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9.5: Falhas - Geociências

9.5: Falhas - Geociências


As falhas são os locais na crosta onde ocorre a deformação frágil à medida que dois blocos de rochas se movem um em relação ao outro. O movimento deslizante consiste em um movimento relativo para cima e para baixo ao longo de uma falha de mergulho entre dois blocos, a parede suspensa e a lapa. Em um sistema dip-slip, a lapa está abaixo do plano de falha e a parede suspensa está acima do plano de falha. Uma boa maneira de lembrar isso é imaginar um túnel de mina correndo ao longo de uma falha; a parede suspensa seria onde um mineiro penduraria uma lanterna e a parede do pé ficaria aos pés do mineiro.

Faulting como um termo se refere à ruptura de rochas. Essas rupturas ocorrem nos limites das placas, mas também podem ocorrer no interior das placas. As falhas escorregam ao longo do plano da falha. A escarpa da falha é o deslocamento da superfície produzida onde a falha rompe a superfície. Slickensides são superfícies polidas, freqüentemente ranhuradas ao longo do plano de falha criado por fricção durante o movimento.

Uma junta ou fratura é um plano de deformação frágil na rocha criado pelo movimento que não é deslocado ou cortado. As juntas podem resultar de muitos processos, como resfriamento, despressurização ou dobramento. Os sistemas conjuntos podem ser regionais afetando muitas milhas quadradas.

Falhas normais

As falhas normais se movem por um movimento vertical, onde a parede suspensa se move para baixo em relação à parede inferior ao longo do mergulho da falha. Falhas normais são criadas por forças tensionais na crosta. Falhas normais e forças tensionais comumente ocorrem em limites de placas divergentes, onde a crosta está sendo esticada por tensões tensionais (ver Capítulo 2). Exemplos de falhas normais em Utah são a Falha Wasatch, a Falha de furacão e outras falhas que delimitam os vales na província de Basin e Range.

Grabens, horsts e half-grabens são blocos de crosta ou rocha delimitados por falhas normais (ver Capítulo 2). Grabens caem em relação aos blocos adjacentes e criam vales. Horsts sobem em relação aos blocos adjacentes caídos e tornam-se áreas de topografia mais alta. Onde ocorrem juntos, horsts e grabens criam um padrão simétrico de vales cercados por falhas normais em ambos os lados e montanhas. Half-grabens são uma versão unilateral de um horst e graben, onde os blocos são inclinados por uma falha normal em um lado, criando um arranjo vale-montanha assimétrico. Os vales montanhosos da Província da Bacia e da Cordilheira de Western Utah e Nevada consistem em uma série de grabens inteiros e meio-grabens do Vale do Lago Salgado às montanhas de Sierra Nevada.

As falhas normais não continuam a penetrar no manto. Na Província da Bacia e do Alcance, o mergulho de uma falha normal tende a diminuir com a profundidade, ou seja, o ângulo da falha se torna mais raso e mais horizontal à medida que se aprofunda. Essas quedas decrescentes acontecem quando grandes quantidades de extensão ocorrem ao longo de falhas normais de ângulo muito baixo, conhecidas como falhas de desprendimento. As falhas normais da Bacia e Cordilheira, produzidas pela tensão na crosta, parecem se tornar falhas de destacamento em profundidades maiores.

Falhas reversas

Em falhas reversas, as forças de compressão fazem com que a parede suspensa se mova para cima em relação à parede inferior. Uma falha de impulso é uma falha reversa onde o plano de falha tem um ângulo de mergulho baixo de menos de 45 °. Falhas de empuxo carregam rochas mais antigas no topo de rochas mais jovens e podem até causar a repetição de unidades de rocha no registro estratigráfico.

Os limites das placas convergentes com zonas de subducção criam um tipo especial de falha “reversa”, chamada falha da megaterrita, onde a crosta oceânica mais densa desce abaixo da crosta sobrejacente menos densa. Falhas de megatrust causam os maiores terremotos de magnitude já medidos e comumente causam destruição massiva e tsunamis.

