COMPORTAMENTO DAS ROCHAS E MECANISMOS DE DEFORMAÇÃO

Conceitos

O termo Geologia Estrutural foi cunhado por CHARLES LYELL (1873, no livro "Princípios de Geologia“), para se referir ao estudo das estruturas maiores. Com a evolução da ciência geológica os estudos se estenderam às estruturas menores, visíveis em afloramentos ou amostras de rochas e até em lâminas delgadas (microtectônica).

Na crosta há um dinamismo motivado por esforços resultantes de forças endógenas (movimentos tectônicos) que geram deslocamentos de maciços. Os movimentos tectônicos produzem nas rochas as modificações de posição, atitude, forma e volume. Isto é traduzido em deformações, cujos resultados são as estruturas.

A Geotectônica estuda os movimentos da crosta terrestre, suas causas e mecanismos, bem como as leis que os regem.

A geologia estrutural estuda as deformações da crosta terrestre, (porção envoltória do manto, acima da Descontinuidade de Mohovicic - MOHO). Ocupa-se com as estruturas, sua morfologia e mecanismo de sua formação. São também objeto de seus estudos os mecanismos e os processos de deformação e os produtos gerados.

Os estudos estruturais focam os corpos rochosos de forma global: suas estruturas (geometria e/ou morfologia), sua movimentação (cinemática) e a origem desta movimentação (dinâmica).

O reconhecimento de uma estrutura é feita por meio de referências geométricas primárias. A forma inicial, anterior à deformação, deve ser reconhecível ou passível de interpretação. São exemplos de referências a estratificação das rochas sedimentares, as estruturas sedimentares e/ou ígneas primárias e os fósseis.

Dados a respeito da idade do corpo rochoso são importantes para estabelecer a sequência ou a idade relativa das deformações impostas. A idade relativa pode ser reconhecida pela estratigrafia e/ou pelo conteúdo paleontológico; a idade absoluta pode ser conhecida pela geocronologia.

Deformação das Rochas

As placas litosféricas que constituem a crosta estão em constante movimento. Ao longo dos limites de placas, onde elas colidem ou se afastam umas das outras, atuam enormes forças responsáveis pela deformação das rochas, incluindo fraturamento, formação de falhas e dobramento.

A parte mais externa da Terra é composta por muitas placas rígidas – as placas litosféricas – que estão continuamente movendo-se umas em relação às outras. Ao longo dos limites de placas, as rochas são expostas a enormes forças deformacionais. As rochas deformam-se, o que leva à formação de estruturas de deformação.

Estruturas Primárias

Quando os sedimentos se depositam no fundo oceânico, formam normalmente camadas horizontais. Ao se consolidarem, durante a diagênese, transformam-se em rochas sedimentares estratificadas.

A fotografia à direita, mostra uma rocha sedimentar estratificada. A estratificação é uma estrutura primária, formada quando a rocha foi gerada.

As rochas magmáticas podem igualmente apresentar estratificação primária – a estratificação formada durante a cristalização das rochas.

As montanhas na fotografia acima são constituídas por grande número de derrames de lava basáltica depositados sob a forma de camadas horizontais. Os derrames individuais têm apenas alguns metros de espessura, mas cobrem grandes áreas.

A rocha, na fotografia acima, apresenta estratificação sedimentar; porém, a estratificação está inclinada. Os sedimentos não se depositam assim; provavelmente, a inclinação da estratificação ocorreu muito tempo após a deposição e consolidação dos sedimentos. A inclinação nos diz que a crosta foi rotacionada subsequentemente à consolidação dos sedimentos, i.e. a crosta deformou-se.

As rochas nas fotografias acima consistem em camadas alternadas escuras (ricas em piroxênios) e claras (ricas em plagioclásios). A rocha da fotografia da esquerda está coberta por liquens. A estratificação é claramente visível, porque algumas camadas intemperizam mais rápido do que outras. Este tipo de estratificação primária é designada por estratificação modal.

Às vezes será difícil definir se uma estrutura é primária ou secundária. Abaixo vemos uma estrutura primária designada de estratificação cruzada. Contudo, a estrutura pode ser incorretamente interpretada como sendo uma falha reversa, sobre a qual você irá aprender mais tarde.

Deformação: o que é?

O termo deformação é utilizado para descrever o processo de mudança de forma dos corpos.

Vejamos, com exemplos simples, como os corpos se comportam em relação à deformação. Na figura abaixo, elástico, clicletes e papel são submetidos a uma força de tração.

Enquanto o elástico e o clicletes se esticam, o papel rasga-se.

Quando os materiais deixam de ser esticados, o elástico volta à sua forma original, pois ele se deformou apenas temporariamente. O elástico sofreu uma deformação elástica.

Porém, o chicletes e o pedaço de papel estão permanentemente deformados. Enquanto o chicletes sofreu uma deformação dúctil (ou plástica), o papel sofreu uma deformação frágil (ou rúptil).

As Forças Deformantes

Comportamento frágil da crosta

Nas partes superiores da crosta, onde a temperatura é baixa, formam-se falhas quando são aplicadas sobre ela forças deformacionais. As falhas reversas (1) formam-se durante a compressão; as falhas normais (2) formam-se em regime de extensão (ou tração), enquanto as falhas direcionais (3) se formam durante o cisalhamento.

Comportamento dúctil da crosta

Nos níveis mais baixos da crosta, onde a temperatura é mais elevada, a crosta é submetida a deformação dúctil. As forças compressivas levam à formação de dobras, enquanto que as forças distensivas levam ao afinamento e estiramento das rochas. As forças de cisalhamento levam à formação de zonas de cisalhamento.

Falhas e zonas de cisalhamento dúctil

Quando duas partes da crosta se movem em sentidos opostos,  em profundidade superficial, onde a temperatura é baixa, ocorre deformação frágil (falha).  A trama (fabric) da rocha é cortada pela falha, como mostra o pequeno diagrama à direita, na figura abaixo.

Em níveis mais profundos da crosta, a temperatura é elevada e a deformação é dúctil. Existe uma transição gradual da falha frágil na parte superior da crosta para a zona de cisalhamento em profundidade. Na zona de cisalhamento, as estruturas presentes na rocha são estiradas e rotacionadas.

O quadro abaixo apresenta o comportamento das rochas em relação à temperatura e pressão, os mecanismos de deformação e os produtos resultantes da deformação.

NOTA: Este material foi extraído de

1. KARE KULLERUD, Universidade de Tromso, Noruega. Trad. por Carlos Eduardo G. Araújo, Serviço Geológico do Brasil. Obtido em:

http://ansatte.uit.no/kare.kullerud/webgeology/webgeology_files/brazil/structure_geol_bra.swf.
2. M. MATTA e F. MATOS. Geologia Estrutural. DGL-CG, UFPa.