FOLIAÇÕES

Grande parte das estruturas em rochas é definida pela orientação preferencial de minerais ou elementos da trama. Os elementos da trama são aquelas feições que se repetem sistematicamente na rocha. Isto inclui o arranjo espacial e geométrico de todos os constituintes da rocha, congregando feições texturais, estruturais e orientações cristalográficas preferenciais.

Em Geologia Estrutural, trama é um termo usado para descrever componentes, penetrativos distribuídos em maciços rochosos. Uma trama é formada por minerais e agregados de minerais segundo uma orientação preferencial penetrativa na rocha com espaçamento em escala microscópica a centimétrica.

As estruturas em rocha podem ser primárias ou secundárias. Estruturas primárias foliares não são muito comuns. Podem ocorrer em: rochas ígneas acamadadas pelo fluxo de lava, clivagem plano axial em dobras de escorregamento, em rochas sedimentares e como foliação diagenética em folhelhos.

As estruturas secundárias planares, representadas pelas foliações (xistosidades e clivagens), e lineares, representadas pelas lineações minerais, de interseção e de eixos de dobras, ocorrem em rochas que foram submetidas a metamorfismo acima de graus incipientes. São geradas por falhas (incluindo-se zonas de cisalhamento) e dobras.

Grande parte das estruturas em rochas é definida pela orientação preferencial de minerais ou elementos da trama. É comum, em litologias deformadas em condições dúcteis, o desenvolvimento de uma ou mais famílias de planos de orientação das rochas. Esses planos, de origem tectônica (secundários), podem ou não ser paralelos à estratificação original da rocha que, em certos casos, é totalmente apagada quando do desenvolvimento das novas feições (transposição). Esses planos recebem, de maneira genérica, a denominação de foliações e são representados pela letra S.

A palavra foliação é, portanto, um termo genérico para descrever feições planares que se reproduzem de forma penetrativa e repetitiva no meio rochoso, em escala de amostra de mão. Podemos classificar como foliação um acamamento rítmico de uma rocha metamórfica, o bandamento composicional de rochas ígneas, ou outras estruturas planares de rochas metamórficas. Uma falha isolada cortando um nível composicionalmente diferente da rocha não é considerada um elemento da trama, porque não possui repetitividade em escala de amostra de mão. Juntas são normalmente excluídas dessa classificação por não serem suficientemente penetrativas.

Portanto, o termo foliação se aplica a feições planares das rochas metamórficas e corresponde a vários tipos de estruturas, tais como:

Clivagem ardosiana.

a) Clivagem (de rocha): é a separação da rocha em planos paralelos. O termo clivagem é alusivo as foliações secundárias presentes em rochas finas, nos quais não há cristalização orientada de minerais. As clivagens aparecem em rochas metamórficas ou não e são características do nível estrutural médio.

A clivagem ardosiana é uma estrutura típica das ardósias e filitos caracterizados predominantemente pela orientação paralela de minerais placosos, sobretudo sericitas e minerais de argila, e agregados minerais tabulares ou lenticulares. Macroscopicamente, é caracterizada pela quebra das rochas em planos paralelos e regulares, conforme ilustração ao lado.

Clivagem de crenulação. Observe o paralelismo com o plano axial (traçado em vermelho)

A clivagem de crenulação é uma segunda foliação gerada sobre rocha metamórfica, normalmente rica em filossilicatos (micas), em decorrência de dobramento com pequeno comprimento de onda e amplitude (microdobras). Essa segunda foliação é paralela ao plano axial dessas dobras e quanto mais apertadas forem essas microdobras, melhor será o desenvolvimento da clivagem. Em rochas que contém clivagens de crenulação a foliação preexistente é normalmente afetada por microdobras.

Na imagem ao lado, observa-se uma dobra em rocha xistosa que levou desenvolvimento de uma crenulação (linha vermelha), observável como feição planar (clivagem) e também como feição linear (eixos da crenulação).

