Deformação Das Rochas VI
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Regime frágil e dúctil
Professora Isabel Henriques 1
Deformação
Deformações das rochas
O dinamismo interno da Terra pode
manifestar-se, não apenas na
forma de vulcões e sismos, mas
através de deformações nas rochas
originadas por tensões que afectam
a sua forma e/ou volume.
A tensão é a força exercida por
unidade de área.
Professora Isabel Henriques 2
Deformação
As deformações surgem por tensões
que alteram a forma e ou o volume
das rochas.
As rochas estão sujeitas a tensões
provocadas pela:
mobilidade das placas litosféricas;
pressão das camadas
suprajacentes.
Professora Isabel Henriques 3
Deformação
Tipos de tensão
Tensão de compressão – conduzem à
redução do volume da rocha na direção
paralela à atuação das forças e ao seu
alongamento da direcção perpendicular.
Podem provocar a sua fratura.
Tensões de distensão – conduzem ao
alongamento da rocha na direção
paralela à atuação das forças, ou à sua
fratura.
Tensões de cisalhamento – causa a
deformação da rocha por movimentos
paralelos em sentidos opostos.
Professora Isabel Henriques 4
Deformação
Professora Isabel Henriques 5
FRÁGIL – FALHA DE DESLIGAMENTO
(deformação descontínua)
DÚCTIL – cisalhamento
CISALHAMENTO (CISALHANTES) As forças provocam movimentos paralelos, mas em sentidos opostos.
T
RA
NS
FO
RM
AN
TE
FRÁGIL – FALHA DISTENSIVA
( deformação descontínua )
DÚCTIL – estiramento DISTENSÃO OU TRACÇÃO (DISTENSIVAS) As forças tendem a alongar a rocha.
DIV
ER
GE
NT
E
FRÁGIL – FALHA COMPRESSIVA
( deformação descontínua )
DÚCTIL – DOBRA
(deformação contínua)
COMPRESSÃO (COMPRESSIVAS) As forças tendem a reduzir o volume das rochas.
CO
NV
ER
GE
NT
E
TIPO DE ROCHA/DEFORMAÇÃO
TIPOS de TENSÕES TIPO DE LIMITE
TECTÓNICO
6 Professora Isabel Henriques
O estado de tensão
aplicada as rochas
mostra que as rochas
apresentam três tipos
de comportamento:
Professora Isabel Henriques 7
Elástico
Plástico
Frágil
Deformação em respostas à tensão Deformação elástica – a rocha deforma mas, quando a
tensão cessa, a rocha volta à a sua forma/volume iniciais.
A rocha deforma-se elasticamente até um certo limite, quando este é ultrapassado a rocha pode: permanecer com a deformação e já não volta ao estado normal - comportamento plástico, ou fraturar.
Deformação plástica – é permanente, o material fica deformado sem rotura e verifica-se quando a força aplicada sobre a rocha é superior ao seu limite de elasticidade e inferior ao limite de plasticidade. Exemplo: Dobras.
Deformação frágil – o material fratura. Verifica-se quando a força aplicada sobre a rocha é superior ao seu limite de plasticidade originando deformações descontínuas. Exemplos: Falhas.
Professora Isabel Henriques 8
Plástico: deformação
permanente o material não
retorna à sua posição inicial
após a aplicação da força
(ultrapassa o limite de
elasticidade).
Regimes de deformação
Elástico: o
objeto retorna
à sua forma
inicial logo que
a força deixar
de atuar.
Frágil: deformação
permanente, que
ultrapassa o limite
de plasticidade
provocando a quebra
do material.
Deformação
9 Professora Isabel Henriques
Deformação
Professora Isabel Henriques 10
Deformação
Condicionantes da deformação
O comportamento que a rocha irá
apresentar vai depender de:
fatores intrínsecos à própria rocha,
a composição mineralógica e textura;
fatores extrínsecos, a temperatura,
o tempo, a pressão de fluidos, e do
tipo e intensidade da tensão.
