Geologia Estrutural:

INTRODUÇÃO 1

GEOLOGIA ESTRUTURAL A geologia estrutural é uma das disciplinas com maior importância na

geologia, devido seu vasto campo de aplicações, como na geotecnia, risco ambiental, geologia econômica, evolução crustal, geotectônica, geodinâmica etc.

Na geotecnia e risco ambiental, é o conhecimento das estruturas geológicas que vai determinar o quanto de peso o terreno vai suportar, quer seja para construção de edifícios, pontes, portos, barragens ou construções em áreas de encostas ou taludes.

Na geologia econômica, sabe-se que a maioria das mineralizações tem controle estrutural, se concentrando nas estruturas como zonas de cisalhamento, fraturas, falhas e eixos de dobras.

Portanto, identificar e entender a evolução estrutural de uma região éfundamental na profissão de geólogo.

Porém, o estudante, tem que ter em mente que o estudo de geologia estrutural, não é fácil, pois exige conhecimentos de atuação de esforços físicos, como Força (F), comportamento reológico das rochas, frente a esses esforços, e uma capacidade de visualizar em três dimensões, uma estrutura que na maioria das vezes se observa em uma ou duas dimensões.

Na geologia estrutural, para que se tenha um bom desempenho éfundamental que o estudante leia sobre:

Definição do Campo da Geologia Estrutural Mecânica da Deformação Tensão, Círculo de Mohr Deformação Homogênea e Heterogênea Deformação Progressiva Ensaios de Deformação Estruturas Primárias Critérios Topo-Base Estruturas Atectônicas Dobras (Mecânica de dobramento, modelos clássicos) Foliação (Origem, relação com dobramentos) Lineação (Utilização e origem de lineações) Juntas e falhas (Formação, rejeito de falhas e sua determinação,

mecânicas de falhas) Análise Geométrica de Deformação Superposição de Estruturas, Redobramento Cronologia e Eventos Estruturas de Rochas ìgneas

Portanto, como se observa, o volume de informações que o estudante deve ter conhecimento é muito grande, sendo impossível o professor passar todo conteúdo, em sala de aula.

Logo, é fundamental que o aluno dedique-se a leitura de textos básicos de geologia estrutural como:

Structural Geology of Rocks and Regions. Edit. Jonh Wiley & Sons. Canadá, 492 p.

HASUI, Y. & MIOTO, J. A. 1992. Geologia Estrutural Aplicada. 459 P. HOBBS, B.E., MEANS, W.D., & WILLIAMS, P.E. 1976. An Outline of

Structural Geology. Wiley International, New York, 571 pp. LOCZY, L. & LADEIRA, E. A. Geologia Estrutural e Introdução à

Geotectônica. Rio de Janeiro : Edgard Blucher/CNPq. 1976 (Ver Capítulo referente a projeção estereográfica).

RAGAN, D.M., 1985. Structural Geology, an Introduction to GeometricalTechniques (3rd. ed.). John Wiley & Sons, New York, 393 pp.

RAMSAY, J. G. 1967. Folding and Fracturing of Rocks. New York, Mcgraw-Hill, 568 p.

PASSCHIER, C. A. & TROUW, R. A. J. 1996. Microtectonics. Editora Springer. 289 p.

Apostilas e Artigos obtidos na internet.

Ao Concluir a disciplina Geologia Estrutural o aluno deve estar apto a:

1 - Reconhecer, descrever e interpretar as diversas estruturas

2 - Usar as ferramentas adequadas para a solução de problemas específicos.

3 - Conhecer os principais mecanismos de deformação 4 - Gerar, ler e interpretar mapas estruturais 5 - Interpretar estruturas nas escalas de afloramento, de

lâmina e como estas se enquadraria na escalas regional.

GEOLOGIA ESTRUTURAL Definição: É a ciência que estuda a atitude, geometria e a anatomia

dos corpos rochosos e da forma com que o corpo reage frente a força dominante.

Na geologia estrutural investigaremos e responderemos as seguintes perguntas:

Qual é a estrutura investigada? Quando ela se desenvolveu (se formou)? Em quais condições ela se formou?

A Geologia estrutural descreve e analisa um corpo geológico de 3 maneiras

1 – Análise Geométrica (Geometria) 2 – Análise Cinemática (Strain =

Deformação) 3 – Análise Dinâmica (Stress = Tensão ou

Pressão)

TECTÔNICA: Investiga a morfologia e a associação específica

das estruturas, e a força que a formou. APLICAÇÃO NA GEOTECTÔNICA: Na geotectônica regional, que pesquisa a distribuição

regional e a história estrutural de zonas deformadas. Na geotectônica geral que envolve a geodinâmica, que

estuda a dinâmica dos movimentos gerais; Na geotectônica histórica, que estuda a história dos

movimentos tectônicos

Na geotectônica teórica.

