25-03-2015
Deformação dos materiais da litosfera
Susana 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 metamorfizados
Monte Everest (placa indo-australiana/euroasiática)
Relevo vigoroso ainda em crescimento!
25-03-2015
Comportamento mecânico ideal dos materiais
(em laboratório)
• 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 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 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
25-03-2015
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 dúcteis
com a profundidade. A deformação dúctil predomina
nas zonas mais profundas da litosfera.
3. Fluidos de impregnação
4. Velocidade de deformação
• 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.
• 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
6. Natureza e textura das rochas
• 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.
• 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.
Comportamento das rochas/ mecanismos de
deformação/ estruturas originadas
Factores de deformação na litosfera
•
•
•
Comportamento Rígido => Rotura, cisalhamento => Falhas
Comportamento Dúctil => Estiramento, flexão => Dobras
Comportamento Viscoso => Fluência => Dobras de fluência
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Deformação em cadeias montanhosas
Principais estruturas deformadas - dobras e
falhas - em função do comportamento das
rochas - dúctil ou rígido
Dúcteis
Rígidas
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 com movimento horizontal: são
desligamentos direitos ou esquerdos
Falhas normais: há
extensão
Falha de Santo André
• Desligamento direito
Esquerdo
Falhas inversas: há
compressão
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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
Plano de falha: plano ao longo do qual se deu o
movimento
pontos homólogos - que antes
de rotura estavam juntos.
Dobras
Tipo de dobras
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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
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.
Simetria (inclinação do plano axial)
Verticais, simétricas
Tombadas, Invertidas
Inclinadas, assimétricas
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Dobra-falha/cavalgamento
Evolução de
uma cadeia
montanhosa,
OROGÉNESE
V