Falhas Strike-slip

As falhas strike-slip têm movimento de um lado para o outro. Falhas strike-slip são mais comumente associadas a limites de placas de transformação e são prevalentes em zonas de fratura de transformação ao longo das dorsais meso-oceânicas. No movimento simples contra deslizamento, os blocos de falha em ambos os lados da falha não se movem para cima ou para baixo em relação uns aos outros, em vez disso, movem-se lateralmente, de um lado para o outro. A direção do movimento strike-slip é determinada por um observador que está em um bloco em um lado da falha. Se o bloco do lado oposto da falha se move para a esquerda em relação ao bloco do observador, isso é chamado de movimento sinistral. Se o bloco oposto se mover para a direita, é um movimento dextral.

Vídeo mostrando movimento em uma falha de deslizamento.

Curvas ao longo das falhas contra deslizamento criam áreas de compressão ou tensão entre os blocos deslizantes (consulte o Capítulo 2). As tensões tensionais criam recursos transtensionais com falhas e bacias normais, como o Mar Salton na Califórnia. As tensões compressivas criam recursos transpressionais com falhas reversas e causam a construção de montanhas em pequena escala, como as montanhas de San Gabriel, na Califórnia. As falhas que afetam as características de transpressão ou transtensão são conhecidas como estruturas florais.

Um exemplo de falha de ataque-deslizamento dextral lateral direita é a Falha de San Andreas, que denota um limite de transformação entre as placas da América do Norte e do Pacífico. Um exemplo de falha colateral esquerda sinistral é a falha do Mar Morto na Jordânia e em Israel.

Vídeo mostrando como as falhas são classificadas:


9.5: Falhas - Geociências

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Conteúdo

Devido ao atrito e à rigidez das rochas constituintes, os dois lados de uma falha nem sempre podem deslizar ou passar um pelo outro com facilidade e, ocasionalmente, todo o movimento pára. As regiões de maior atrito ao longo de um plano de falha, onde fica travado, são chamadas asperezas. A tensão se acumula quando uma falha é travada e quando atinge um nível que excede o limite de resistência, a falha se rompe e a energia de deformação acumulada é liberada em parte como ondas sísmicas, formando um terremoto. [2]

A deformação ocorre de forma acumulativa ou instantânea, dependendo do estado líquido da rocha, a crosta inferior dúctil e o manto acumulam deformação gradualmente por cisalhamento, enquanto a crosta superior frágil reage por fratura - liberação instantânea de tensão - resultando em movimento ao longo da falha. [9] Uma falha em rochas dúcteis também pode ser liberada instantaneamente quando a taxa de deformação é muito alta.

Escorregar é definido como o movimento relativo de feições geológicas presentes em ambos os lados de um plano de falha. Uma falha sensação de escorregão é definido como o movimento relativo da rocha em cada lado da falha em relação ao outro lado. [10] Ao medir a separação horizontal ou vertical, o lançar da falha é o componente vertical da separação e o levantar da falha é o componente horizontal, como em "Jogue para cima e para fora". [11]

O vetor de escorregamento pode ser avaliado qualitativamente pelo estudo de qualquer dobramento de arrasto de estratos, que pode ser visível em ambos os lados da falha. [12] O dobramento de arrasto é uma zona de dobramento próximo a uma falha que provavelmente surge da resistência de fricção ao movimento na falha. [13] A direção e a magnitude da elevação e projeção podem ser medidas apenas encontrando pontos de interseção comuns em ambos os lados da falha (chamado de ponto de perfuração). Na prática, normalmente só é possível encontrar a direção do escorregamento das falhas e uma aproximação do vetor de levantamento e lançamento.