A mesma rocha pode apresentar
comportamento frágil numas
circunstâncias, e dúctil noutras,
dependendo das condições em que se
encontra.
Professora Isabel Henriques 11
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Deformação
Condicionantes da deformação
Diz-se temperatura e pressão confinante às temperaturas e
pressões que são exercidas em todas as direções sobre uma
rocha no interior da crosta.
O aumento da pressão e da temperatura favorece a
deformação plástica.
À superfície as rochas apresentem um comportamento frágil.
No interior da litosfera, porque a pressão e a temperatura
aumentam, o comportamento das rochas é dúctil.
A maior profundidade as rochas passam a ter um
comportamento viscoso e no limite à fusão.
Professora Isabel Henriques 12
Deformação
Professora Isabel Henriques 13
Deformação de uma rocha em função das condições físicas
TEMPERATURA TEMPO TENSÕES -
ESFORÇO COMPORTAMENTO
ESTRUTURAS
GERADAS
Baixa Curto espaço de
tempo Repentino Frágil
Fraturas/
falhas
Média Curto espaço de
tempo Repentino Frágil
Fraturas/
falhas
Média Grande espaço de
tempo Gradual Dúctil Dobras
Alta Intermédio entre
grande e curto
espaço de tempo
Entre pequeno e
grande esforço Dúctil Dobras
Professora Isabel Henriques 14
A atuação das forças ao longo do
tempo permite que os materiais se
ajustem e adaptem, até atingirem o
seu limite de plasticidade.
Temperatura
O aumento da temperatura aumenta a
plasticidade.
As elevadas temperaturas que ocorrem
na crusta e manto superior permitem a
existência de um regime dúctil, que
forma dobras quando o material é
sujeito a forças compressivas.
Pressão
O aumento da pressão diminui a
rigidez, tornando os materiais mais
plásticos.
Tempo
Deformação Condicionantes da deformação
15 Professora Isabel Henriques
Deformação - Condicionantes da deformação
16 Professora Isabel Henriques
A deformação das rochas respondendo aos tipos
de comportamento, permite classificá-las em:
Professora Isabel Henriques 17
Regime Dúctil - As rochas
sujeitas a temperaturas e
pressões elevadas tendem
a dobrar-se sem
fraturarem.
Regime Frágil - As rochas
sujeitas a temperaturas e
pressões baixas tendem a
fratura-se originado as
falhas.
Deformação
Professora Isabel Henriques 18
Deformação
Comportamento dos materiais
Comportamento frágil – as rochas
fraturam facilmente, quando sujeitas a
tensões, em condições de baixa pressão e
baixa temperatura. Este comportamento
relaciona-se com a formação de falhas.
Comportamento dúctil – as rochas sofrem
alterações permanentes de forma e/ou
volume, sem fracturarem, em condições
de elevada pressão e elevada
temperatura. Este comportamento esta
relacionado com a formação de dobras.
Professora Isabel Henriques 19
COMPORTAMENTO DAS ROCHAS
FRÁGIL DÚCTIL
A rocha fratura facilmente em
condições de baixa pressão e
baixa temperatura.
A rocha altera-se, experimentando
deformações permanentes mas sem
fraturar, mesmo em condições
elevadas de pressão e temperatura. Relaciona-se com a
formação de Relaciona-se com a
formação de
FALHAS DOBRAS
Fratura das rochas acompanhada
do movimento relativo de um dos
blocos fraturados.
Encurvamento de superfícies
originalmente planas, em que não
se verifica deslocação dos blocos . 20 Professora Isabel Henriques
Falhas
Uma falha é uma superfície de
fratura ao longo da qual ocorre o
movimento relativo dos blocos
fracturados.
As falhas podem resultar da
actuação de qualquer tipo de
tensão em rochas com
comportamento frágil.
