Geologia - Oficina de Textos...cisalhamento puro Dominado por cisalhamento simples Partição da...
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www.ofitexto.com.br19 Falhas de rejeito direcional, transpressão e transtração
Geologiaestrutural
Haakon Fossen
2ª edição
Fig 19.1Falhas de rejeito direcional puro não causam deslocamento de camadas verticais ou horizontais (A), ou paralelas à direção da falha (B). Portanto, sua identificação apenas a partir de dados sísmicos pode ser difícil. O sentido de movimento mostrado nos esquemas é sinistral (lateral esquerdo)
A
B
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Fig 19.2Falhas de transferência sinistral entre duas fraturas extensionais. Trilha para Delicate Arch, Utah, EUA
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Fig 19.3 Movimentos de transcorrência podem ocorrer ao longo de rampas laterais, tanto em contextos extensionais como contracionais. Falhas de rejeito direcional desse tipo são falhas de transferência e podem atingir deslocamentos significativos, com pouca ou nenhuma variação ao longo de sua direção. Cada terminação da falha de transferência é conectada a uma falha extensional ou contracional
Normal
Normal
Transcorrência
Transcorrência
Inversa
A
B Inversa
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Fig 19.4 Falhas de rejeito direcional que conectam hemigrabens de polaridade oposta são um tipo de falha de transferência. Essas falhas são comuns em riftes, como nos sistemas de rifte do leste da África e no rifte do Mar do Norte
Hemigraben
Hemigraben
Falha detransferência
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Movimentorelativo
Sem movimentorelativo(inativa)
Fig 19.5 Falha transformante em cadeia mesoceânica (visão em perspectiva e em mapa). A falha é ativa apenas entre os dois segmentos da cadeia (exceto por pequenos ajustes verticais). O deslocamento é constante ao longo da parte ativa da falha e seu comprimento cresce a uma taxa diretamente proporcional à taxa de espalhamento lateral
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Fig 19.6 Falhas transformantes são falhas de rejeito direcional que conectam limites de placas. (A) Falha entre dois segmentos de espalhamento lateral de uma cadeia mesoceânica. (B) Falha transformante conectando um segmento de rifte e um arcode ilhas/zona de subducção. (C) Falha deslocando um limite destrutivo de placas
A
B
C
Cadeia-cadeia
Cadeia-arco
Arco-arco
A
B
C
Cadeia-cadeia
Cadeia-arco
Arco-arco
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Fig 19.7Falha de rejeito direcional em uma zona de subducção com vetor de subducção oblíquo. Esse modelo tem sido aplicado à Falha de San Andreas, onde a placa oceânica é a Placa do Pacífico e o bloco descolado é o Bloco Salina
Falha derejeitodirecional
Crosta oceânica
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Massa deargila
MadeiraMadeira
R
A
B
Fig 19.8Modelo físico com dois blocos de madeira sob uma camada de argila. Note a geometria das fraturas R e o espessamento para cima da zona de cisalhamento
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Fig 19.9Estruturas formadas por movimento direcional destral. (A) Modelo de Riedel, onde R e R’ são fraturas sintéticas e antitéticas de Riedel, respectivamente. Cisalhamentos P são secundários e conectam as superfícies R e R’. O ângulo de fricção interna é representado por Φ. (B) Outras estruturas de pequena escala que podem formar-se em uma zona de falhas de rejeito direcional. (C) Estruturas de larga escala
P
R’
R
Modelo tipo Riedel
ф/2 90–ф/2
Estruturas de pequena escala
Estilolitos
FalhainversaDobras
Falha normal
FraturaModo I
Dobra
Estruturas em escala de mapa
ф/2
ISA1ISA3
A
B
C
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Fig 19.10Dobras formadas por movimento direcional em uma ampla zona de deformação com acamamento horizontal
Dobrasoblíquas
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45+ ф/2
σ1
Fig 19.11Modelo de cisalhamento puro conjugado na formação de falhas de rejeito direcional. A orientação de fraturas extensionais (vertical) e estilolitos (horizontal) é indicada. O modelo considera que ambos os conjuntos sejam ativos de modo aproximadamente simultâneo
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Fig 19.12Formação de falhas de rejeito direcional à frente de um bloco rígido. Dois conjuntos de falhas, que podem ser considerados como conjugados, formam-se enquanto há uma extrusão lateral de material. O modelo é considerado como um análogo da região norte dos Himalaias. O experimento é descrito por Tapponnier et al. (1986)
90°
60°
20°
40°
120°
Índia
China
Paqu
istão
Tailândia
Him
alai a
A
B
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Duplex contracionalem curva derestrição
Duplexextensional
Baciapull-apartem curva deliberação
Fig 19.13Duplexes extensional (transtracional) e contracional (transpressional) desenvolvidos em curvas em um sistema de falhas de rejeito direcional. Exemplos de larga escala podem causar a formação de bacias ou orogenias locais
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Fig 19.14Crista suave localizada em uma curva restritiva ao longo da Falha de San Andreas próximo a Palmdale, EUA, onde as camadas de rochas da Formação Anaverde (Plioceno?) foram lindamente dobradas devido a encurtamento horizontal
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20 km
OwlsheadMontanhas
Bloco
MountainsBlack
N
Montanhas Funeral
Zona de falha Furnace Creek
Cadeia Panamint
Graben do Vale da M
orte
Zona de falha do sul do Vale da Morte
Fig 19.15O Mar Morto é uma área-tipo para bacias pull-apart. Área-tipo é o local onde a feição foi descrita pela primeira vez, nesse caso por Burchfiel e Stewart (1966)Fonte: baseado parcialmente em Wright et al. (1974).