Os dois lados de uma falha não vertical são conhecidos como parede suspensa e parede de fundo. A parede suspensa ocorre acima do plano da falha e a parede inferior ocorre abaixo dele. [14] Esta terminologia vem da mineração: ao trabalhar um corpo de minério tabular, o minerador ficava com a parede do pé sob seus pés e com a parede suspensa acima dele. [15] Esses termos são importantes para distinguir diferentes tipos de falhas por escorregamento: falhas reversas e falhas normais. Em uma falha reversa, a parede suspensa se desloca para cima, enquanto em uma falha normal a parede suspensa se desloca para baixo. A distinção entre esses dois tipos de falha é importante para determinar o regime de tensão do movimento da falha.

Com base na direção do escorregamento, as falhas podem ser categorizadas como:

  • deslize, onde o deslocamento é predominantemente horizontal, paralelo ao traço de falha
  • deslizamento, o deslocamento é predominantemente vertical e / ou perpendicular ao traço de falha ou
  • deslizamento oblíquo, combinando ataque e deslizamento de mergulho.

Editar falhas de ataque-deslizamento

Em uma falha colisão-deslizamento (também conhecida como uma falha de chave, falha de rasgo ou falha transcorrente), [16] a superfície de falha (plano) é geralmente quase vertical, e a parede do pé se move lateralmente para a esquerda ou para a direita com muito pouco movimento vertical. Falhas strike-slip com movimento lateral esquerdo também são conhecidas como sinistral falhas e aqueles com movimento lateral direito como dextral falhas, panes. [17] Cada um é definido pela direção do movimento do solo como seria visto por um observador no lado oposto da falha.

Uma classe especial de falha por deslizamento é a falha por transformação quando forma um limite de placa. Esta classe está relacionada a um deslocamento em um centro de disseminação, como uma dorsal meso-oceânica, ou, menos comum, dentro da litosfera continental, como a Transformação do Mar Morto no Oriente Médio ou a Falha Alpina na Nova Zelândia. As falhas de transformação também são chamadas de limites de placa "conservadores", uma vez que a litosfera não é criada nem destruída.

Edição de falhas de escorregamento

Falhas de escorregamento podem ser normal ("extensional") ou marcha ré.

Em uma falha normal, a parede suspensa se move para baixo, em relação à parede inferior. Um bloco derrubado entre duas falhas normais mergulhando uma em direção à outra é um graben. Um bloco para cima entre duas falhas normais afastando-se uma da outra é um horst. As falhas normais de baixo ângulo com significado tectônico regional podem ser designadas por falhas de destacamento.

Uma falha reversa é o oposto de uma falha normal - a parede suspensa sobe em relação à parede inferior. Falhas reversas indicam encurtamento compressivo da crosta. O mergulho de uma falha reversa é relativamente íngreme, maior que 45 °. A terminologia de "normal" e "reverso" vem da mineração de carvão na Inglaterra, onde as falhas normais são as mais comuns. [18]

Uma falha de impulso tem o mesmo sentido de movimento que uma falha reversa, mas com o mergulho do plano de falha em menos de 45 °. [19] [20] As falhas de impulso normalmente formam rampas, planos e dobras de curvatura (parede suspensa e parede inferior).

Segmentos planos de planos de falha de impulso são conhecidos como apartamentos, e seções inclinadas do impulso são conhecidas como rampas. Normalmente, as falhas de impulso se movem dentro de formações formando planos e trechos de subida com rampas.

As dobras de curvatura em falha são formadas pelo movimento da parede suspensa sobre uma superfície de falha não plana e são encontradas associadas a falhas extensionais e de empuxo.

As falhas podem ser reativadas posteriormente com o movimento na direção oposta ao movimento original (inversão da falha). Uma falha normal pode, portanto, se tornar uma falha reversa e vice-versa.

As falhas de impulso formam napa e klippen nas grandes correias de impulso. As zonas de subdução são uma classe especial de impulsos que formam as maiores falhas na Terra e dão origem aos maiores terremotos.