Professora Isabel Henriques 21
Falhas
Professora Isabel Henriques 22
Falhas
Professora Isabel Henriques 23
1 - Muro Bloco que se situa abaixo do plano de falha
2 – Tecto Bloco que se sobrepõe ao plano de falha
3 - Direcção Orientação da linha de intersecção do plano de falha com um plano horizontal
4 - Inclinação Ângulo formado entre o plano de falha e um plano horizontal que o intercepta
5 - Plano de Falha Superfície de fractura
6 - Rejecto ou rejeito Movimento relativo entre os dois blocos da falha
Elementos de uma
Falha
Falhas
Elementos caraterísticos das falhas
Plano de falha – superfície de
fractura.
Tecto – bloco que se sobrepõe ao
plano de falha.
Muro – bloco que se situa abaixo do
plano de falha.
Rejeito ou rejecto – movimento
relativo entre os dois blocos da falha.
Professora Isabel Henriques 25
Falhas
Elementos caraterísticos das falhas
Inclinação – ângulo formado entre o
plano de falha e um plano horizontal
que o intercepta.
Direção – corresponde à orientação
geográfica do plano da falha.
Professora Isabel Henriques 26
As falhas forma-se em regime frágil
27 Professora Isabel Henriques
Falhas
Professora Isabel Henriques 28
Falhas
Tipos de falhas
O movimento relativo dos dois blocos da
falha está na base da classificação das
falhas.
Falha normal ou distensiva – o tecto
desce em relação ao muro.
Falha inversa ou compressiva - o tecto
sobe em relação ao muro.
Falha de desligamento – os blocos têm
movimentos horizontais, paralelos à
direcção do plano de falha.
Professora Isabel Henriques 29
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Falhas
Professora Isabel Henriques 30
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Falha Normal
Professora Isabel Henriques 31
Falha Inversa
Professora Isabel Henriques 32
Falhas
Professora Isabel Henriques 33
Falha de desligamento
Professora Isabel Henriques 34
Falha de desligamento
Professora Isabel Henriques 35
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O tecto desce
relativamente ao muro
Falha Normal ou distensiva
O tecto sobe
relativamente ao muro
Falha Inversa ou Compressiva
Muro Muro
Tecto Tecto
36 Professora Isabel Henriques
37 Professora Isabel Henriques
Muro
Muro
Tecto
Tecto
O tecto desce
relativamente ao muro.
Falha Normal ou distensiva
O tecto sobe
relativamente ao muro.
Falha Inversa ou Compressiva
Falhas
38 Professora Isabel Henriques
Falhas
Falhas
Um conjunto de falhas
paralelas pode originar um:
Horts – bloco elevado entre
duas falhas inversas, quando
sujeito a forças compressivas.
Graben – bloco abatido entre
duas falhas normais, quando
sujeito a forças distensivas.
Professora Isabel Henriques 39 htt
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Falhas
Horts e grabens podem existir associados num mesmo
ambiente tectónico.
Professora Isabel Henriques 40
Falhas
Horts
Professora Isabel Henriques 41
Falhas
Graben
Professora Isabel Henriques 42
Professora Isabel Henriques 43
Tipo de
Falha
Posição do tecto
e do muro
Deformação causadora Rejecto Local de ocorrência
Distensiva Vertical
Separação de placas continentais ou oceânicas
Ex. Rifte Valley Africano
Compressiva Vertical
Colisão de placas tectónicas
Ex. Himalaias e Andes
Cisalhamento Horizontal
Falhas transformantes de zonas oceânicas
Ex. Falha de Sto André (Califórnia)
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O tecto desce relativa-mente ao muro
O tecto sobe relativa-mente ao muro
Blocos têm movimentos horizontais, paralelos à direcção do plano de falha
44 Professora Isabel Henriques
45 Professora Isabel Henriques
As
falh
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Provocam a compressão do
material com redução do seu
volume, sendo dominantes nos
limites convergentes de
placas.
