Versão online: http://www.lneg.pt/iedt/unidades/16/paginas/26/30/185 Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 247-250 IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X

Fotointerpretação de padrões de fraturação no Maciço Calcário Estremenho Photointerpretation of fracturing patterns in the Maciço Calcário Estremenho J. M. F. Carvalho1

© 2014 LNEG – Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP

Resumo: O Maciço Calcário Estremenho (MCE; Bacia Lusitaniana) apresenta condições propícias à determinação dos padrões de fraturação que o afetam por intermédio de meios de deteção remota. Um estudo de fotointerpretação realizado com esse objetivo revelou que esses padrões de fraturação resultam da conjugação de 5 principais famílias de fraturas de distribuição espacial não uniforme. Essas famílias estão orientadas segundo NNE-SSW, WSW-ENE, WNW-ESE, NW-SE e NNW-SSE. Apresenta-se uma proposta de integração destas cinco famílias no contexto evolutivo conhecido para o MCE.

Palavras-chave: MCE, Fotointerpretação, Padrões de fraturação. Abstract: Maciço Calcário Estremenho (MCE; Lusitanian Basin) presents favourable conditions for determining patterns of fracturing that affect the outcropping lithologies by means of remote sensing technologies. A photointerpretation study carried out showed that these patterns of fracturing result from the combination of 5 major families of fractures with non-uniform spatial distribution. These families are oriented in NNE-SSW, WSW-ENE, WNW-ESE, NW-SE and NNW-SSE. A proposal for integration of these five families of fractures within the geo-evolutionary context of the MCE is presented.

Keywords: MCE, Photointerpretation, Fracturing patterns. 1EDM – Empresa de Desenvolvimento Mineiro, SA, Rua Sampaio e Pina, nº 1 – 3º Dto., 1070-248 Lisboa, Portugal.

E-mail: jorge.carvalho@edm.pt.

1. Introdução

O Maciço Calcário Estremenho (MCE) é uma unidade morfostrutural do setor central da Bacia Lusitaniana que se apresenta sobrelevada tectonicamente (Fig. 1). Nele distinguem-se três unidades tectonostratigráficas principais, nomeadamente, a Serra dos Candeeiros, o Planalto de Santo António e o Planalto de São Mamede-Aire-Fátima, nas quais os afloramentos correspondem, maioritariamente, a calcários do Jurássico Médio que se apresentam dispostos de modo sub-horizontal. Estas unidades estão separadas entre si por depressões tectónicas onde afloram calcários e margas do Jurássico Superior. A Depressão da Mendiga, orientada NNE – SSW, separa a Serra dos Candeeiros do Planalto de

Santo António. Este encontra-se separado do Planalto de São Mamede-Aire pelo alinhamento NW-SE das depressões de Minde e Alvados.

As sequências sedimentares essencialmente calcárias do MCE mostram-se bastante contínuas, tendo-se depositado durante o período generalizadamente distensivo que prevaleceu nesta região durante o Mesozoico, associado à abertura do Oceano Atlântico. Durante este período a distensão inicial terá ocorrido segundo NE-SW e posteriormente terá ficado centrada em torno de W-E (Kullberg et al., 2013). Dois episódios de inversão precoce, ainda mal caraterizados no MCE, marcam este período. Um na passagem do Jurássico Médio ao Superior (Kullberg et al., 2013) e outro na passagem do Jurássico Superior ao Cretácico e ao qual se julgam associadas as estruturas filonianas de natureza dolerítica que marcam este maciço (Terrinha et al., 1995; Carvalho, 2013).

Fig. 1. Enquadramento geológico do MCE no setor central da Bacia Lusitaniana (Portugal). Fig. 1. Geological setting of the MCE in the central sector of the Lusitanian Basin (Portugal).