A clivagem de crenulação é descontínua e afeta essencialmente rochas finamente acamadadas, geralmente xistos diversos ou quartzitos laminados. A geometria das microdobras de crenulação é extremamente variada, sendo comuns kinks e chevrons. Essas microdobras podem ou não ser simétricas.

As clivagens são feições sistematicamente associadas à dobramentos. Apresentam, geralmente, relações geométricas simples com as dobras singenéticas, sendo os planos de clivagem de modo geral paralelos aos planos axiais.

Quando não paralelos aos planos axiais, as clivagens desenham, na maioria dos casos, um leque convergente para a parte central das dobras, conforme a figura acima.

Se o espaçamento entre os elementos planos for >1 mm e os planos forem perceptíveis em amostra de mão, a clivagem é denominada clivagem espaçada. A estrutura será uma clivagem contínua se o espaçamento dos elementos planos for ≤ 1 mm.

As rochas com foliação contínua se partem em fatias ou lascas mais finas que aquelas com foliações espaçadas.

Com o aumento do metamorfismo (fácies xisto verde), os filossilicatos (silicatos em folha) crescem a partir dos argilominerais em folhelhos e ardósias. A rocha se transforma em filito e a clivagem transforma-se em clivagem filítica. Os cristais de mica neoformados são paralelos entre si e definem a clivagem filítica.

Quando o argilito original atinge a fácies xisto verde alta e a fácies anfibolito baixa, os cristais de mica tornam-se maiores e mais visíveis; a foliação torna-se menos plana, envolvendo agregados quartzo-feldspáticos e minerais metamórficos mais rígidos, como granada, cianita e anfibólio. A foliação deixa, então, de ser uma clivagem e passa a ser uma xistosidade.

b) Xistosidade: definida pela reorientação de minerais pré-existentes e/ou cristalização orientada de novos minerais, especialmente os micáceos. A xistosidade é uma foliação representada pelo desenvolvimento de minerais placóides e/ou tabulares/prismáticos. 

Xisto

O aspecto mesoscópico característico da xistosidade é a definição de planos de foliação pelo alinhamento de micas como muscovita, biotita, clorita e sericita. Xistos raramente se partem segundo planos perfeitos como as ardósias. Muito pelo contrário, eles quebram formando discos e soltam muita mica, que normalmente fica grudada na mão dos geólogos. A imagem acima corresponde a um micaxisto.

A xistosidade é uma forma de organização planar adquirida em condições de temperaturas mais elevadas do que as clivagens. É característica do nível estrutural inferior. Ao contrário das clivagens, geralmente geradas em cisalhamento puro (não rotacional, coaxial e com esforços perpendiculares à área do corpo), grande parte (mas não a totalidade) das xistosidades resulta de deformações em regime de cisalhamento simples (rotacional, não coaxial e com esforços paralelos à área do corpo).

c) Estrutura ou bandamento gnáissico: estrutura planar caracterizada por cristalização orientada e segregação de minerais metamórficos individualizados a olho nu, em bandas definidas.

Gnaisse

Alguns autores utilizam o termo foliação como sinônimo de bandamento composicional dos gnaisses (alternância de bandas claras e escuras). Outros utilizam o termo superfícies - S designando qualquer estrutura plana, independente de qual seja sua origem. Incluem-se juntos nessa classificação xistosidade, clivagem ardosiana e acamamento, por exemplo. A figura abaixo mostra a foliação gnáissica em gnaisse facoidal.

Gnaisse Facoidal

A gnaissificação é a estrutura típica dos gnaisses, rochas em que os feldspatos perfazem mais de 20% do volume. Essa estrutura normalmente é caracterizada por bandamento composicional. Bandas claras, mais ricas em quartzo e feldspato alternadas com bandas mais escuras, por conter maior teor de minerais máficos. 

A figura abaixo mostra uma estrutura gnáissica com bandas claras (leucossoma) e escuras (melanossoma), em migmatito (rocha metamórfica em que a formação de novos minerais traduz uma alteração da composição química devido a material vindo do exterior da rocha original).

A característica geral das rochas foliadas é que a estrutura e a mineralogia originais foram alterados sob stress, para produzir clivagem, xistosidade ou estruturas bandadas.

