TPICOS PARA DISCUSSO

1) Discuta a importncia na aplicao do conceito de fcies de strain (deformao) em Geologia Estrutural.

Antes de entrar nas questes descritivas e geomtricas relacionadas s estruturas tectnicas, vamos fazer uma breve discusso sobre o conceito da Fcies de Deformao (no sentido tensorial de strain), como ferramenta intrnseca no modo como o gelogo utiliza as estruturas tectnicas em seu dia a dia. Trata-se de uma necessidade metodolgica, que precisa ser antecipada para guiar o modo como os dados devero ser coletados e analisados.A idia de fcies em Geologia tem sido aplicada de modo mais rotineiro aosambientes de sedimentao e de metamorfismo. Para recordar e fazer analogia:O termo fcies sedimentares se refere a um conjunto de caractersticas sedimentares particulares de uma unidade rochosa. Essas caractersticas tm relaes estreitas com o ambiente deposicional onde as mesmas foram formadas e se distinguem por aspectos particulares, escolhidos, das rochas. Por exemplo: um litofcies refere-se ao conjunto de aspectos petrolgicos indicados por propriedades dos tamanhos de gros e mineralogia; as fcies baseadas no contedo dos fsseis so chamadas biofcies; a associao de microfsseis e partculas de matria orgnica em rochas e sedimentos chamada de palinofacie; unidades com atributos ssmicos particulares so referidas como fcies ssmicas, e assim por diante.No conceito de metamorfismo progressivo, onde a temperatura do ambiente rochoso aumenta continuamente, a definio das fcies metamrficas tem o papel de expressar a presso e temperatura, ou faixas de presso e temperatura na qual o metamorfismo ocorreu, indicando os ambientes de formao da rocha. Torna-se ento ordinrio pensar que em conjuntos de rochas tectonicamente deformadas seja possvel separar grupos de rochas onde os padres de deformao se mostrem, sob algum aspecto, semelhantes, sendo estas afinidades relacionadas ao modo e ambincia onde essas estruturas tectnicas foram formadas (profundidade litosfrica, condies mecnicas atuantes, distribuies de tenses e deformao - strain, etc.). Assim o conceito de fcies de deformao (strain fcies, definido por Sander, 1971, e revisado por Tikoff e Fossen, 1999, p.e.) usado semelhante mente ao de fcies sedimentar. Uma estrutura tectnica isoladamente pode ser formada em diferentes condies deformacionais, mas um conjunto delas e o modo como as mesmas se associam pode indicar particularmente um ambiente tectnico: uma dobra e uma foliao, isoladamente, podem se formar em diversas condies deformacionais, mas, um determinado arranjo de dobra com um determinado tipo de foliao em uma rocha pode indicar condies especficas de desenvolvimento, em um tempo T, relacionadas s condies do ambiente em que a rocha se deformou, em diferentes escalas. Em resumo, os diferentes estados de deformao, refletidos nas estruturas tectnicas, no devem ser considerados membros finais de deformao, pontualmente, mas sim parte de um conjunto contnuo de deformao marcado por diferentes estilos geomtricos. Imagine que um quadrado, um tringulo e um crculo representem estruturas tectnicas distintas, passiveis de serem formadas em diferentes ambientes tectnicos, em um intervalo de tempo geolgico (T) e que algumas combinaes ou coexistncia destas estruturas tm relao estreita com determinados ambientes: (A) um quadrado e um tringulo, quando presentes conjuntamente nas rochas, so comuns em borda de placa colisional (compressionais); (B) um crculo e um tringulo aparecem freqentemente associados a regies intraplacas, e; um quadrado e um crculo, a bordas de placas passivas (extensionais). Observe a distribuio desses elementos representados no mapa simulado da Fig.01 e veja como se trabalha com as estruturas geolgicas no ambiente cartogrfico a partir do conceito de fcies de deformao, buscando a reconstituio dos diferentes ambientes tectnicos no espao, para o tempo geolgico T.Essas fcies sero agrupadas em domnios estruturais, representando regies de diferentes condies de fluxo de deformao, que em conjunto permitiro a identificao dos ambientes tectnicos maiores. Estes, junto com dados petrolgicos, estratigrficos-geocronolgicos, etc., levaro o entendimento geolgico at a escala geotectnica.Ento, as estruturas combinadas e agrupadas, definem as fcies deformacionais, que por sua vez agrupados vo definir os domnios estruturais, que podero ento ser interpretados no contexto do ambiente(s) tectnico(s) relacionado(s) histria geolgica daquele segmento litosfrico em determinado intervalo de tempo. Note, portanto a utilidade que a aplicao do conceito de fcies pode oferecer em Geologia Estrutural. Observe tambm que o papel das estruturas tectnicas no reconhecimento dos ambientes tectnicos fundamental. Este a principio, um dos motivos para se empenhar em encontr-las no campo, descrev-las e represent-las no mapa, do modo mais detalhado possvel, coerentemente com a escala de abordagem escolhida.Fig.01 Mapa esquemtico com interpretao sobre trs elementos deformacionais representados por quadrado, tringulo e crculo, simulando estruturas tectnicas observadas em campo, agrupadas em fcies deformacionais, e definindo os domnios estruturais A, B e C, que em conjunto representam distintos ambientes tectnicos (veja texto para mais informaes).Os domnios so devido partio de deformao.Como dito no incio desta seo, as estruturas, tal como letras de um alfabeto,ao serem agrupadas coerentemente, funcionam como palavras em um texto que poderotransmitir uma idia e/ou um pensamento essa idia ou pensamento, no caso, dizrespeito parte da histria dessas rochas. Desta forma, o seu mapa geolgico, com asrepresentaes das diferentes estruturas, tem que transmitir essa informao para tornarsetil.