Compressivas
Distensivas
Cisalhamento
Tendem a provocar o
estiramento do material
rochoso, aumentando a
distância entre as
extremidades de um bloco, e
são características de limites
divergentes de placas.
Sujeitam os corpos rochosos a
forças em sentidos opostos,
modificando a sua forma
inicial, tal como ocorre nas
falhas transformantes. 46
Dobras
Uma dobra é uma
deformação em que se
verifica o encurvamento
de superfícies
originalmente planas.
As dobras resultam de
tensões de compressão em
rochas com
comportamento dúctil.
Professora Isabel Henriques 47
Dobras
Professora Isabel Henriques 48
Dobras
Professora Isabel Henriques 49
Synclinal folds in bedrock, near Saint-Godard-de-Lejeune, Canada.
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Dobras
Elementos característicos de uma dobra
Charneca – linha que une os pontos de máxima curvatura da
dobra.
Flancos da dobra – vertentes da dobra; situam-se de um e do
outro lado da charneira.
Professora Isabel Henriques 50
Dobras
Elementos característicos de uma dobra
Superfície axial ou plano axial – plano de simetria da dobra, que
se divide em dois flancos aproximadamente iguais.
Eixo da dobra – linha de intercepção da charneira com a
superfície axial.
Núcleo – conjunto das camadas mais internas da dobra.
Professora Isabel Henriques 51
As dobras formam-se em regime dúctil.
Dobras Elementos característicos de uma dobra
52 Professora Isabel Henriques
Elementos que caracterizam uma Dobra:
Identifique os números
da figura
1 Charneira linha que une os pontos de máxima curvatura da dobra.
3 Flancos da dobra
são as vertentes da dobra; situam-se de um e de outro lado da charneira.
5 Superfície ou plano axial
plano de simetria da dobra, que a divide em dois flancos aproximadamente iguais, com inclinações opostas.
4 Eixo da dobra linha de intersecção da charneira com a superfície axial.
2 Núcleo conjunto das camadas mais internas da dobra.
Dobras
Professora Isabel Henriques 54
Dobras
Tipos de dobras (disposição espacial)
Antiforma – dobra cuja concavidade ou abertura está voltada
para baixo.
Sinforma – dobra cuja concavidade ou abertura está voltada
para cima.
Dobra neutra – dobra cuja abertura não está voltada nem para
cima nem para baixo. O eixo da dobra é vertical (virada para o
lado).
Professora Isabel Henriques 55
Dobras
Tipos de dobras (disposição espacial)
Professora Isabel Henriques 56
Tipos de dobras
Critério de
classificação Nome Caracterização
Disposição
espacial da
dobra
ANTIFORMA
Dobra cuja
abertura está
dirigida para
baixo.
Dobras Tipos de dobras (disposição espacial)
57 Professora Isabel Henriques
Tipos de dobras
Critério de
classificação Nome Caracterização
Disposição
espacial da
dobra
SINFORMA
Dobra cuja
abertura está
voltada para cima.
Dobras Tipos de dobras (disposição espacial)
58 Professora Isabel Henriques
Tipos de dobras
Critério de
classificação Nome Caracterização
Disposição
espacial da
dobra
DOBRA
NEUTRA
Dobra cuja
abertura se
orienta
lateralmente.
Dobras Tipos de dobras (disposição espacial)
59 Professora Isabel Henriques
Dobras
Professora Isabel Henriques 60
Antiforma
Sinforma
Dobras
Tipos de dobras (idade relativa das rochas da dobra)
Anticlinal – dobra em que o núcleo da antiforma é ocupado
pelas rochas mais antigas.
Sinclinal – dobra em que o núcleo da sinforma é ocupado
pelas rochas mais recentes.
