Aula VII _ Falhas Normais e Inversas

GEOLOGIA ESTRUTURAL

Aulas 7

FALHAS: NORMAIS E INVERSAS

FALHAS NORMAISSistemas Extensionais

INTRODUODefinies

As falhas normais geralmente esto inseridas em zonas onde h alvios das tenses, resultando abatimento de blocos.

Apresentam mergulhos, em geral, entre 30 e 70 e podem se estender a profundidades de at 15 km e adentrar no domnio dctil, onde se tornam mais largas. Geometricamente podem se encurvar, at uma falha nica onde caracteriza-se a zona de descolamento.

A existncia de um sistema normal pode ser explicada pela reativao de zonas de fraqueza pr-existentes.

Localizao de sistemas extensionais na crosta: podem estarem crosta ocenica

http://www.uwsp.edu/geo/faculty/hefferan

ou crosta continental (Grande Rifte do leste da fica).

http://www.uwsp.edu/geo/faculty

Modos de ocorrncia Falhas normais

geralmente ocorrem em locais onde a litosfera est estirada ou afinada.

So as principais componentes estruturais de muitas das bacias riftes, onde possuem maior significado para a explorao de hidrocarbonetos

Tambm podem ocorrer em deltas, em pores das cadeias onde hgrandes escorregamentos ou slumps.

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MECANISMO DE EXTENSO

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Posicionamento dos eixos de tenso


ARRANJOS GEOMTRICOS

O arranjo das zonas normais separa cunhas, lascas ou escamas acunhadas e encurvadas na base. Esse arranjo chamado de lstrico e as cunhas compem o denominado leque imbricado distensivo, quando ultrapassa alguns quilmetros de profundidade.

Se a profundidade da falha pequena, pode ocorrer o padro trapezoidal da falha, ou a geometria em domin, ou ento falhas rotacionais, comuns na distenso.

comum a ocorrncia de horts e grabens como estruturas associadas s zonas distensivas, bem como a variao tpica de hemi-grabens, que podem ser representados como falhas lstricas.

Falhas lstricas


http://earth.leeds.ac.uk

Sistema de falhas lstricas com atitude mdia de N80E e estrias com mergulho em torno de 450 para S6E, em sedimentos Tercirios da Bacia de Volta Redonda (A. Gontijo, 1999 Tese de Doutorado)

?

?

Unidade Superior Unidade Intermediria Unidade Inferior

Depsitos de leque aluvialDepsitos de planciede inundao

Gnaisses

0 3km0

2

km

a

Modelo de preenchimentode cunhas conglomerticasem falhas normais lstricas

Falhas em Domin


Falhas Rotacionais

Grabens, horstes e hemi-grabens so tpicas estruturas regionais desenvolvidas em sistemas distensionais, que incluem falhas normais.

ALGUMAS CARACTERSTICAS Em escala local, nas zonas de falha, possvel a ocorrncia de cataclasitos,

j que comumente os sistemas normais atingem a superfcie, ou nvel estrutural superior. H possibilidade, contudo, que ocorram milonitos e protomilonitos, onde a falha de descolamento atinge nveis estruturais inferiores

Apesar da maioria das falhas normais ativas mostrarem ngulos demergulho prximos de 50, h exemplos de falhas normais com baixo ngulo de mergulho.

So freqentemente denominadas de descolamentos (detachments), apesar do termo ser um tanto vago. Os descolamentos podem expor rochas de alto grau metamrfico na sua base (muro).

Falhas normais podem ser importantes caminhos para a exposio atual de rochas de ncleos sedimentares.

ESTRUTURAS GEOLGICAS ASSOCIADAS

Com o desenvolvimento de uma srie de falhas normais hdesenvolvimento de bacias sedimentares de pequeno e grande porte, por exemplo, atravs de riftes, onde a sedimentao variada em termos composicionais.

Possibilidade de desenvolvimento de estruturas e veios mineralizados

Escarpa de falha normal nos Andes. Milonitos gnaisses, representando a exposio do ncleo do embasamento. (Foto por Glenn Wallace)

MORFOESTRUTURAS ASSOCIADAS

Deslocamentos de serras e ou cristas

Presena de escarpas

Evoluo morfolgica de escarpas

Facetas triangulares e/ou trapezoidais

Wasatch Montains, Central Utah

Bloco diagrama que mostra a evoluo de facetas trapezoidais e triangulares

Escarpa de falha original (primitiva) parcialmente dissecada, com facetas

trapezoidais

Dissecao mais aprecivel, as facetas tornam-se triangulares

Escarpa recua e as facetas ficam menos ngremes

Recuo pronunciado da escarpa e destruio avanada das facetas

FALHAS INVERSASSistemas de Empurro ou Cavalgamentos (Thrusts System)

INTRODUO

Empurres e cavalgamentos (thrust belts) so definidos por superposio vertical de duas sries de estratos cuja sucesso no normal. Portanto h contato inverso, onde estratos mais novos podem recobrir os mais antigos ou horizonte de um estrato qualquer podem estar justaposto a si prprio:

(a) No caso de rochas sedimentares se tratar de uma sucesso que no se encontra conforme as leis da estratigrafia: a srie superior estformada por rochas mais antigas que a srie inferior.

