estrutural 18 Regimes extensionais 2ª edição

Transcrição

1 Fig 8. om a superfície terrestre como referência, as falhas extensionais () representam um espectro de falhas normais que vai das verticais () às horizontais (). s falhas verticais e horizontais não são extensionais nem contracionais

2 Fig 8.2 () Falhas inversas e normais coexistindo em uma camada dobrada ao longo de uma falha. Tanto as falhas inversas como as normais são falhas extensionais, porque elas causam movimento extensional nas camadas. s falhas inversas provavelmente se formaram como falhas normais () e foram rotacionados durante o dobramento (, D). Deserto de San Rafael, Utah, EU D

3 0 60 Fig 8. () Esquema do modelo dominó de blocos rígidos de falha. () Os blocos de falha podem ser restaurados por rotação rígida até que seu acamamento retorne à horizontal. Nesse caso, teremos de aplicar uma rotação de 0º para a remoção do deslocamento

4 Fig 8.4 Esquema do desenvolvimento de um sistema dominó. () transição para a lapa não deformada é acomodada por uma falha lístrica. () Um novo conjunto de falhas se desenvolve em uma extensão de alta magnitude. () O padrão resultante de falhas pode tornar-se bastante complexo. Para uma descrição mais detalhada, ver Nur (986)

5 Fig 8.5 Uma alternativa para o modelo dominó de estiramento é o desenvolvimento de sistemas horst e graben. Esse estilo de deformação é idealmente simétrico e a deformação global se dá por cisalhamento puro

6 Vendeville et al. (987) 2 cm 4 Mclay e Ellis (987) 0 Fig 8.6 Experimentos com caixas de areia nos quais a base do modelo foi inclinada antes da extensão. inclinação pode ser a causa da uniformidade do ângulo e da direção de mergulho das falhas

7 Geologia Haakon Fossen Placa superior Placa inferior D Moho E F D G Nível erosivo Direção de falhas mais jovens Fig 8.7 Desenvolvimento de um complexo de núcleo metamórfico durante extensão em escala crustal e compensação isostática. Note como novos blocos de falha em forma de cunha são sucessivamente arrancados da capa. Note também como a compensação isostática é acomodada por F meio de cisalhamento vertical Fonte: baseado em Wernicke e xen (988). E H acia omplexo de núcleo metamórfico G Nível erosivo Direção de falhas mais jovens

8 renitos e conglomerados devonianos Substrato metamórfico Descolamento camamento Zona de descolamento Nordfjord-Sogn Falha normal de baixo ângulo Fig 8.8 Falha de baixo ângulo sob a acia Hornelen, Devoniano, aledonides da Escandinávia, separando arenitos e conglomerados devonianos de rochas miloníticas do descolamento de Nordfjord-Sogn. Essa falha é rúptil, localizada entre tramas miloníticas da zona de descolamento extensional de Nordfjord-Sogn e a bacia superimposta Foto: Vegard V. Vetti.

9 β =,0 Geologia 0 cm Haakon Fossen 2 β =,00 β =, β =,0 0 cm D β =, Descolamento β =,22 E β =. 5 Fig 8.9 Experimento em massa de gesso mostrando como uma falha de baixo ângulo pode formar-se em um estágio relativamente tardio da história de D β =,27 deformação extensional. Note que a falha tardia (em vermelho) corta as falhas preexistentes de alto ângulo e que um horst está prestes a estabelecerse acima do segmento de patamar da falha. Um pseudoacamamento foi 5 marcado em preto nas paredes externas antes do movimento extensional Fonte: Fossen et al. (2000). Descolamento 4 F β =.4 E β =.

10 β =,5 2 4 β =,2 β =, Massa de gesso Embasamento rígido 0 cm β =,5 2 D β =, E β =,40 6 β =, F β =,74 6 =, D β massa olapso da lapa em um experimento com de gesso. Note 6 7 na lapa, ao como as novas falhas se formam sequencialmente 2 mesmo tempo que o mergulho da falha principal diminui Regimes extensionais 2 4 Fig E β =,

11 Leque de imbricação Rampa Plataforma avaleiros Falha de topo avalos Rampa Falha de base Duplex extensional Fig 8. Esquema de uma imbricação extensional e de uma estrutura duplex. avalos (horses) e cavaleiros (riders) são mostrados em amarelo 8 Regimes extensionais

12 Superfície lístrica de falha reak-away Falha de colapso ampo de deslocamento divergente ase frontal Imbricação frontal Fluxo dúctil na base Deformação interna Desordem crescente Descolamento delgaçamento vertical e extensão e deslizamento horizontal amada menos resistente Fig 8.2 Deslizamentos geram estruturas extensionais na parte central e posterior, e estruturas contracionais na parte frontal (inferior) do sistema

13 Fig 8. Três estágios de desenvolvimento de um rifte. () Extensão inicial, que cria ou reativa fraturas que atingem níveis crustais profundos. deformação é baixa nesse estágio e há preenchimento de fraturas por magma, com a formação de diques. () Estágio de estiramento, durante o qual formam-se os principais complexos de falhas. Os sedimentos sinrifte não estão representados. () Subsidência pós-rifte e sedimentação. s falhas de compactação na sequência pós-rifte formamse por compactação diferencial Pós-rifte Sinrifte Pré-rifte

