Dobrar (geologia) -Fold (geology)
Na geologia estrutural , uma dobra é uma pilha de superfícies originalmente planares, como estratos sedimentares , que são dobrados ou curvados durante a deformação permanente . As dobras nas rochas variam em tamanho, desde rugas microscópicas até dobras do tamanho de montanhas. Eles ocorrem como dobras isoladas ou em conjuntos periódicos (conhecidos como trens de dobras ). As dobras sinsedimentares são aquelas formadas durante a deposição sedimentar.
As dobras se formam sob condições variadas de estresse , pressão de poros e gradiente de temperatura , como evidenciado por sua presença em sedimentos moles , todo o espectro de rochas metamórficas e até mesmo como estruturas primárias de fluxo em algumas rochas ígneas . Um conjunto de dobras distribuídas em escala regional constitui um cinturão de dobras, uma característica comum das zonas orogênicas . As dobras são comumente formadas pelo encurtamento das camadas existentes, mas também podem ser formadas como resultado do deslocamento em uma falha não-planar ( dobra de dobra de falha ), na ponta de uma falha de propagação ( dobra de propagação de falha ), por compactação diferencial ou devido aos efeitos de uma intrusão ígnea de alto nível, por exemplo, acima de um lacólito .
Terminologia de dobra
A dobradiça de dobra é a linha que une os pontos de curvatura máxima em uma superfície dobrada. Esta linha pode ser reta ou curva. O termo linha de dobradiça também foi usado para esse recurso.
Uma superfície de dobra vista perpendicularmente à sua direção de encurtamento pode ser dividida em porções de dobradiça e de membro , os membros são os flancos da dobra e a zona de dobradiça é onde os membros convergem. Dentro da zona de dobradiça encontra-se o ponto de dobradiça, que é o ponto de raio mínimo de curvatura (curvatura máxima) da dobra. A crista da dobra representa o ponto mais alto da superfície da dobra, enquanto a calha é o ponto mais baixo. O ponto de inflexão de uma dobra é o ponto em um membro em que a concavidade inverte; nas dobras regulares, este é o ponto médio do membro .
A superfície axial é definida como um plano que conecta todas as linhas de dobradiça de superfícies dobradas empilhadas. Se a superfície axial é plana, então ela é chamada de plano axial e pode ser descrita em termos de ataque e mergulho .
As dobras podem ter um eixo de dobra . Um eixo de dobra, “é a aproximação mais próxima de uma linha reta que, quando movida paralelamente a si mesma, gera a forma da dobra”. (Davis e Reynolds, 1996 depois de Donath e Parker, 1964; Ramsay 1967). Uma dobra que pode ser gerada por um eixo de dobra é chamada de dobra cilíndrica . Este termo foi ampliado para incluir dobras quase cilíndricas. Muitas vezes, o eixo de dobra é o mesmo que a linha de dobradiça.
Recursos descritivos
Tamanho da dobra
Pequenas dobras são observadas com bastante frequência no afloramento; grandes dobras raramente são, exceto nos países mais áridos. As dobras menores podem, no entanto, muitas vezes fornecer a chave para as dobras maiores com as quais estão relacionadas. Eles refletem a mesma forma e estilo, a direção em que se encontram os fechamentos das dobras maiores, e sua clivagem indica a atitude dos planos axiais das dobras maiores e sua direção de tombamento.
Forma de dobra
Uma dobra pode ter a forma de um chevron , com membros planares se encontrando em um eixo angular, como cúspide com membros curvos, circular com eixo curvo ou elíptico com comprimento de onda desigual .
Estanqueidade das dobras
A tensão da dobra é definida pelo tamanho do ângulo entre os membros da dobra (conforme medido tangencialmente à superfície dobrada na linha de inflexão de cada membro), chamado de ângulo entre os membros. As dobras suaves têm um ângulo entre os membros entre 180° e 120°, as dobras abertas variam de 120° a 70°, as dobras fechadas de 70° a 30° e as dobras apertadas de 30° a 0°. As isoclinas , ou dobras isoclinais , têm um ângulo entre os membros entre 10° e zero, com membros essencialmente paralelos.
Dobrar simetria
Nem todas as dobras são iguais em ambos os lados do eixo da dobra. Aqueles com membros de comprimento relativamente igual são denominados simétricos , e aqueles com membros altamente desiguais são assimétricos . As dobras assimétricas geralmente têm um eixo em ângulo em relação à superfície original desdobrada na qual se formaram.
