Estruturas em rochas: Dobras, falhas e outros...
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Prof. Marcel SenaDisciplina: [email protected]
(65) 9223-2829
Estruturas em rochas:
Dobras, falhas e outros
registros
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Geologia Estrutural: Estuda os processos dedeformacionais da litosfera e as estruturasdecorrentes dessas deformações. Investiga, demaneira detalhada, as formas geométricas quese desenvolvem em decorrência do dinamismode nosso planeta.
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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.
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ESTRUTURAS GEOLÓGICAS
As rochas ocorrem como corpos ou maciços rochosos, com limites (contatos) com outros corpos rochosos. Mostram estruturas internas, resultado dos processos geológicos.
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Estruturas Primárias
São estruturas formadas durante o processo de geração da rocha.
Estruturas primárias ígneas: estrutura vesicular e/ou amigdaloidal, estrutura maciça, estruturafluidal (quando aparece orientação por fluxo de magma).
Estruturas primárias sedimentares: estruturaestratificada (ou laminada, quando fina) e outrasestruturas registradas durante a deposição e litificação de sedimentos (ex.: marcas onduladas, gotas de chuva, pegadas e rastros de fósseis).
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Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares
•Estratificações;
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Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares
Estrutura gradacional: variação granulométrica gradual mais grossa na base até mais fina no topo;
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Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares
Fendas de ressecamento: geralmente preenchidas com material arenoso;
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Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares
•Marcas de onda;
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Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares
•Acamamentos e sucessões de camadas;
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Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares
•Estratificações e•laminações;
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Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares
•Granocrescencias, •Granodecrescencias e •Estruturas lenticulares;
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Estruturas primárias mais comuns de rochas sedimentares
•Discordâncias.
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Estruturas primárias mais comuns das rochas ígneas formadas quando o magma está se consolidando
Estruturas vesiculares: localizadas no topo de um derrame;
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Relações de contatos;
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Relações de contatos;
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Forma dos corpos: tabulares (diques e sills), cilíndricos (chaminés vulcânicas);
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Forma dos corpos: tabulares (diques e sills), cilíndricos (chaminés vulcânicas);
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•Fluidais: o fluxo laminar da massa ígnea determina a orientação planar dos minerais;
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GMG2201 - Elementos
de Mineralogia e
Geologia 20
Estruturas Secundárias
Geradas por deformação de rochas pré-existentes.
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.
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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.
GMG2201 - Elementos
de Mineralogia e
Geologia 21
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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
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Deformação dúctil
A deformação dúctil é controlada por altas pressões confinantes e altas temperaturas
Foliação, dobras e lineaçãosão geradas nas rochas
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Fig. Story 11.6
Folding = dobramento
Stretching = estiramento
Shearing = cisalhamento
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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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Elementos geométricos caracterizadores de uma dobra:
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Classificação de dobras quanto a linha de charneira:
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Classificação de dobras quanto ao ângulo de
fechamento:
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Classificação de dobras quanto estratigrafia das
camadas e sentido de fechamento:
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Figure 9.25
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Deformação rúptil
A deformação rúptil é controlada por baixas pressões confinantes e baixas temperaturas
Falhas e juntas são geradas nas rochas
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Fig. Story 11.6
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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
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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;
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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);
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Elementos Morfológicos/geométricos relacionados a falhas:
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Tipos de Falhas
Plano de Falha
Falha NormalFalha Inversa
Falha Trancorrente Falha Normal e Trancorrente
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Falha normal
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FALHAS
Horst
Graben
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Falha reversa
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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
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Falha transcorrente
Falha de San Andreas - Califórnia
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FALHAS
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FALHAS
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FALHAS
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Juntas
Juntas: fraturas sem movimentação dos blocos
Juntas conjugadas e de alívio de pressão
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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
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Tipos de Contatos
Inconformidade basal
Contato discordante angular
Contato discordante erosivo
Contato concordante (plano-paralelo)
Contato discordante intrusivoFolhelhos e calcários
alternados
Arenitos feldspáticos
e conglomerados
Arenitos finos e siltitos
alternados
Arenitos vermelhos,
cimentados
Dique de diabásio:
Contato discordante intrusivo
Embasamento cristalino
(gnaisses, xistos, granitos)
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Contato discordante intrusivo do
dique em rocha metamórfica
Contato Discordante
Angular
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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.
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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.
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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.
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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.