Artigo Curto Short Article

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O registo sedimentar cenozoico é descontínuo, de natureza essencialmente siliciclástica, traduzindo o regime compressivo que se instalou a partir do final do Cretácico, inicialmente com uma componente de compressão máxima orientada entre NNE-SSW a N-S e, posteriormente, no Miocénico, segundo NNW-SSE (Pais et al., 2012; Kullberg et al., 2013).

O fato dos calcários muito puros do Jurássico Médio se apresentarem sobrelevados contribui para que nas 3 unidades antes referidas seja comum a ocorrência de extensas áreas em que os afloramentos se apresentam desprovidos de coberto vegetal, expondo uma rede mais ou menos densa de fraturas facilmente mensuráveis em fotografia aérea já que se encontram alargadas em resultado da fenomenologia cársica.

No presente trabalho apresentam-se os resultados dum levantamento regional dessa rede de fraturas em fotografia aérea que visou determinar os padrões regionais de fraturação que marcam o MCE e sua integração no contexto evolutivo conhecido para esta região do território nacional.

2. Metodologia

As fotografias aéreas utilizadas, em formato papel e a preto e branco, foram obtidas num voo realizado em 1958 pela USAF. A sua escala aproximada é 1:26 000. A observação das fotografias foi realizada de modo sistemático recorrendo-se a um estereoscópio de referência Old Delft Scanning Stereoscope III.

O desenho das estruturas fotointerpretadas foi realizado por intermédio de caneta de tinta indelével sobre película de acetado colocada alternadamente em cada estereopar fotográfico. Após a conversão para formato digital, o desenho das estruturas foi integrado em SIG.

Distinguiram-se os seguintes tipos de estruturas: fraturas, falhas, interseção de planos de estratificação com a topografia e lineamentos diversos.

Tendo em atenção que o modo como as fraturas se apresentam orientadas depende da orientação das tensões tectónicas que as originaram, da presença de estruturas pré-existentes e da orientação destas relativamente às tensões, e também que a idade dos episódios tectónicos que estão na origem da deformação traduzida pelas fraturas poderá ser determinada pela discriminação por idades das litologias afetadas, projetaram-se as fraturas fotointerpretadas numa mapa cronostratigráfico simplificado por adaptação da cartografia à escala 1:50 000 editada pelo LNEG e apresentado em Carvalho (2013). A partir desse mapa classificaram-se as fraturas quanto à idade das rochas que afetam e procedeu-se a uma análise estatística por intermédio de diagramas de rosa. Nessa análise aplicou-se uma ponderação relativa ao comprimento da interseção dos traços das fraturas com a superfície.

3. Resultados

A figura 2, mostra que as fraturas tomadas no seu conjunto distribuem-se por todo o espectro azimutal As maiores

diferenças de frequência verificadas entre as classes azimutais consideradas rondam os 4% e, portanto, não são significativas. Já relativamente às fraturas que foi possível identificar como falhas, embora as diferenças de frequência observadas também não sejam muito significativas, há uma tendência para três principais direções preferenciais, nomeadamente, NNE-SSW, NW-SE e NNW-SSE.

Fig. 2. Orientações preferenciais das fraturas fotointerpretadas quanto à sua natureza e quanto à idade das litologias que afetam. Fig. 2. Preferential fracture orientations according to their nature and the age of the affected lithologies.

Em termos de distribuição da fraturação quanto à idade das litologias que afetam, na figura 1 representam-se apenas as observadas no Jurássico Médio e Superior. Quanto às que afetam o Jurássico Médio, as diferenças observadas na distribuição por classes azimutais de 100 continuem a ser pouco relevantes. Já no respeitante às fraturas que afetam o Jurássico superior há um domínio das que se apresentam segundo WNW-ESE. A maioria delas foi observada em afloramentos nas imediações de acidentes com a mesma orientação.