Enfrentamento e vergência
A vergência é calculada em uma direção perpendicular ao eixo da dobra.
Classes de estilo de deformação
As dobras que mantêm a espessura uniforme da camada são classificadas como dobras concêntricas . Aqueles que não são chamados de dobras semelhantes . Dobras semelhantes tendem a apresentar afinamento dos membros e espessamento da zona de dobradiça. As dobras concêntricas são causadas por empenamento da flambagem ativa das camadas, enquanto dobras semelhantes geralmente se formam por alguma forma de fluxo de cisalhamento onde as camadas não são mecanicamente ativas. Ramsay propôs um esquema de classificação para dobras que muitas vezes é usado para descrever dobras em perfil com base na curvatura das linhas internas e externas de uma dobra e no comportamento de isógonos de mergulho . isto é, linhas conectando pontos de igual mergulho em superfícies dobradas adjacentes:
| Aula | Curvatura C | Comente |
|---|---|---|
| 1 | C interno > C externo | Isogons de mergulho convergem |
| 1A | Espessura ortogonal na dobradiça mais estreita do que nos membros | |
| 1B | Dobras paralelas | |
| 1C | Espessura ortogonal nos membros mais estreita do que na dobradiça | |
| 2 | C interno = C externo | Isogons de mergulho são paralelos: dobras semelhantes |
| 3 | C interno < C externo | Isogons de mergulho divergem |
Tipos de dobra
Linear
- Anticlinal : linear, os estratos normalmente mergulham para longe do centro axial, os estratos mais antigos no centro, independentemente da orientação.
- Sinclinal : linear, estratos normalmente mergulham em direção ao centro axial, estratos mais jovens no centro, independentemente da orientação.
- Antiform : linear, estratos que se afastam do centro axial, idade desconhecida ou invertidos.
- Sinform : linear, estratos mergulham em direção ao centro axial, idade desconhecida ou invertidos.
- Monoclina : linear, os estratos mergulham em uma direção entre as camadas horizontais de cada lado.
- Reclinado: plano axial linear, dobrado, orientado em um ângulo baixo, resultando em estratos virados em um membro da dobra.
Outro
- Cúpula : não linear, os estratos se afastam do centro em todas as direções, os estratos mais antigos no centro.
- Bacia : não linear, estratos mergulham em direção ao centro em todas as direções, estratos mais jovens no centro.
- Chevron : dobra angular com membros retos e pequenas dobradiças
- Slump: tipicamente monoclinal, resultado da compactação diferencial ou dissolução durante a sedimentação e litificação.
- Ptigmático: As dobras são caóticas, aleatórias e desconexas. Típico de dobras sedimentares, migmatitos e zonas de descolamento de descolamento.
- Parasitário: dobras de comprimento de onda curto formadas dentro de uma estrutura de dobra de comprimento de onda maior - normalmente associada a diferenças na espessura do leito
- Disarmônico: Dobras em camadas adjacentes com diferentes comprimentos de onda e formas
(Um homoclina envolve estratos mergulhando na mesma direção, embora não necessariamente qualquer dobramento.)
Causas de dobra
As dobras aparecem em todas as escalas, em todos os tipos de rochas , em todos os níveis da crosta . Eles surgem de uma variedade de causas.
Encurtamento paralelo de camadas
Quando uma sequência de rochas estratificadas é encurtada paralelamente à sua estratificação, essa deformação pode ser acomodada de várias maneiras, encurtamento homogêneo, falhamento reverso ou dobramento. A resposta depende da espessura da estratificação mecânica e do contraste nas propriedades entre as camadas. Se as camadas começarem a dobrar, o estilo de dobra também dependerá dessas propriedades. Camadas competentes espessas isoladas em uma matriz menos competente controlam a dobra e normalmente geram dobras de fivela arredondadas clássicas acomodadas por deformação na matriz. No caso de alternâncias regulares de camadas de propriedades contrastantes, como sequências arenito-folhelho, normalmente são produzidas kink-bands, box-folds e chevron folds.
Muitas dobras estão diretamente relacionadas a falhas, associadas à sua propagação, deslocamento e acomodação de deformações entre falhas vizinhas.