Falhas de deslizamento oblíquo Editar

Uma falha que tem um componente de escorregamento e um componente de escorregamento é chamada de falha de deslizamento oblíquo. Quase todas as falhas têm algum componente de mergulho-escorregamento e ataque-deslizamento, portanto, definir uma falha como oblíqua requer que os componentes de mergulho e de ataque sejam mensuráveis ​​e significativos. Algumas falhas oblíquas ocorrem em regimes transtensionais e transpressionais, e outras ocorrem onde a direção de extensão ou encurtamento muda durante a deformação, mas as falhas formadas anteriormente permanecem ativas.

O hade ângulo é definido como o complemento do ângulo de mergulho, é o ângulo entre o plano da falha e um plano vertical que golpeia paralelamente à falha.

Edição de falha de Listric

As falhas lítricas são semelhantes às falhas normais, mas o plano da falha se curva, o mergulho sendo mais íngreme perto da superfície, então mais raso com o aumento da profundidade. O mergulho pode achatar em um decote sub-horizontal, resultando em um deslizamento horizontal em um plano horizontal. A ilustração mostra a queda da parede suspensa ao longo de uma falha lístrica. Onde a parede suspensa está ausente (como em um penhasco), a lapa pode cair de uma maneira que cria múltiplas falhas lístricas.

Edição de falha de anel

Falhas em anel, também conhecidas como falhas de caldeira, são falhas que ocorrem dentro de caldeiras vulcânicas colapsadas [21] e nos locais de colisões com bólidos, como a cratera de impacto da Baía de Chesapeake. As falhas em anel são o resultado de uma série de falhas normais sobrepostas, formando um contorno circular. As fraturas criadas por falhas em anel podem ser preenchidas por diques em anel. [21]

Falhas sintéticas e antitéticas Editar

Falhas sintéticas e antitéticas são termos usados ​​para descrever falhas menores associadas a uma falha grave. As falhas sintéticas mergulham na mesma direção da falha principal, enquanto as falhas antitéticas mergulham na direção oposta. Essas falhas podem ser acompanhadas por anticlinais de rollover (por exemplo, o Estilo Estrutural Delta do Níger).

Todas as falhas têm uma espessura mensurável, composta por rochas deformadas características do nível da crosta onde ocorreu a falha, dos tipos de rochas afetadas pela falha e da presença e natureza de quaisquer fluidos mineralizantes. As rochas defeituosas são classificadas por suas texturas e pelo mecanismo implícito de deformação. Uma falha que passa por diferentes níveis da litosfera terá muitos tipos diferentes de rochas de falha desenvolvidas ao longo de sua superfície. O deslocamento contínuo por deslizamento tende a justapor rochas de falha características de diferentes níveis crustais, com vários graus de impressão sobreposta. Este efeito é particularmente claro no caso de falhas de destacamento e falhas de empuxo maiores.

Os principais tipos de rocha de falha incluem:

    - uma falha rochosa que é coesa com um tecido plano mal desenvolvido ou ausente, ou que é incoesa, caracterizada por clastos geralmente angulares e fragmentos de rocha em uma matriz de granulação mais fina de composição semelhante.
      Brecha tectônica ou falha - um cataclasita de granulação média a grossa contendo & gt30% de fragmentos visíveis. - um cataclasita de granulação fina a ultrafina rica em argila, que pode possuir um tecido plano e conter & lt30% de fragmentos visíveis. Clastos rochosos podem estar presentes
        - goiva de falha rica em argila formada em sequências sedimentares contendo camadas ricas em argila que são fortemente deformadas e cortadas na goiva de falha.

      Na engenharia geotécnica, uma falha geralmente forma uma descontinuidade que pode ter uma grande influência no comportamento mecânico (resistência, deformação, etc.) do solo e maciços rochosos em, por exemplo, construção de túneis, fundações ou taludes.