Quanto à idade da fraturação, nesta abordagem geral apenas se pode afirmar que é pós-Jurássico. Quanto à sua natureza, para além de se terem distinguido falhas, é possível tecer algumas outras considerações com base no modo como a fraturação se apresenta distribuída e organizada no espaço relativamente a outras estruturas, de acordo com o apresentado em Carvalho (2013). Assim e não obstante que a distinção entre diaclases e fraturas de cisalhamento implica, no mínimo, a observação das fraturas nos afloramentos, a fotointerpretação permitiu verificar algumas situações paradigmáticas que levam a admitir que a maioria das fraturas deverá corresponder a diaclases reativadas, nomeadamente: ‐ Localmente é notável a organização das fraturas em duas

famílias de ocorrência sistemática que se mostram ortogonais entre si, o que corresponde a um típico padrão de diaclasamento em contraponto com os cisalhamentos que tendem a formar padrões não ortogonais (Pollard & Aydin, 1988).

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‐ Comummente as fraturas terminam sistematicamente de encontro ao traçado da interseção da estratificação com a topografia, o que é um forte indicador de que essas fraturas estão limitadas a um conjunto restrito de bancadas sedimentares, senão mesmo a uma única bancada, como é caraterístico das diaclases, ao passo que os cisalhamentos tendem a atravessar vários estratos (Pollard & Aydin, 1988; Mandl, 2005).

‐ Muitas das falhas fotointerpretadas não ocorrem isoladas mas sim em grupos de falhas paralelas entre si. Entre elas existem fraturas que lhes são paralelas e para as quais não foram detetadas evidências de movimentação cisalhante. De acordo com Pollard & Aydin (1988), essas fraturas deverão corresponder a diaclases ao passo que as falhas fotointerpretadas deverão corresponder a diaclases reativadas em cisalhamento.

Tendo também em conta a distribuição espacial da fraturação pelas unidades cronostratigráficas do Jurássico que se apresenta em Carvalho (2013) constata-se que, apesar da ausência estatística de orientações preferenciais no Jurássico Médio, não se verifica uma aleatoriedade de orientações de fraturas por toda a área de afloramentos com essa idade. Por essa razão, procedeu-se a uma análise da distribuição da fraturação pelos diferentes setores tectonostratigráficos do MCE (Fig. 3) o que permitiu determinar que o padrão de fraturação está dominado por 5 famílias principais de fraturas cuja distribuição espacial não é uniforme. Essas famílias apresentam-se orientadas segundo NNE-SSW, WSW-ENE, WNW-ESE, NW-SE e NNW-SSE.

Fig. 3. Padrões de fraturação do MCE a partir de fotointerpretação. Fig. 3. Photointerpreted fracture patterns of the MCE.

4. Discussão e conclusões

No setor correspondente à Serra dos Candeeiros e adjacentemente, na Depressão de Alcobaça, domina a família WNW-ESE que afeta tanto o Jurássico Médio, como as unidades mais antigas do Jurássico Superior. Certamente estará na dependência das falhas normais que segmentam transversalmente a Serra dos Candeeiros, também afetando aqueles sistemas, conforme observável na figura 3.

Na região sul do Planalto de Sto. António domina um sistema ortogonal constituído pelas famílias WSW-ENE e NNW-SSE, o qual afeta particularmente bancadas espessas de calcários calciclásticos grosseiros que aí afloram. Junto às estruturas filonianas orientadas genericamente segundo NW-SE e que caraterizam esse planalto, dominam as fraturas WNW-ESE. Na região setentrional prevalecem as fraturas NNE-SSW com forte dispersão para NE-SW. Ainda no Planalto de Sto. António, mas a sul do polje de Alvados,

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é a família NNW-SSE que prevalece perpendicularmente a cavalgamentos no bordo meridional dessa estrutura (Fig. 3).

Na área abrangida pelo Planalto de São Mamede e Serra de Aire, mas abrangendo ainda os afloramentos do Jurássico Superior da região de Fátima, dominam duas famílias, nomeadamente a NNE-SSW e a NW-SE. A forte dispersão que aí se verifica por parte da família NW-SE deve-se à ocorrência da família de fraturas NNW-SSE que aqui denota um caráter secundário do ponto de vista estatístico.