14 Horst Fig 8.4 Sistema de rifte composto por hemigrabens sobrepostos, que se interferem mutuamente. s sobreposições são denominada zonas de acomodação por Rosendahl et al. (980), com base em dados do grande rifte do leste da África. Diferentes tipos de arranjos de hemigrabens podem ocorrer. s zonas de acomodação podem conter horsts (seção ) ou grabens (seção 2) Horst Seção Seção 2

15 isalhamento puro isalhamento simples alor Falhas de baixo ângulo Falhas de alto ângulo alor Fig 8.5 Dois modelos idealizados de estiramento crustal e rifteamento. O modelo de cisalhamento puro é simétrico, com um máximo térmico sob a região central do rifte. O modelo de cisalhamento simples geralmente é dominado por uma zona de cisalhamento de baixo ângulo, que produz uma assimetria no rifte

16 0 Plataforma Shetland Gullfaks Statfjord Graben Viking Plataforma Horda 40 km 20 km Fig 8.6 Seção baseada em uma linha sísmica profunda através da porção norte do Mar do Norte. Esta seção foi interpretada tanto em termos de cisalhamento puro () como de cisalhamento simples (), e podemos considerar que ela contém elementos de ambos os modelos Fonte: baseado em Odinsen et al. (2000).

17 0,5/km 0,2/km 0,/km 0,05/km D = 0,7 0,0/km 0,00/km Deslocamento (m) Fig 8.7 Diagrama log-log indicando o rejeito de falhas em relação ao seu número cumulativo (normalizado em relação ao comprimento). Os dados definem uma linha aproximadamente reta na porção central do diagrama. amostragem insuficiente das falhas menores e maiores é o que causa o desvio em relação à reta nas extremidades da linha. Dados de uma subpopulação de falhas no ampo de Gullfaks, Mar do Norte Fonte: Fossen e Rørnes (996).

18 s 2 km 2 s Fig 8.8 Extensão sinsedimentar causada por gravidade, acima do descolamento de baixo ângulo na bacia de Kwanza, na margem passiva no oeste da África (ngola). Os blocos de falha estão se movendo sobre uma fina camada de sal e, portanto, descolados de seu substrato. O sal flui de modo plástico e acomoda problemas de área causados pela rotação dos blocos de falha Fonte: modificado de Duval et al. (992).

19 Geologia Falha extensional Haakon Fossen isalhamento em direção ao antepaís Divisão de arco de ilhas, subducção e espalhamento de fundo oceânico Pré-colisional D olapso de platô olapso de platô ntepaís ntepaís isalhamento em direção ao antepaís unha orogênica instável Sincolisional (Sinorogênica) unha instável ntepaís E Soerguimento isostático e/ou enfraquecimento térmico isalhamento simples pós-colisional (pós-orogênico) ntepaís Fluxo de canal ntepaís Descolado Falha extensional Descolamento basal: cisalhamento em direção ao antepaís ntepaís F isalhamento puro isalhamento em direção ao além-país Fig 8.9 Diferentes tipos de extensão relacionados a um ciclo orogênico Fonte: modificado de Fossen (2000). isalhamento em direção ao antepaís olapso da raiz orogênica ontração Extensão

20 Placa da Ásia Placa da Índia Manto litosférico 00 km NHNF Fig 8.20 Modelo de formação de uma grande falha normal (NHNF) nos Himalaias. Uma fatia de crosta continental é descolada e soerguida por uma combinação de compressão e flutuabilidade. fatia está sobre um cavalgamento (MT) e sob uma falha normal (NHNF). aseado na modelagem física de hemenda et al. (995). NHNF é a sigla para North Hymalaya Normal Fault; MT, Main entral Thrust; MT, Main oundary Thrust NHNF MT MT

21 unhas orogênicas rosta Manto litosférico Quente Frio e denso Quente Soerguimento e colapso Movimento de nappe Fig 8.2 Delaminação provocando colapso orogênico e da raiz do orógeno. () raiz mais fria e densa puxa a crosta continental para baixo. () Delaminação e descida da raiz densa, causando o colapso para cima da crosta continental profunda, soerguimento e colapso da parte superior da zona colisional (na cunha orogênica), com transporte de rochas em um nível elevado do além-país em direção ao antepaís Quente Fusão Delaminação Quente

22 avalgamento (pré-400 Ma) Nappes 0 Embasamento Descolamento 50 km Embasamento Retrodeslizamento (~ 400 Ma) Fig 8.22 Desenvolvimento de falhas e zonas de cisalhamento extensionais de baixo ângulo nas aledonides, no sul da Escandinávia. () olocação (emplacement) de nappes na convergência de placas. () Retrodeslizamento da cunha orogênica, causando inversão do sentido de cisalhamento no descolamento basal. () Formação de zonas de cisalhamento e falhas com mergulho para o alémpaís, cortando os cavalgamentos e o embasamento Fonte: baseado em Fossen (2000). 8 Regimes extensionais Descolamento reativado Soerguimento onglomerados devonianos isalhamentos extensionais inclinados (~ Ma) Descolamento inativo 50 km isalhamento extensional