Professora Isabel Henriques 61
62 Professora Isabel Henriques
Dobras
Dobras
Tipos de dobras (idade relativa das rochas da dobra)
Tipos de dobras
Critério de
classificação Nome Caracterização
Disposição,
na dobra, da
sequência
estratigráfica
ANTICLINAL
No núcleo da
antiforma
encontram-se as
rochas mais
antigas.
63 Professora Isabel Henriques
Dobras
Tipos de dobras (idade relativa das rochas da dobra)
Tipos de dobras
Critério de
classificação Nome Caracterização
Disposição,
na dobra, da
sequência
estratigráfica
SINCLINAL
No núcleo da
antiforma
encontram-
se as rochas
mais
recentes.
64 Professora Isabel Henriques
Dobras Classificação dos principais tipos de dobras
65 Professora Isabel Henriques
Professora Isabel Henriques 66
Professora Isabel Henriques 67
Dobras
Dobras Atitude das camadas da dobra
Atitude – posição das camadas de
rochas no espaço, pode ser definida
pela direção e pela inclinação das
camadas.
Para definir a direção e a inclinação,
são considerados vários elementos:
um plano horizontal que intercepta
a superfície da camada;
a direção N – S dada pela bússola;
linha de inclinação máxima ou
pendente.
Professora Isabel Henriques 68
Dobras Atitude das camadas da dobra
Direção da camada - ângulo
formado pela diretriz com a
direcção N-S geográfica.
Inclinação dos estratos – ângulo
formado pela pendente (linha de
maior declive) com o plano
horizontal.
Professora Isabel Henriques 69
Dobras Atitude das camadas da dobra
Inclinação dos estratos – é o ângulo formado pela pendente (linha de maior declive) com o plano horizontal.
A linha de maior declive pode, no campo, ser determinada vertendo um pouco de água sobre o flanco da dobra.
A água percorre a linha de maior declive.
A determinação da inclinação faz-se por intermédio de aparelhos chamados clinómetros.
70 Professora Isabel Henriques
Dobras Atitude das camadas da dobra
Representação da direção e da
inclinação das camadas numa
carta geológica.
Utiliza-se um segmento
indicativo da direção e outro
perpendicular com o valor da
inclinação e dirigido no sentido
pendente do flanco.
71 Professora Isabel Henriques
Dobras
Professora Isabel Henriques 72
Dobras
Professora Isabel Henriques 73
Falhas e Dobras em Portugal Em Portugal é possível identificar um elevado número de dobras, que se formaram durante a colisão de placas.
As dobras são comuns nas regiões sul (Alentejo), centro e NW (região de Valongo - Viana do Castelo).
Em Portugal, são numerosos os exemplos de falhas. Muitas dessas falhas se originaram no passado, e não possuem atualmente qualquer tipo de atividade.
No entanto são as falhas os principais focos de sismos, pelo que a sua compreensão é importante na avaliação dos riscos sísmicos.
Professora Isabel Henriques 74
Deformação
Professora Isabel Henriques 75
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Animações
http://www.edugen.com:30120/geodiscoveries/resources/ch12/print/folding_anim
ation2/index.htm
http://www.algebra4children.com/Geography/faulting-folding.htm
http://www.geolsoc.org.uk/ks3/gsl/education/resources/rockcycle/page3573.html
http://www.bioygeo.info/Animaciones/FoldingV2.swf
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https://www.youtube.com/watch?v=eY5Ec75Jj2c
http://www.educacaopublica.rj.gov.br/oficinas/geologia/geologia_geral/unid2_cap
3.html
http://www.geology.ar.gov/geohazards/eq_geninfo.htm
https://ees.as.uky.edu/sites/default/files/elearning/module10swf.swf
http://emvc.geol.ucsb.edu/forteachers/flashmovies/faults.swf
Professora Isabel Henriques 76
Disciplina de Biologia e
Geologia
11º Ano
Professora: Isabel
Henriques
Apresentação Multimédia baseada no site CIENTIC
77 Professora Isabel Henriques