FATORES INTERATUANTES NA DEFORMAÇÃO DE CORPOS ROCHOSOSSITUAÇÃO DA DEFORMAÇÃO

Ação deforças emou no interiordo corpo

CondiçõesInfluênciaMecanismoPropriedade

TemperaturaPressãoRazão de cargaFluido/poro

Corpo de rocha comHeterogeneidade inicial

Aspectos mecanicamentesignificante Marcadores

passivos

MineralogiaFoliaçãoLimites dos grãos

Sistema deStress Propriedades

mecânicas

TAXA DE DEFORMAÇÃOMovimentos relativos das partes

Intervalo de tempoDISTORÇÃO DE ROCHACOM NOVASHETEROGENEIDADES

INCLEMENTO DA DEFORMAÇÃO

Novas posições das partes descritaspelo strains, deslocamento, e rotaçãoque varia de ponto para ponto

Modificação de fabricestrutural

RESPOSTA DOS MATERIAIS ROCHOSOS A TENSÃO

FATORES INFLUENCIANTES NO COMPORTAMENTO FÍSICO DAS ROCHAS

As rochas possuem propriedades elásticas e plásticas concomitantes, dependendo das condições físicos/químicos atuantes.

Qualquer corpo na natureza possui: 1 – Pressão Confinante e Litostática: todos os corpos sofrem

pressão confinante associado a um sistema. 2 – Temperatura 3 – Quantidade e Quimismo dos Fluidos. 4 – Anisotropia e Heterogeneidade 5 - Tempo

COMPORTAMENTO FÍSICO DAS ROCHAS

Reologia: estuda o comportamento físico das rochas, mediante a aplicação de forças e tensões (stress).

Os métodos de estudos são: 1 – Dinâmico: que investiga a natureza e os tipos de

tensões aplicadas nas rochas durante a deformação. 2 – Cinemático: as relações geométricas e de simetria

em relação a um plano de movimento são estabelecidas nas análises da trama rochosa.

3 – Analítico: ensaios teóricos de resistência de materiais, tais como metais agregados cerâmicos e concretos. As condições são simuladas em laboratório.

Modelo Reduzido: constroem-se modelos em escala das estruturas e doformações a fim de se descobrir as tensões regionais envolvidas.

PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS ROCHAS As propriedades mecânicas da rocha refletem aspectos das

forças e dos movimentos que os experimentaram. E dos fatores físicos-químicos do ambiente.

CLASSE DE FORÇA * Força é uma grandeza vetorial, (escala, direção e sentido)

que apresenta condições de empurrar e/ou deformar um corpo rochoso.

Força Gravitacional que está diretamente relacionada com a gravidade

Força Superficial, com seus pontos de aplicação sobre a superfície do corpo.

Unidade: 1 Newton = 1 kg – 1 m – 1 cm/s2

TENSÃO NO PLANO = É a força por unidade de área que tende a deformar um corpo

F/A = ϬUnidade: Newton/metro quadrado

N/m2

Bar = 105N/m2

Kbar = 108 N/m2

Anti-Horário (+) Horário (-)

Sentido de Deslocamento

Convenções

AB Plano

FBA

FAB

FT

FN

FS

Superfície Compressiva

AB Plano

FBA

FAB

Superfície Tracional (= Tensional)

ELIPSÓIDE DE TENSÃO

BA

ϬAB

Elipsóide de Tensão Compressional

Tensores Principais

Bidimensional Ϭ1 Ϭ1Ϭ2

Ϭ2

Eixo maior = Ϭ1

Eixo menor = Ϭ2

Ϭ1

Ϭ3Ϭ2

ELIPSÓIDE DE TENSÃO TRIDIMENSIONAL

1) Ϭ1 ≥ Ϭ2≥ Ϭ3

2) Ϭ1 > Ϭ2 = Ϭ3

z

y

x

ELIPSÓIDE DE DEFORMAÇÃO

O elipsóide de deformação é um objeto concreto, podendo se tratar de um grão de um mineral (quartzo, feldspato etc.).

O campo de deformação é caracterizado pelos eixos X, Y e Z, cuja representação gráfica é uma elipsóide.