1. O documento descreve os principais mecanismos e níveis estruturais da deformação crustal, bem como os conceitos e tipos de falhas. 2. Os mecanismos de deformação incluem fracturação, flexão, achatamento e fluxo, variando em função da profundidade. Os níveis estruturais - superior, médio e inferior - refletem os mecanismos dominantes. 3. As falhas são estruturas importantes que geram sismos e afetam a engenharia. São classificadas segundo o movimento

1. Fernando C. Lopes
Dep. Ciências da Terra; Centro de Geofísica - Univ. Coimbra

2. 1. MECANISMOS E DOMÍNIOS DA DEFORMAÇÃO
1. 1. mecanismos da deformação
1 – Fracturação
mecanismo responsável pela formação de falhas e fracturas;
a deformação manifesta-se através de planos de ruptura;
2 - Flexão
mecanismo responsável pela formação do dobramento flexural (concêntrico ou isópaco);
a ductilidade dos materiais ainda não é importante;
os estratos dobram-se de uma maneira simples, mantendo constante a sua espessura;
3 – Achatamento
mecanismo que provoca a formação de xistosidade - descontinuidade planar penetrativa - com
desenvolvimento de dobramentos similares ou anisópacos;
as rochas tornam-se muito dúcteis e facilmente deformáveis;
a deformação é intensa e generalisada, provocando a transformação de todos os elementos
esféricos de referência em elipsóides achatados e estirados por “esmagamento” (cisalhamento
puro) ou cisalhamento (cisalhamento simples);

3. 4 – Fluxo
material rochoso escoa de maneira similar à dos líquidos, dando origem a dobramentos
diferentes dos referidos anteriormente.
mecanismo que ocorre quando a rocha atinge temperaturas próximas ou superiores à do seu
ponto de fusão, exibindo um comportamento análogo ao dos fluidos viscosos;
•Em condições crescentes de pressão e
temperatura, ou seja, da superfície para
profundidades crescentes, observar-se-á:
1) fracturação (ou cisalhamento);
2) fracturação e flexão;
3) flexão;
4) flexão e achatamento;
5) achatamento;
6) achatamento e fluxo;
7) fluxo.

4. 1. 2. Níveis estruturais
•Níveis estruturais: os diversos domínios
da crosta, verticalmente sobrepostos, onde
os mecanismos dominantes da deformação
permanecem os mesmos.
•Nível Estrutural Superior
domínio da fracturação por excelência
(domínio da deformação frágil);
mecanismo dominante é fracturação
•Nível Estrutural Médio
mecanismo dominante é a flexão;
constitui o domínio do dobramento
isópaco (deformação por flexão).

5. •Nível Estrutural Inferior
mecanismo dominante é inicialmente o achatamento, seguindo-se o fluxo e a fusão da rocha
(anatexia);
é limitado superiormente pela frente superior da xistosidade;
na parte superior, dominam as dobras anisópacas, acompanhadas por uma xistosidade generalizada;
a zona pode ser dividida em diversos subníveis, graças aos diferentes tipos de xistosidades aqui
existentes (de fractura, de fluxo, de foliação);
na parte inferior, a xistosidade desaparece e o material rochoso entra em fusão ou comporta-se como
um fluido;
o nível inferior é o domínio do metamorfismo o que permite fazer uma série de subdivisões.
•Esta disposição ideal e simplificada dos níveis estruturais pode ser modificada ou perturbada:
Contraste litológico entre os sedimentos e o seu substrato cristalino e localização dos dois
conjuntos relativamente à parte central do orógeno;
Grandes falhas (enraizamento profundo);
Pressão de flúidos ou intersticial

6. 2. FALHAS
2. 1. Conceito
•falha - superfície de fractura, ou uma zona relativamente estreita, ao longo da qual um dos lados se
desloca relativamente ao outro, segundo uma direcção paralela à superfície da fractura ou da zona
(movimento de cisalhamento)
•A sua dimensão pode variar desde a escala microscópica, até extensões superiores a centenas ou
milhares de quilómetros, englobando os limites das grandes placas tectónicas;
•São, frequentemente, estruturas com uma importância de primeira ordem na crusta terrestre e seu
interior.

7. 2. 2. Importância
•Científica - são, por excelência, as estruturas geradoras de actividade sísmica. O seu estudo permite
compreender os processos de geração dos sismos, de deformação crustal e de edificação das cadeias
montanhosas.
•Prática - permitem projectar estruturas de pontes, edifícios, barragens e zonas urbanas, capazes de
minimizar os prejuizos causados pelos efeitos devastadores sua actividade. São excelentes armadilhas
de hidrocarbonetos.
•Estética - são responsáveis por alguns dos mais espectaculares cenários naturais da superfície
terrestre.

