Estruturas em rochas: Dobras, falhas e outros registros. Prof. Marcel Sena Disciplina: Geologia (65)

Transcrição

1 Estruturas em rochas: Dobras, falhas e outros registros Prof. Marcel Sena Disciplina: Geologia senagel@gmail.com (65)

2 Geologia Estrutural: Estuda os processos de deformacionais da litosfera e as estruturas decorrentes dessas deformações. Investiga, de maneira detalhada, as formas geométricas que se desenvolvem em decorrência do dinamismo de nosso planeta.

3 Existem três caminhos pelos quais as rochas sofrem deformações Apresentam um fluxo, quando as deformações são mais ou menos distribuídas no cisalhamento dúctil; Dobram-se, flexionando as camadas, havendo encurtamento acentuado e deformação interna moderada; Apresentam descontinuidades entre blocos adjacentes, ao longo de discretas superfícies ou zonas com pouca ou intensa deformação e/ou deslocamento entre os blocos. Tais descontinuidades são chamadas de FRATURAS.

4 ESTRUTURAS GEOLÓGICAS As rochas ocorrem como corpos ou maciços rochosos, com limites (contatos) com outros corpos rochosos. Mostram estruturas internas, resultado dos processos geológicos.

5 Estruturas Primárias São estruturas formadas durante o processo de geração da rocha. Estruturas primárias ígneas: estrutura vesicular e/ou amigdaloidal, estrutura maciça, estrutura fluidal (quando aparece orientação por fluxo de magma). Estruturas primárias sedimentares: estrutura estratificada (ou laminada, quando fina) e outras estruturas registradas durante a deposição e litificação de sedimentos (ex.: marcas onduladas, gotas de chuva, pegadas e rastros de fósseis).

6 Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares Estratificações;

7 Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares Estrutura gradacional: variação granulométrica gradual mais grossa na base até mais fina no topo;

8 Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares Fendas de ressecamento: geralmente preenchidas com material arenoso;

9 Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares Marcas de onda;

10 Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares Acamamentos e sucessões de camadas;

11 Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares Estratificações e laminações;

12 Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares Granocrescencias, Granodecrescencias e Estruturas lenticulares;

13 Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares Discordâncias.

14 Estruturas primárias mais comuns das rochas ígneas formadas quando o magma está se consolidando Estruturas vesiculares: localizadas no topo de um derrame;

15 Relações de contatos;

16 Relações de contatos;

17 Forma dos corpos: tabulares (diques e sills), cilíndricos (chaminés vulcânicas);

18 Forma dos corpos: tabulares (diques e sills), cilíndricos (chaminés vulcânicas);

19 Fluidais: o fluxo laminar da massa ígnea determina a orientação planar dos minerais;

20 Estruturas Secundárias Geradas por deformação de rochas préexistentes. Deformação elástica: reversível. Deformação plástica : estruturas internas (foliação ou xistosidade de rochas metamórficas) e as que afetam grandes corpos: dobras. Deformação rúptil: os corpos rochosos são quebrados, aparecendo juntas e falhas. GMG Elementos de Mineralogia e Geologia 20

21 Deformação nas rochas Deformação elástica: reversível, assim que a tensão for retirada o corpo volta ao estado original Deformação plástica (ductil): irreversível. forma estruturas internas (foliação ou xistosidade de rochas metamórficas) e dobras. Deformação rúptil: os corpos rochosos são quebrados, forma juntas e falhas. GMG Elementos de Mineralogia e Geologia 21

22 O que controla o tipo de deformação das rochas? O tipo de deformação que uma rocha sofre é controlado por vários fatores, sendo os mais importantes: Pressão confinante (profundidade) Temperatura Características composicionais do próprio material

23 Deformação dúctil A deformação dúctil é controlada por altas pressões confinantes e altas temperaturas Foliação, dobras e lineação são geradas nas rochas

24 Folding = dobramento Stretching = estiramento Shearing = cisalhamento Fig. Story 11.6

25 Dobras Uma dobra resulta da deformação de rochas e que resulta no arqueamento de camadas rochosas, inicialmente planas, com comportamento dúctil, pela acção de tensões compressivas.