Os principais parâmetros que podem caracterizar os tipos de foliação são:

- Espaçamento: a maior parte das rochas foliadas possui planos com espessuras variadas entre 0,1 mm e 1,0 cm.

- Trama dos micrólitons: pode ser retilínea (alívio), lenticular ou anostomosada (compressão).

- Forma: a foliação pode ser lisa ou rugosa áspera e estilolíticas. As foliações rugosas são típicas de psamitos (designação genérica dos arenitos ou rochas sedimentares formadas de elementos finos mas visíveis a olho nu)  deformados e as lisas de ardósias e filitos, enquanto que as estilolíticas (desenvolvimento colunar orientado gerado em ângulo reto, ou quase reto, em relação às placas de estratificação) são bem observadas em rochas como o mármore e a metamarga.

- Arranjo: descreve o padrão das superfícies da foliação que podem ser planares, sinuosos, anastomosados ou trapezoidais e também conjugados. Os três últimos descrevem padrões conjugados, com arranjos de foliações que possuem ângulos entre si (por exemplo, em xistos e filitos). Arranjos trapezoidais podem ser observados em mármores e quartzitos.

Classificação das Rochas Foliadas

As rochas foliadas são separadas de acordo com:

- natureza da foliação (intensa ou não; espessa /delgada; partição);

- tamanho dos cristais (grossos /finos);

- grau de separação entre minerais claros e escuros (bandeamento);

- grau metamórfico (baixo; médio; alto).

Ardósia - foliada (excelente partição); cristais finos

- metamorfismo de baixo grau de folhelhos e cinzas vulcânicas;

- cores escuras devido à mineralogia da rocha original - cinza, verde oliva.

Filitos - similares às ardósias, com grau de metamorfismo um pouco mais elevado;

- textura pouco mais grossa das micas em geral e cloritas maiores;

- partição boa.

Xistos - resultante de metamorfismo moderado a elevado de rochas argilosas;

- início de segregação entre minerais claros e escuros;

- xistosidade – foliação ondulada, intensa; textura grossa.

Ex.: Clorita-xistos; Granada-xistos; Mica-xistos - mais de 50% minerais placóides (Micas: moscovita, biotita, clorita); Lentes de quartzo; feldspato; Outros minerais (Granadas; Epidoto).

Gnaisses - foliação caracterizada por bandas onduladas, claras e escuras;

- (Qz + Fd) / (Biotita + Anfibólio + Piroxênio + Opacos);

- praticamente não há partição ao longo das bandas;

- resultam de condições de P e T elevados sobre granitos, arenitos, etc. (Metamorfismo de alto grau).

Este material foi extraído de:

ARTHAUD, Michel. Elementos de Geologia Estrutural. Fortaleza, 1998.
FOSSEN, Haakon. Geologia Estrutural. São Paulo : Oficina de Textos, 2012.

SALAMUNI, Eduardo. Geologia Estrutural. Aula 9: Estruturas planares e lineares.

CARNEIRO, Celso e outros. Geologia Estrutural: tipos de foliação. UNICAMP.

DOBRAS EM ROCHA

Uma dobra é o resultado da transformação de uma superfície de referência, geralmente plana, numa superfície curva, geralmente em conseqüência de esforços tectônicos.

Os elementos da dobra

Observando o perfil de uma dobra, podemos notar que ele apresenta um ponto de maior curvatura (ou de menor raio de curvatura): é a charneira. Em certos casos, em vez de pontos de maior curvatura, a curvatura é máxima e constante numa determinada porção do perfil. Neste caso, teremos uma zona de charneira.

Considerando o perfil de um plano dobrado como uma onda, é possível definir o comprimento de onda e a amplitude da dobra. Geralmente, a amplitude e o comprimento de ondas são definidos apenas como milimétricos, centimétricos etc. 

É possível mostrar experimentalmente que o comprimento de onda das dobras é uma função, entre outros parâmetros, da espessura das camadas, conforme a figura ao lado.

