25-03-2015

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Deformação dos materiais da litosferaSusana Prada

Deformação: modificação da rocha quando sujeita a tensões dirigidas

• A Litosfera é a entidade externa, rígida, não estática, da Terra.

• Os diferentes blocos que a constituem, as placas, estão sujeitas a tensões, esforços, pressões, que tendem a dobrá-las, torcê-las ou fracturá-las.

• Há placas que se afastam, outras que se juntam, as que se elevam ou afundam e, ainda, as que se movem lateralmente.

• Consequência: as rochas deformam-se!

Tensão (força aplicada/unidade de área)

1. Tensão confinante: pressão

uniforme ou seja as forças

aplicadas são as mesmas em

todas as direcções (ex: pressão

litostática).

2. Tensão dirigida: quando a

pressão é diferente nas várias

direcções (forças tectónicas).

Há alteração na forma, há

deformação.

Tipos de tensões diferenciais ou dirigidas

1. Tensões distensivas ou de

tracção, as forças alongam o

corpo, ex: rifting.

2. Tensões compressivas, as

forças comprimem o corpo,

ex: subducção.

3. Tensões tangenciais , as forças

provocam o movimento

paralelo do corpo, em

sentidos opostos, ex: falhas

transformantes.

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Alpes: Manifestações de uma fase orogénica recente (placa

euroasiática/africana) Sedimentos mesozóicos e cenozóicos

dobrados e metamorfizadosMonte Everest (placa indo-australiana/euroasiática)

Relevo vigoroso ainda em crescimento!

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Comportamento mecânico ideal dos materiais (em laboratório)

• Corpo perfeitamente elástico: quando aplicada uma carga o

corpo deforma-se sendo a deformação proporcional ao esforço

aplicado, não interessando o tempo de duração do processo.

Após a retirada da carga, o corpo recupera a forma e dimensões

originais, a deformação é reversível (mola elástica, borracha).

• Corpo perfeitamente plástico: a deformação é permanente, ao

terminar o esforço causador da deformação esta termina mas

conserva o valor atingido (barra de aço).

• Corpo perfeitamente rígido: o corpo comporta-se como um

sólido quebradiço, não suporta uma deformação permanente e

fractura, há uma perda instantânea da resistência (vidro, giz)

• Corpo perfeitamente viscoso: o corpo exibe deformações que

crescem proporcionalmente à tensão aplicada e ao tempo,

indefinidamente. Após a retirada da tensão a deformação é

permanente (plasticina).

Realidade geológica: os materiais geológicos são

heterogéneos e anisótropos; a actividade tectónica

possui uma intensidade e orientação variável no tempo

Factores de deformação ao nível da litosfera:

1. Pressão litostática ou confinante

2. Temperatura

3. Fluidos impregnados na rocha

4. Velocidade de deformação

5. Anisotropias do meio

6. Natureza e textura da rocha

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1. Pressão litostática

• Em zonas profundas, com elevada pressão confinada,

os materiais estão menos propensos a roturas em

consequência da pressão envolvente que tende a

dificultar a formação de fracturas. Mais próximo da

superfície, o material será frágil e tende a fracturar

mais cedo.

2. Temperatura

• O aumento da temperatura facilita e favorece a

deformação plástica, as rochas tornam-se mais dúcteiscom a profundidade. A deformação dúctil predomina

nas zonas mais profundas da litosfera.

3. Fluidos de impregnação

• Os fluidos existentes nas rochas, quer nos seus poros

quer na estrutura cristalina, libertam-se, favorecendo

o comportamento dúctil, uma vez que actuam como

lubrificante, diminuindo o atrito entre partículas.

• Algumas rochas molhadas tendem a comportar-se

de forma dúctil, enquanto as rochas secas tendem a

comportar-se de maneira frágil.

4. Velocidade de deformação

• O tempo é um factor muito importante nas

deformações das rochas as quais se processam em

intervalos de tempo muito grandes (Ma)

• Um corpo pode reagir plástica ou elasticamente, face a

uma solicitação lenta e comportar-se rigidamente, face

a uma solicitação brusca.

• As deformações mais lentas favorecem

comportamento dúctil das rochas.

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5. Existência de anisotropias

• As rochas são, em geral, anisótropas (é isótropa

quando para uma determinada propriedade a rocha

assume o mesmo valor em todas as direcções)

• A existência de anisotropias (estratificação nas

sedimentares, foliação nas metamórficas) modifica as

condições de deformação, variando estas consoante o

ângulo existente entre a direcção em que se exercem

os principais esforços e os planos de anisotropia.

6. Natureza e textura das rochas

• A composição mineralógica e a granularidade determinam, como é evidente, as propriedades das rochas mais directamente implicadas na deformação (rigidez, elasticidade, etc.), a sua maior ou menor susceptibilidade à deformação

• Quartzo, feldspatos e olivinas, são quebradiços enquanto as micas, a calcite e os minerais argilosos, são mais dúcteis.

Factores de deformação na litosfera Comportamento das rochas/ mecanismos de deformação/ estruturas originadas

• Comportamento Rígido => Rotura, cisalhamento => Falhas• Comportamento Dúctil => Estiramento, flexão => Dobras• Comportamento Viscoso => Fluência => Dobras de fluência

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Deformação em cadeias montanhosas

Dúcteis

Rígidas

Principais estruturas deformadas - dobras e falhas - em função do comportamento das

rochas - dúctil ou rígido

Falhas: São superfícies de fractura ao longo das quais

houve movimento relativo de dois blocos afectados pela

falha. Classificam-se de acordo com o movimento

relativo entre os blocos.

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Falhas com movimento vertical: Normais(a) ou Inversas (b)

Falhas normais: há

extensãoFalhas inversas: há

compressão

Falhas com movimento horizontal: são

desligamentos direitos ou esquerdos

Esquerdo

Falha de Santo André

• Desligamento direito

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Falhas com movimentos mistos (vertical e horizontal): falhas normais ou inversas

com componente de desligamento direito ou

esquerdo

Qual o tipo de falha?

Qual o tipo de falha?

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Rejeito: distância que separa

pontos homólogos - que antes

de rotura estavam juntos.

Plano de falha: plano ao longo do qual se deu o

movimento

Dobras Tipo de dobras

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Sinclinal: dobra com a concavidade

virada para cima e em que a rocha

mais recente se encontra no núcleo.

Anticlinal: dobra com a concavidade

virada para baixo e em que a rocha

mais antiga se encontra no núcleo.

Caracterização de dobras

Flancos: faces laterais

Charneira: zona de máxima curvatura, zona de articulação

Plano axial: plano que contém as charneiras

Eixo da dobra: linha de intersecção do plano axial com a

charneira

Simetria (inclinação do plano axial)

Verticais, simétricas

Inclinadas, assimétricas

Tombadas, Invertidas

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Dobra-falha/cavalgamento

Evolução de uma cadeia montanhosa,OROGÉNESE

V