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27 Elementos geométricos caracterizadores de uma dobra:

28 Classificação de dobras quanto a linha de charneira:

29 Classificação de dobras quanto ao ângulo de fechamento:

30 Classificação de dobras quanto estratigrafia das camadas e sentido de fechamento:

31 Figure 9.25

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41 Deformação rúptil A deformação rúptil é controlada por baixas pressões confinantes e baixas temperaturas Falhas e juntas são geradas nas rochas

42 Fig. Story 11.6

43 Falhas As falhas são formadas por movimentos abruptos e são marcadas por fraturas ao longo das quais ocorre movimento O plano da falha separa o corpo rochoso em dois blocos principais, a capa e a lapa As falhas podem envolver pequenos movimentos, cujo rejeito varia entre poucos centímetros até centenas de quilômetros

44 FALHAS Causadas por esforços tectônicos ou acomodação de camadas; Comuns em cinturões de montanhas; Escalas (extensão) variadas; Geometrias e arranjo diverso conforme e direção do esforço; Elementos geométricos: plano e falha, estrias, mergulho e direção;

45 FALHAS Normal: Tensão, abatimento de blocos; Inversa (empurrão): Compressão, cavalgamento de blocos; Direcional ou cisalhamento: rejeito paralelo ao mergulho; Obliqua: sobreposição de movimentos verticais (tensão ou compressão) e direcionais (transcorrente);

46 Elementos Morfológicos/geométricos relacionados a falhas:

47 Tipos de Falhas Falha Normal Plano de Falha Falha Inversa Falha Trancorrente Falha Normal e Trancorrente

48 Falha normal

49 FALHAS Horst Graben

50 Falha reversa

51 Falha de empurrão Falha de empurrão ou cavalgamento é um tipo especial de falha reversa O plano de falha é de baixo ângulo e essas falhas podem envolver transportes de dezenas a centenas de quilômetros

52 Falha transcorrente Falha de San Andreas - Califórnia

53 FALHAS

54 FALHAS

55 FALHAS

56 Juntas Juntas: fraturas sem movimentação dos blocos Juntas conjugadas e de alívio de pressão

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58 CONTATOS Limites entre corpos ou maciços rochosos Tipos: discordante ou concordante intrusivo concordantes (entre camadas de sedimentos) incorformidade contato discordante angular contato discordante erosivo Hiato: falta de registro geológico

59 Tipos de Contatos Folhelhos e calcários alternados Arenitos feldspáticos e conglomerados Contato discordante intrusivo Contato concordante (plano-paralelo) Contato discordante erosivo Arenitos finos e siltitos alternados Contato discordante angular Arenitos vermelhos, cimentados Inconformidade basal Dique de diabásio: Contato discordante intrusivo Embasamento cristalino (gnaisses, xistos, granitos)

60 Contato discordante intrusivo do dique em rocha metamórfica Contato Discordante Angular

61 Estruturas na Construção Civil Foliação, juntas e falhas: zonas de debilidade, infiltração de água (túneis), escoamento de água (barragens e represas). Falhas ativas ou reativadas: afetam as construções, terremotos. CONCLUSÃO: imprescindível o estudo das estruturas em maciços rochosos. 61

62 CARACTERIZAÇÃODO MACIÇO QUANTO AO FRATURAMENTO Para a caracterização do estado de fraturas do maciço as juntas devem ser observadas quanto aos seguintes aspectos: Qualidade da superfície de ruptura: lisa ou áspera; Geometria da superfície: planas ou curviplanares; Espaçamento:distância média entre as juntas; Abertura:distância de afastamento entre os blocos; Alteração das paredes; Preenchimento por elementos de naturezas diversas.

63 IMPORTÂNCIA PRÁTICA DAS JUNTAS Nas escavações subterrâneas facilitam o desmonte mas impõem a necessidade de escoramento; Permitem a formação de aquífero; Permitem a infiltração de água em obras subterrâneas; Controlam mineralizações; Condicionam o relevo e a drenagem; Permitem a ação rápida da erosão, propiciando a mais rápida denudação do terreno; Na mineração auxiliam o desmonte de rocha, porém prejudicam a retirada de blocos intactos para uso como rochas ornamentais.

64 IMPORTÂNCIA PARA A ENGENHARIA CIVIL: O conhecimento da ocorrência destas estruturas citadas é de grande importância para a engenharia já que as mesmas normalmente se constituem em superfícies potenciais de instabilidade com relação a diversos aspectos: zonas de baixa resistência para fundações, zonas de instabilidade potencial de taludes, zonas de enriquecimento em minerais expansíveis, zonas de possível instabilidade de paredes de túneis, zonas de endurecimentos excessivos devido à recristalização podendo tornar-se um sério obstáculo à equipamentos de escavação.