8. 2. 3. Estilos de falhamento
• Fracturas e Zonas de Cisalhamento Frágil:
•A maior parte das falhas são:
simples fracturas provocadas por cisalhamento frágil:
•a orientação e a disposição da superfície da fractura descrevem a interface entre rochas postas
em contacto a quando do movimento ao longo da falha
zonas constituídas por numerosas fracturas daquele tipo, pouco espaçadas e que se designam por
zonas de cisalhamento frágil (ou zona de falha);
•as numerosas fracturas de cisalhamento frágil põem em contacto massas de rocha perfeitamente
esmagadas, os cataclasitos.
• há nítida quebra física de contínuidade nas massas rochosas (perda de coesão interna);
• são típicos dos níveis crustais próximos da superfície;
• o movimento está confinado aos planos das falhas.

9. • Zonas de Cisalhamento Dúctil:
• são zonas de cisalhamento com deformação dúctil;
• o movimento ocorre sem perda de coesão, à escala do afloramento ;

10. • A translacção diferencial dos corpos rochosos, separados pela zona de cisalhamento, é feito através
do fluxo dúctil do material rochoso;
• o movimento cisalhante está distribuído por toda a zona, levando à distorção (variação da forma);
• ocorrem vulgarmente em ambientes ígneos ou metamórficos, onde a temperatura e a pressão
confinante é elevada
• Podem também ocorrer durante a deformação de sedimentos brandos ainda não consolidados, como
areias e argilas saturadas;
• Por vezes, o estádio inicial de cisalhamento dúctil termina num estádio final de falhamento frágil -
zonas de cisalhamento dúctil-frágil;
a zona de cisalhamento é caracterizada por uma discreta superfície de falha ou zona de falha,
limitada por rocha encaixante que sofreu deformação plástica;
são típicas das grandes falhas que efectam a a totalidade da crusta.

11. • Nas zonas de cisalhamento dúctil, as rochas crustais podem apresentar estiramento ou encurtamento.
Cisalhamento
frágil
-Encurtamento Crustal: subida
das rochas mais antigas e mais
profundas, ficando em contacto
anormal com rochas mais recentes
e de níveis mais superfíciais.
Cisalhamento
dúctil
Cisalhamento
-Estiramento Crustal: rochas frágil
relativamente mais jovens e de
níveis mais superfíciais podem
sofrer movimento cisalhante para
baixo, em direcção a rochas mais
profundas e mais antigas.
Cisalhamento
dúctil

12. 2. 4. Terminologia
Escarpa de falha Linha de falha
Epicentro
Tecto
Ondas sísmicas o
Muro Plano de falha

13. 2. 5. Classificação
• Com base no movimento relativo (deslizamento; slip):
• Falhas com Desligamento Paralelo ao Pendor (Dip-Slip Faults):
são falhas em que o movimento se faz para cima ou para baixo, paralelamente à direcção de
pendor do plano de falha.;
o rejecto medido ao longo dessa direcção tem o nome de rejecto vertical aparente ou de descida
(dip-slip);
• Falhas Translaccionais ou de Desligamento Direccional (Strike-Slip Faults):
são falhas em que o movimento é aproximadamente horizontal, paralelo à direcção do plano de
falha;
o rejecto medido ao longo dessa direcção tem o nome de rejecto horizontal lateral ou direccional
(strike-slip)
• Falhas de Desligamento Oblíquo (Oblique-Slip Faults):
são falhas em que o movimento é inclinado e oblíquo em relação ao plano de falha (combinação
dos dois casos anteriores);

14. • Com base no movimento relativo e no campo de
tensões:
Bloco de referência
(sem falhas) Extensão σ1
σ2
σ3
Falha normal
Compressã
o
σ3
σ2
σ1
Falha inversa Compressã
o
Cavalgamento σ2
σ1
σ3
Falha de desligamento

15. 2. 6. Reconhecimento das falhas
• Características intrinsecas às próprias falhas
Texturas e Estruturas Resultantes do Cisalhamento:
Dependem:
Velocidade e intensidade do cisalhamento
Condições P e T

16. • Rochas cataclásticas
•São típicas das zonas de cisalhamento frágil, ocorrendo a profundidades até os 10 km.
•Até aos 4 km rochas cataclásticas friáveis ou não coesivas
•Dos 4 aos 10 (15 km) rochas cataclásticas coesivas
Argila de caixa de falha Pseudotaquilito

17. Brecha de falha
Cataclasito

18. • Rochas miloníticas
•São típicas das zonas de cisalhamento dúctil, ocorrendo a profundidades superiores a 10 (15 km)

19. Aspectos do Plano (Superfície) de Falha Lineações, estrias ou “slikensides”
Fibras minerais
Cristas e sulcos

20. • Efeitos nas unidades geológicas ou estratigráficas
Descontinuidades entre sequências geológicas;
O significado tectónico das discordâncias;

21. Presença de escamas tectónicas;

22. Repetição ou omissão de estratos;
•Numa sondagem vertical:
•As falhas inversas levam à repetição de
estratos
•As falhas normais levam à omissão de
estratos
Sim!!!
Não!!!