Quando todas as dobras de um pacote rochoso apresentam o mesmo comprimento de onda, o dobramento é harmônico. Caso contrário, é desarmônico .

Quando um conjunto dobrado apresenta duas escalas (ou duas ordens) de dobramento, uma amplitude maior (1ª ordem) e uma amplitude menor (2ª ordem) que redobra as camadas deformadas em maior escala, a superfície tangente às dobras menores e que materializa as dobras maiores é a envoltória.

No intervalo entre duas charneiras sucessívas, a curvatura da dobra sofre uma inversão. O ponto de inversão é um ponto de inflexão e o ângulo entre as tangentes á dobra em dois pontos de inflexão consecutiva é a abertura.

A linha que une, num perfil, os pontos de inflexão dos flancos consecutivos é a linha mediana. Os pontos mais elevados e mais baixos, na topografia, de uma dobra são, respectivamente, a crista e a calha (ou quilha). Eles podem ou não corresponder às charneiras da dobra.

A s dobras que admitem o bissetor da abertura com o plano de simetria são simétricas. Quando isto não é o caso, as dobras são assimétricas.

Em outras palavras, na dobra simétrica o plano axial  é essencialmente vertical e o ângulo de mergulho dos dois flancos é igual; na dobra assimétrica o plano axial pode ser ou não inclinado e o ângulo de mergulho dos dois flancos difere um do outro.

É possível caracterizar, em função do seu aspecto, as dobras assimétricas como dobras S e dobras Z.

A assimetria global do pacote dobrado é caracterizada pela vergência, que é a direção para a qual as dobras se inclinam. No caso da figura à direita, a vergência é para leste.

Dobras cuja superfície pode ser gerada pela translação de uma reta são dobras cilíndricas. Quando são geradas pela translação de uma curva, são curviplanares. Nos demais casos, as dobras são quaisquer. As dobras cônicas possuem linha de charneira,  mas não possuem eixo de dobra e se dispõem como parte de um cone.

O conjunto das charneiras forma o eixo da dobra (quando, em vez de charneira, a dobra apresenta uma zona de charneira, é possível definir uma zona axial). A porção da dobra compreendida entre dois eixos sucessivos é o flanco da dobra. O conjunto de todos os pontos de inflexão de um flanco é a linha de inflexão. Os conjuntos das cristas e das calhas (ou quilhas) formam a linha de crista e a linha de calha (chamados às vezes de crista e calha).

Considerando um empilhamento de camadas dobradas, é possível definir, para cada uma, um eixo. O conjunto desses eixos é a superfície axial (ou plano axial) da dobra (figura à esquerda). Nem sempre esse plano é bissetor da abertura da dobra.

 A superfície dobrada pode apresentar vários graus de simetria. Quando ela admite dois planos de simetria, a dobra é ortorrômbica; quando admite apenas um plano de simetria, é monoclínica; quando não admite nenhum plano de simetria, ela é triclínica.

Resumo:

·   Charneira: onde a dobra atinge sua máxima curvatura.

·   Linha de charneira: união dos diversos pontos de charneira.

·   Zona de charneira: parte da dobra próxima à charneira.

·   Crista: ponto mais alto da dobra em relação a uma superfície horizontal (linha de crista: união dos pontos de crista).

·  Calha: ponto mais baixo de uma dobra em relação a uma superfície horizontal.

· Eixo: linha geratriz da dobra, quando movimentada paralelamente à linha de charneira, no espaço de si mesma.

·   Plano da dobra ou superfície axial: a superfície que une os pontos de charneira da dobra.

·   Ponto de inflexão: local onde o flanco muda sua inflexão (de côncavo para convexo e viceversa).

·    Linha de inflexão: linha que une os pontos de inflexão.

·  Flancos ou limbos: partes que se situam entre duas charneiras adjacentes e que contêm os pontos de inflexão.

Referências:

ALMEIDA, Júlio. Geologia Estrutural: Dobras. UERJ.

ARTHAUD, Michel H. Elementos de Geologia Estrutural. Fortaleza, 1998.

Para acessar as imagens referentes ao conteúdo acima clique em Classificação das Dobras.