Dobragem de dobra de falha
As dobras de falha são causadas pelo deslocamento ao longo de uma falha não planar. Em falhas não verticais, a parede suspensa se deforma para acomodar o desajuste ao longo da falha à medida que o deslocamento progride. As dobras em curva de falha ocorrem tanto em falhas extensionais quanto em falhas de impulso. Em extensão, as falhas lístricas formam anticlinais de capotamento em suas paredes suspensas. No empurrão, anticlinais de rampa se formam sempre que uma falha de empuxo corta a seção de um nível de desprendimento para outro. O deslocamento sobre esta rampa de maior ângulo gera a dobra.
Dobragem de propagação de falhas
As dobras de propagação de falhas ou dobras de linha de ponta são causadas quando o deslocamento ocorre em uma falha existente sem propagação adicional. Tanto nas falhas reversas quanto nas normais, isso leva ao dobramento da sequência sobrejacente, muitas vezes na forma de uma monoclina .
Dobragem de desprendimento
Quando uma falha de empuxo continua a se deslocar acima de um destacamento planar sem mais propagação de falha, dobras de destacamento podem se formar, tipicamente do estilo box-fold. Estes geralmente ocorrem acima de um bom descolamento como nas montanhas do Jura , onde o descolamento ocorre em evaporitos do Triássico médio .
Dobragem em zonas de cisalhamento
As zonas de cisalhamento que se aproximam do cisalhamento simples normalmente contêm pequenas dobras assimétricas, com a direção de tombamento consistente com o sentido geral de cisalhamento. Algumas dessas dobras têm linhas de dobradiça altamente curvas e são chamadas de dobras de bainha . As dobras em zonas de cisalhamento podem ser herdadas, formadas devido à orientação das camadas de pré-cisalhamento ou formadas devido à instabilidade dentro do fluxo de cisalhamento.
Dobramento em sedimentos
Os sedimentos recentemente depositados são normalmente mecanicamente fracos e propensos à remobilização antes de se tornarem litificados, levando ao dobramento. Para distingui-los das dobras de origem tectônica, tais estruturas são chamadas de sinsedimentares (formadas durante a sedimentação).
Dobramento de slump: Quando os slumps se formam em sedimentos mal consolidados, eles geralmente sofrem dobras, principalmente em suas bordas de ataque, durante sua colocação. A assimetria das dobras de slump pode ser usada para determinar as direções do paleoslope em sequências de rochas sedimentares.
Desidratação: Desidratação rápida de sedimentos arenosos, possivelmente desencadeada por atividade sísmica, pode causar estratificação convoluta.
Compactação: As dobras podem ser geradas em uma sequência mais jovem por compactação diferencial sobre estruturas mais antigas, como blocos de falhas e recifes .
Intrusão ígnea
A colocação de intrusões ígneas tende a deformar as rochas circundantes . No caso de intrusões de alto nível, próximas à superfície da Terra, essa deformação se concentra acima da intrusão e muitas vezes assume a forma de dobras, como na superfície superior de um lacólito .
Dobragem de fluxo
A conformidade das camadas de rocha é referida como competência : uma camada ou leito de rocha competente pode suportar uma carga aplicada sem colapsar e é relativamente forte, enquanto uma camada incompetente é relativamente fraca. Quando a rocha se comporta como um fluido, como no caso de rochas muito fracas, como sal-gema, ou qualquer rocha que esteja enterrada profundamente o suficiente, normalmente mostra dobramento de fluxo (também chamado de dobramento passivo , porque pouca resistência é oferecida): os estratos aparecem deslocavam-se sem distorções, assumindo qualquer forma impressa neles ao redor de rochas mais rígidas. Os estratos servem simplesmente como marcadores da dobra. Esse dobramento também é uma característica de muitas intrusões ígneas e gelo de geleiras .
Mecanismos dobráveis
O dobramento de rochas deve equilibrar a deformação das camadas com a conservação do volume em um maciço rochoso. Isso ocorre por vários mecanismos.
Deslizamento de flexão
O deslizamento de flexão permite o dobramento criando um deslizamento paralelo de camadas entre as camadas dos estratos dobrados, que, juntos, resultam em deformação. Uma boa analogia é dobrar uma lista telefônica, onde a preservação do volume é acomodada pelo deslizamento entre as páginas do livro.