(b) No caso de rochas cristalinas, como o diagnstico mais difcil jque a sucesso normal dos tipos de rochas complexa, depende freqentemente das hipteses existentes a respeito de sua gnese.

Sistemas compressivos geram grandes sistemas de cavalgamento nos cintures orogenticos. Falhas inversas e nappesso comuns em cadeias de montanhas nas bordas de placas destrutivas (local de subduco).

Exemplo da cadeia himalaiana

Falhas inversas (empurro) ou de cavalgamento so formadas em funo de um stress compressivo horizontal e causam encurtamento e espessamento da crosta.

Em funo do teto deslocar-se, em movimento relativo para cima do muro, a maior parte das falhas mostra rochas mais velhas sobre as mais novas.

Falhas de cavalgamento apresentam, tipicamente, baixos ngulos (entre 10 e 40). Todavia, algumas delas podem seccionar a seo estratigrfica na forma de rampas, e seus mergulhos podem variar consideravelmente.

Falhas associadas a dobramentos podem gerar falhas de baixo ngulo.

Posicionamento dos eixos de tenso em modelo de falhas inversas (Anderson, 1942)

http://www.uwsp.edu/geo/faculty/hefferan

Exemplos em rochas meta-sedimentares e sedimentares

ALGUMAS DEFINIES: NAPPES E CAVALGAMENTOS

As nappes correspondem a unidades tectnicas de grandes dimenses, localizadas em alguns cintures orogenticos, como o Alpino. Normalmente as superfcies autctones e alctones pertencem a domnios paleogeogrficos diferentes, ou seja, no h enraizamentoaxial de tal maneira que no se pode reconstruir a continuidade entre o

autctone e alctone.

O movimento horizontal de um dos conjuntos de camadas explica a superposio observada e a noo de recobrimento.

(a) Por conveno a unidade superior denominada de superfcie alctone com relao ao local onde foi encontrada, por ter sofrido transporte.

(b) A superfcie inferior ser autctone se no tiver sofrido transporte.

Os cavalgamentos, propriamente ditos, correspondem a unidades tectnicas de dimenses modestas (pequenas) e alcance limitado equase sempre pertencem ao mesmo domnio paleogeogrfico (os mergulhos so

TIPOS PRINCIPAIS DE CAVALGAMENTOS

(a) Falhas inversas (< 300) ou falhas de cavalgamento propriamente ditas.

(b) Dobras-falhas (ou dobras cavalgantes) so melhor observadas em rochas sedimentares ou metassedimentares onde h intercalao granulomtrica. So indicativos do sentido de movimento.

(c) Escamas de coberturas que so unidades cavalgantes em cuja base se situa um nvel estratigrfico determinado, em geral sem flanco invertidos, normalmente curtas, enraizadas axialmente.

FEIES ESTRUTURAIS AO LONGO DE FALHAS DE CAVALGAMENTO DE EMPURRO

Falhas sub-paralelas mltiplas, onde h uma ramificao da falha principal formando fatias e escamas de falhas.

Ocorrncia de falhas transcorrentes e fraturas na base da superfcie de carreamento, transversais direo de cavalgamentos.

Dobras associados podem ser oriundas de arrastos ou serem imediatamente precedidas s falha de empurro (os dois processos podem ocorrer em um mesmo evento).

Os mergulhos dos empurres so irregulares. Em regies de topografia acidentada, quanto menor o ngulo da superfcie da falha mais sinuoso ser seu trao em mapa (Vs bem abertos nos vales). Falhas de ngulos mais altos mostram Vs mais fechados quando so cortados por um vale.

Recobrimento entre camadas de mesma idade

Gerao de dobras em zonas de cavalgamentos



Estilo de dobras diferenciadas, em zonas de cavalgamento

SISTEMAS DE EMPURRO (THRUSTS SYSTEMS)

Sistemas de thrusts so falhas contracionais, ou seja, falhas que encurtam o acamamento (ou a superfcie referencial). Apresentam caractersticas de falhas inversas e de cavalgamento formando um sistema no qual ocorrem diversos planos de falhas. Apresentam-se tambm como leques imbricados ou duplexes, podendo ser subdivididos em cinco tipos principais.

Os empurres apresentam uma geometria em lascas ou fatias e seu arranjo compe o leque imbricado. As zonas de cisalhamento que limitam as lascas diminuem seus mergulhos em profundidade e juntam-se numa zona nica maior denominada de empurro basal. Se houver correspondncia ao limite inferior da massa rochosa chamada de zona de descolamento (detachment).

As falhas de empurro, em tese, apresentam ngulos menores que 450.

Sistema de empurro do tipo duplex

Rampas frontais e o empurro

Rampas frontais e laterais


Leques imbricados 1

Grandes lascas de camadas posicionadas no sentido estratigrfico inverso


Leques imbricados 2


Back thrusts


Back thrusts


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