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Estrutura em �ornegativaEstrutura em �or
positiva
A B
Fig 19.16Principais feições de estruturas em flor (A) negativa e (B) positiva, desenvolvidas em curvas de liberação e de restrição, respectivamente
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ExtensãoContração
Trans
pres
são
Transtração
Rejeito direcional(cisalhamento simples)
Fig 19.17Transpressão e transtração representam ligações de contração, rejeito direcional e extensão
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Fig 19.18Modelo simples de Sanderson e Marchini (1984) para transpressão: deformação homogênea entre dois blocos rígidos
k1
Componente decisalhamentopuro
Compon
ente de
cisalham
ento
simples
k-1
y
x
z
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Fig 19.19Diagrama de Flinn com representação de trajetórias de Wk constantesFonte: Baseado em Fossen et al. (1994)
100
10
10010
Wk=
0,9Wk=
0,8
Wk=
0,7
W k=0
,6
W k=0
,5
W k=0
,4W k
=0,3
W k=0
,2
W k=0
,2
W k=0
,3
W k=0
,4
W k=0,5
W k=0,6
Wk=0,7
Wk= 0.9 Wk=0,8
W k=1
,0
Wk=
0,9
0,85
Wk=
0,95
Wk=
0,98
0,85
Wk= 0,95
Wk= 0,98
Transtração
Tran
spre
ssão
00
X / Y
Y / Z
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Fig 19.20Orientação e forma do elipsoide de deformação finita de quatro classes de transpressão/transtração discutidas no textoFonte: baseado em Fossen et al. (1994).
X
X
Transpressão dominada por cisalhamentopuro
Transpressão dominada por cisalhamento simples
Transtração dominada por cisalhamento simples
X
Transtração dominadapor cisalhamento puro
X
y
x
z
α
A
B
C
D
X
X
Transpressão dominada por cisalhamentopuro
Transpressão dominada por cisalhamento simples
Transtração dominada por cisalhamento simples
X
Transtração dominadapor cisalhamento puro
X
y
x
z
α
A
B
C
D
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50
20
10
90
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0Cisalhamento puro
Cisalhamento puro
70
80
60
40
30
θ
Deformação dom
inada por cisalhamento puro
50
20
10
90
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0Wk Wk
70
80
60
40
30
α
Transtração dominadapor cisalhamento simples
Transpressão dominadapor cisalhamento simples
ISAmáx
ISAinterm.
ISAmáx
A B
Transtração dominada por cisalhamento puro
Transpressão dominada por cisalhamento puro
Cisalhamentosimples
Cisalhamentosimples
Cisalhamentosimples
Dominada por cisalhamentosimples
Fig 19.21(A) Relação entre Wk e o ângulo θ entre o eixo de máximo estiramento horizontal instantâneo e a zona de cisalhamento. (B) Relação entre α (orientação da apófise de fluxo oblíquo) e Wk(tanto para transpressão como para transtração)Fonte: baseado em Fossen e Tikoff (1993).
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x
y
Transtração Transpressão
Cisalhamento simples
Wk
=0,
85W
k=
0,5
Wk
=0,
0
Fonte (metaestável) Sumidouro (estável)
Wk =1
y
x
AP AP
AP AP
AP
AP AP
AP
Fig 19.22Padrões de rotação de estruturas lineares passivas, mostrados em estereogramas (projeção de igual área). AP = apófise de fluxoFonte: Fossen et al. (1994).
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Dominado porcisalhamento puro
Dominado porcisalhamentosimples
Partição dadeformação(transpressão)
DobraFalha
Dúctil
Fig 19.23Ilustração da partição de deformação em uma zona de transpressão. Alguns blocos são submetidos a cisalhamento simples, enquanto em outros predomina o cisalhamento puro. Nos níveis crustais mais rasos, o cisalhamento simples é reduzido a uma ou poucas falhas
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Dobra
α
Placa do Pací�co
Placa da América do Norte
Dominado porcisalhamentopuro
Falha
Fig 19.24Esquema da zona de falha de San Andreas, Califórnia, EUA. O ângulo α entre as duas apófises de fluxo é de apenas 5º, mas como o cisalhamento simples é localizado nas falhas, o cisalhamento puro predomina no volume entre as falhas; por esse motivo, os eixos das dobras são subparalelos às falhas, e não como aqueles indicados na Fig. 19.10