A dobra formada pela compressão de leitos rochosos competentes é chamada de "dobra de flexão".
Flambagem
Normalmente, acredita-se que a dobra ocorra por simples flambagem de uma superfície plana e seu volume confinante. A mudança de volume é acomodada pela camada paralela encurtando o volume, que cresce em espessura . Dobrar sob esse mecanismo é típico de um estilo de dobra semelhante, pois os membros finos são encurtados horizontalmente e as dobradiças espessas o fazem verticalmente.
Deslocamento em massa
Se a deformação de dobramento não puder ser acomodada por um deslizamento por flexão ou encurtamento por mudança de volume (flambagem), as rochas são geralmente removidas do caminho da tensão. Isso é alcançado pela dissolução por pressão , uma forma de processo metamórfico, no qual as rochas encurtam dissolvendo constituintes em áreas de alta tensão e redepositando-os em áreas de baixa tensão. As dobras assim criadas incluem exemplos em migmatitos e áreas com forte clivagem axial planar .
Mecânica de dobragem
As dobras na rocha são formadas sobre o campo de tensão no qual as rochas estão localizadas e a reologia , ou método de resposta ao estresse, da rocha no momento em que a tensão é aplicada.
A reologia das camadas sendo dobradas determina as características das dobras que são medidas em campo. Rochas que se deformam mais facilmente formam muitas dobras de comprimento de onda curto e alta amplitude. Rochas que não se deformam tão facilmente formam dobras de comprimento de onda longo e baixa amplitude.
Implicações econômicas
Industria de mineração
Camadas de rocha que se dobram em uma dobradiça precisam acomodar grandes deformações na zona de dobradiça. Isso resulta em vazios entre as camadas. Esses vazios, e principalmente o fato de a pressão da água ser menor nos vazios do que fora deles, atuam como gatilhos para a deposição de minerais. Ao longo de milhões de anos, esse processo é capaz de coletar grandes quantidades de minerais de grandes extensões de rocha e depositá-los em locais muito concentrados. Este pode ser um mecanismo que é responsável pelas veias. Para resumir, ao procurar veios de minerais valiosos, pode ser sensato procurar rochas altamente dobradas, e esta é a razão pela qual a indústria de mineração está muito interessada na teoria do dobramento geológico.
Indústria do petróleo
As armadilhas anticlinais são formadas pelo dobramento de rochas. Por exemplo, se uma unidade de arenito poroso coberta com xisto de baixa permeabilidade for dobrada em um anticlinal, ela pode conter hidrocarbonetos presos na crista da dobra. A maioria das armadilhas anticlinais são criadas como resultado da pressão lateral, dobrando as camadas de rocha, mas também podem ocorrer a partir da compactação de sedimentos.
Veja também
Notas
Leitura adicional
- Barnes, JW; Lisle, RJ (2013). "Medições de campo e técnicas". Mapeamento Geológico Básico (4ª ed.). John Wiley & Filhos. pág. 79. ISBN 978-1-118-68542-6.
- Davis, George H.; Reynolds, Stephen J. (1996). "Dobras". Geologia Estrutural de Rochas e Regiões . Nova York: John Wiley & Sons. págs. 372–424. ISBN 0-471-52621-5.
- Donath, FA; Parker, RB (1964). "Dobras e dobras". Boletim da Sociedade Geológica da América . 75 (1): 45–62. Bibcode : 1964GSAB...75...45D . doi : 10.1130/0016-7606(1964)75[45:FAF]2.0.CO;2 . ISSN 0016-7606 .
- Lisle, Richard J. (2004). "Dobrando". Estruturas e Mapas Geológicos (3ª ed.). Elsevier. pág. 33 . ISBN 0-7506-5780-4– via Fundação Arquivo.
- McKnight, Tom L.; Hess, Darrel (2000). "Os Processos Internos: Dobradura" . Geografia Física: Apreciação da Paisagem . Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. págs. 409–14 . ISBN 0-13-020263-0– via Fundação Arquivo.
- Pollard, David D.; Fletcher, Raymond C. (2005). Fundamentos de Geologia Estrutural . Cambridge University Press. ISBN 0-521-83927-0– via Fundação Arquivo.
- Ramsay, JG, 1967, Folding and fracturing of rocks : McGraw-Hill Book Company, Nova York, 560pp., ISBN 193066589X