      O nível de atividade de uma falha pode ser crítico para (1) localizar edifícios, tanques e oleodutos e (2) avaliar o abalo sísmico e o perigo de tsunami para a infraestrutura e as pessoas nas proximidades. Na Califórnia, por exemplo, a construção de novos edifícios foi proibida diretamente em ou perto de falhas que se moveram dentro da Época Holocena (os últimos 11.700 anos) da história geológica da Terra. [23] Além disso, as falhas que mostraram movimento durante as épocas do Holoceno mais Pleistoceno (os últimos 2,6 milhões de anos) podem receber consideração, especialmente para estruturas críticas, como usinas de energia, represas, hospitais e escolas. Os geólogos avaliam a idade de uma falha estudando as características do solo vistas em escavações rasas e a geomorfologia vista em fotografias aéreas. Pistas de subsuperfície incluem tesouras e suas relações com nódulos de carbonato, argila erodida e mineralização de óxido de ferro, no caso de solo mais velho, e a falta de tais sinais no caso de solo mais jovem. A datação por radiocarbono de material orgânico enterrado próximo a ou sobre um cisalhamento de falha é frequentemente crítica para distinguir falhas ativas de inativas. A partir de tais relações, os paleoseismologistas podem estimar os tamanhos dos terremotos passados ​​nas últimas centenas de anos e desenvolver projeções grosseiras da atividade futura de falha.

      Muitos depósitos de minério estão relacionados ou estão associados a falhas. Isso ocorre porque a rocha fraturada associada a zonas de falha permite a ascensão de magma [24] ou a circulação de fluidos contendo minerais. As intersecções de falhas quase verticais são frequentemente localizações de depósitos de minério significativos. [25]

      Um exemplo de falha que hospeda valiosos depósitos de pórfiro de cobre é a Falha Domeyko, no norte do Chile, com depósitos em Chuquicamata, Collahuasi, El Abra, El Salvador, La Escondida e Potrerillos. [26] Mais ao sul, no Chile, os depósitos de cobre pórfiro de Los Bronces e El Teniente encontram-se cada um na interseção de dois sistemas de falhas. [25]


      Falhas na área de Asquempont, maciço de Brabant ao sul, Bélgica

      A literatura sugere que a falha de Asquempont, uma falha reversa supostamente importante formando o limite entre o Cambriano Médio inferior e o Ordoviciano no vale de Sennette, é mal compreendida. No entanto, esta falha é comumente equiparada a um lineamento aeromagnético pronunciado de tendência NW-SE, o lineamento Asquempont, e tanto a geometria do lineamento de Asquempont quanto o suposto movimento reverso da falha de Asquempont são usados ​​para desenvolver modelos tectônicos em grande escala do Brabant Massif. Novas observações de afloramento na área de Asquempont, a "localidade tipo" da falha de Asquempont, em combinação com dados de afloramento e furo de poço de áreas circundantes, mostram que a falha de Asquempont não é uma falha reversa importante, mas em vez disso representa uma pré-clivagem, baixa - descolamento extensional do ângulo. Este descolamento formado entre o Caradoc e o momento do desenvolvimento do dobramento e clivagem não está relacionado ao lineamento aeromagnético Asquempont. A área de Asquempont também contém várias falhas normais relativamente importantes, íngremes e pós-clivagem. Aparentemente, eles ocorrem em uma zona de tendência WNW-ESE entre Asquempont e Fauquez, estendendo-se para oeste sobre Quenast em direção a Bierghes. Esta zona coincide com a parte oriental da zona de falha Nieuwpoort-Asquempont com tendência WNW-ESE, para a qual, com base em observações indiretas, um movimento de deslizamento foi proposto anteriormente. Nossas observações de afloramento questionam esse movimento presumido de deslizamento. A falha de Asquempont pode estar relacionada com o descerramento progressivo do núcleo do Maciço Brabant a partir do Siluriano. Possivelmente, outros descolamentos extensionais de baixo ângulo semelhantes à falha de Asquempont ocorrem em outras partes do maciço. Os candidatos possíveis são os contatos semelhantes a paraconformidades representados no mapa geológico mais recente do Maciço de Brabante.


      Assista o vídeo: Critério de falha von Mises