2)Descreva, com exemplos, os principais modelos para fraturas em rochas, considerando condies de cisalhamento puro e simples.(1)O modelo de cisalhamento puro, onde os tensores principais so aplicados de modo coaxial em relao ao corpo rochoso, sem causar rotao na rocha (Fig.11).(2)O modelo de cisalhamento simples, onde os tensores principais so aplicados em posies oblquas em relao ao corpo rochoso e com isso, produzem rotaes horrias ou anti-horrias no mesmo. Neste caso os tensores se dispem em um arranjo dito no-coaxial (Fig.11B).Fig.11- (A) seo de um corpo rochoso cbico deformado sobre situao coaxial, sem apresentar rotaes. A seta vermelha indica a direo de encurtamento por ao de tensores ortogonais as bordas do cubo. (B) A mesma seo sendo deformada por ao de tensores cisalhantes colocados nas bordas (ou nas faces) opostas do cubo, produzindo deformao no-coaxial, com rotao do corpo acompanhando o sentido de aplicao dos tensores (no exemplo: horrio - destral). Modificado de Twiss & Moores, 1992.3)O famoso modelo de Riedel tem sido amplamente empregado para descrever conjuntos de fraturas em situao de cisalhamento simples. Em quais condies este modelo pode ser aplicado de modo mais confivel e seguro?4)Discuta a relao entre tenso diferencial, geometria de fraturas e fluidos neste contexto.

O cisalhamento simples caracteriza-se geometricamente pelo arranjo dos eixos de tenso mxima e mnima (1 e 3 respectivamente) no plano horizontal, orientados de modo oblquo s bordas da zona cisalhamento. O sentido de cisalhamento horrio (dextral) ou antihorrio (sinistral) definido pela posio dos tensores mximo e mnimo em relao s bordas do sistema. O tensor 2 posiciona-se na vertical, ortogonalmente a ambos 1 e 3.Experimentos em caixa de cisalhamento simples, originalmente realizados por Cloos (1928) e posteriormente por Riedel (1929), em camadas centimtricas de argila, demonstraram a similaridade geomtrica entre conjuntos de fraturas geradas sob estas condies, em diferentes escalas.As fraturas encontradas nestes experimentos, conhecidas como Fraturas de Riedel tm sido identificadas em diferentes zonas de fraturas transcorrentes nas rochas terrestres, em escalas variando desde milimtrica at quilomtrica, em falhas relacionadas a sismos modernos e falhas antigas (Tchalenko, 1970).Fig.16 Deformao por cisalhamento simples com rotao dextral e sinistral em duas dimenses. O eixo 2 posiciona-se na ortogonal em relao ao plano da figura. Observe a necessidade de inverso das posies dos eixos de tenso 1 (encurtamento) e 3 (estiramento) ao se considerar os padres horrios e anti-horrios. No exemplo, o bloco apresentado se deforma de modo dctil, para facilitar a visualizao das direes de encurtamento e estiramento.Em cisalhamento dextral (rotao horria relativa entre os blocos) aparecem os seguintes conjuntos de fraturas:(1)fraturas formando 60 entre si, com o eixo de tenso mximo (1) colocado aproximadamente na bissetriz. Essas fraturas, chamadas R e R (Riedel e Anti-Riedel respectivamente), com rotaes dextral e sinistral respectivamente; a R acompanhando a rotao geral do bloco, e R girando em sentido contrrio a R, sendo conhecida tambm como antittica. A fratura R forma ngulo em torno de 15 com a borda da zona enquanto que a R faz ngulo em torno de 75 com a mesma.(2)fraturas com rotao acompanhando o sentido geral da zona formando ngulos rasos (15) com a borda do sistema, chamadas de fraturas P.(3)fraturas paralelas as bordas do sistema com o mesmo sentido de rotao geral da zona, conhecidas como fraturas Y ou D.Em cisalhamento sinistral aparecem os mesmos conjuntos de fraturas, mas em posio especular em relao s fraturas do sistema dextral acima descritas.5)Em que condies geomtricas e cinemticas se formam as bacias pull-apart e as estruturas tipo push up, no domnio dos sistemas direcionais?

O plano da falha direcional ao ser desviado de direo ou interrompido em stepover para posies prximas a perpendicular dos tensores compressivos geram cavalgamentos oblquos que se organizam em estruturas push up (ou pop up ou ainda em flor positiva).Quando o plano da falha direcional sofre desvio de direo ou interrompido e continuado em segmentos paralelos em stepover, para posies prximas a perpendicular dos tensores extensionais, geram falhas normais oblquas que determinam a presena de estruturas tipo pull apart (ou em flor negativa). Nestes casos se estabelecem importantes locais de sedimentao, em diferentes escalas, de grande importncia para a o estudo das bacias, chamadas bacias direcionais.De acordo com o sentido do movimento em relao direo da inflexo, poder se desenvolver umazona compressional soerguida por empurres edobramentos (Fig. 22), denominada de pop-up, ouuma zona distensional, chamada de bacia rombodricaou de pull-apart (figuras 22, 23). Este tipo deestrutura ocorre em escalas desde microscpica atregional, neste ltimo caso sendo muito importantepara o desenvolvimento de bacias sedimentares. Emescala de afloramento estas estruturas, por seremde abertura, podem hospedar minerais ali precipitados(Fig. 23).A vista de falhas direcionais em sees transversaismostra uma raiz principal em alto ngulo, quese divide em vrios braos em direo superfcie(Davison 1994). Outra feio caracterstica so asestruturas em flor positivas (Fig. 22). Percebe-se,neste caso, a semelhana com a geometria das falhasgeradas nos ensaios de Cloos e Riedel (Fig. 13).