23. Arrepiamento de estratos - dobras de arrasto;
•São pequenos dobramentos que sofrem as superfícies de estratificação, junto às falhas. O
encurvamento faz-se na direcção do movimento do bloco oposto da falha.
Falha inversa Falha normal
Anticlinal em rollover

25. Critérios fisiográficos para o falhamento;
Escarpas de falha;
Evolução de uma escarpa de falha, por acção dos agentes erosivos

27. Deslocamento de cristas, vales ou cursos de água;

28. Alinhamento de nascentes de água e lagos de abatimento (“sag ponds”);

29. Variação brusca no perfil dos cursos de água;

30. 2. OS GRANDES TIPOS DE FALHAS
3. 1. Falhas normais
•O tecto desce relativamente ao muro;
•Têm pendores de cerca de 60º;
•Colocam as rochas mais recentes em contacto com
as mais antigas;
•Levam ao estiramento crustal;

31. • Características do falhamento normal
Dobramentos associados;
Dobras em “roll over”;
•Desenvolvem-se no bloco correrpondente
ao tecto em falhas lístricas normais;
- Falha lístrica - falhas côncava para cima,
cujo pendor decresce em profundidade;
Dobras de arrasto;

32. Aspectos das superfícies das falhas;
•Podem ocorrer em todos os níveis crustais;
•As características da superfície irão depender:
da forma da falha;
da profundidade em que ocorreu o movimento
do tipo de falhamento: fractura frágil, com deslizamento friccional; deformação dúctil.
•.Em níveis crustais pouco profundos dão origem:
a rochas cataclásticas (grandes espessuras de brechas e megabrechas no bloco do tecto;
a “slickensides”e a estrias ao longo da sua superfície.
•Em níveis crustais profundos originam aspectos associados com a deformação dúctil, incluindo
texturas miloníticas.

33. •A superfície da falha é irregular e possui “rampas” e “plataformas” para ligar os vários segmentos
Rampas frontais;
Rampas laterias.

34. • Forma e deslocamento das falhas normais
•Algumas falhas lístricas normais associam-se, ou transformam-se, em profundidade, numa falha de
“descolamento” (detachment fault).

35. • falhas de descolamento:
Falhas de baixo ângulo que marcam um limite principal entre rochas não fracturadas, situadas
abaixo, e o bloco do tecto, situado acima, que está normalmente deformado e falhado;
Em muitas bacias sedimentares estão enraizadas ao nível de espessos complexos evaporíticos;
No bloco do tecto, as falhas normais formam uma série de falhas imbricadas.
•Os sistemas de falhas normais são normalmente caracterizados por:
uma falha principal com falhas subsidiárias associadas;
por falhas de descolamento de baixo ângulo com blocos de falha imbricados a tecto.

36. • Associações estruturais de falhas normais
Os sistemas de falhas normais
•As falhas normais aparecem em
grupos ou sistemas de muitas falhas
associadas;
•Em muitos casos, esses sistemas são em número de dois e designam-se por conjugados;
•As falhas maiores apresentam a maior quantidade de deslocamento e a deformação mais importante;
•As falhas menores, subsidiárias, apresentam deslocamentos relativamente mais pequenos,
proporcionando os ajustamentos necessários aos grandes deslocamentos.
antitéticas (conjugadas);
sintéticas (paralelas e com o mesmo sentido de deslocamento)
•Em muitas das bacias de rift a grande maioria das descobertas de hidrocarbonetos foram feitas em
armadilhas associadas a falhas.

37. Falhas normais locais associadas com outras estruturas
Domos;
Estruturas de colápso;

38. Sistemas regionais de falhas normais
Riftes
• Na crosta continental;
Grande Vale do rifte - África

39. • Na crosta crosta oceânica;
Ibéria
ti ca Tore
n
lâ Açores
-at
io Gibraltar
éd
M
a
ist
Madeira
r
C
Canárias
África
Cabo
Verde

40. • Aulacógenos (riftes abortados);
• Situados em crosta continental, poderão corresponder a antigos riftes abortados;

41. Falhas de transferência;
• Os grandes sistemas de falhas normais não são contínuos mas sim segmentados;
• Os vários segmentos contactam entre si através de falhas translaccionais (ou de transferência);

42. Falhas lístricas de crescimento:
• A sua actividade ocorrer durante a sedimentação;

43. • Modelos cinemáticos dos sistemas de falhas normais
Modelo do anticlinal em “rollover”

44. Modelo das peças de dominó (ou das falhas sintéticas)

45. Modelo das falhas normais lístricas imbrincadas

46. Modelo do dupléx distensivo

47. • Modelos extensão regional crustal
Transição frágil-dúctil