As fraturas identificadas como falhas apresentam orientações que mimetizam, no essencial, os acidentes regionais. Essas orientações (Fig. 1) integram-se, por sua vez, nas cinco principais famílias genéricas identificadas, contribuindo para a dedução de que os padrões de fraturação identificados respeitam a diaclases reativadas. A sua atitude mantém o significado genético das diaclases originais, ou seja, formaram-se perpendicularmente a σ3, materializando o plano σ1-σ2.

Assim, assumindo essa natureza para as fraturas fotointerpretadas e tendo em conta os conhecimentos existentes quanto à evolução do MCE, é possível conjeturar quanto às condições que presidiram à sua instalação inicial.

O que se mostra menos especulativo é a assunção de que a família segundo WNW-ESE é contemporânea das estruturas filonianas com a mesma orientação. Os dados radiométricos disponíveis para estas estruturas apontam que elas se integram no ciclo magmático de natureza transicional que se instalou entre o Jurássico e o Cretácico em função de trações secundárias associadas a episódio compressivo precoce e transitório (Ribeiro et al., 1996). Portanto, essa compressão estaria orientada segundo WNW-ESE.

No que respeita à família NW-SE, muito localizada no Planalto de São Mamede, admite-se que a sua instalação esteja associada à movimentação do sistema constituído pelas Falhas de Alvados e Minde durante o período de rifting do Jurássico Superior. Mais concretamente, pelo fato de ocorrerem sobretudo a teto desse sistema, estas fraturas deverão estar diretamente relacionadas com estiramento local segundo NE-SW induzido pela estruturação em roll-over do Planalto de são Mamede.

A família NNE-SSW mostra uma distribuição por todo o MCE, embora só domine no Planalto de São Mamede, na Serra de Aire e na região setentrional do Planalto de Sto. António onde apresenta dispersão para NE-SW. Crê-se que seja a mais antiga de todas porque algumas das rochas mais antigas do MCE, nomeadamente as que datam do Aaleniano ao Bajociano Médio, estão exclusivamente afetadas pelas fraturas desta família. Não existem dados concretos que permitam determinar quando se formaram. No entanto, a serem as mais antigas, o seu desenvolvimento terá ocorrido antes da família WNW-ESE, ou seja, antes da passagem Jurássico–Cretácico. Assim, por questões de geometria, poderão estar associadas à fase distensiva do Jurássico Superior que se presume caraterizada por uma componente de compressão mínima orientada WNW-ESE (Kullberg et al., 2013). Seriam, portanto, coevas das NW-SE, mas estas

com caráter local antes referido. Também por questões de geometria, a instalação da família NNE-SSW poderá ainda estar associada ao soterramento do Jurássico Médio por lenta subsidência controlada pelos acidentes regionais com a mesma orientação.

Quanto à família WSW-ENE apenas se pode afirmar que é posterior ao Caloviano, ou seja, à idade de algumas das litologias que afeta, secundariamente, na Depressão de Alcobaça. Provavelmente estará associada aos fenómenos que ocorreram na passagem do Jurássico Médio ao Superior, num processo semelhante ao que conduziu à instalação da família WNW-ESE na passagem do Jurássico ao Cretácico, ou seja, perante esforços compressivos de reduzida amplitude temporal.

A família NNW-SSE distribui-se por todo o MCE de modo mais ou menos prevalente. Apenas é possível afirmar que a sua instalação ocorreu após, ou mesmo ainda durante o final do Jurássico Superior. Como a componente de compressão mínima do campo distensivo que caracterizou esta época estaria orientada segundo WNW-ESE, é pouco provável que a instalação desta família tenha estado na sua dependência, pelo que se presume que ela terá uma idade posterior. Assim, pela sua orientação, esta família NNW-SSE poderá estar associada à inversão miocénica da Bacia Lusitaniana por efeito de esforços compressivos orientados do mesmo modo.

Referências

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