Neste item será feito, inicialmente, uma síntese das diferenças e semelhanças entre os dois modelos de dobras-falhas previamente descritos, conforme discutidos pelos principais autores envolvidos no assunto. A seguir, apresentam-se informações sobre a transição entre FPFs e FBFs. É importante ressaltar que todos os modelos de dobras-falhas se fundamentam no pressuposto da deformação plana, portanto não ocorre entrada ou saída de material na área do perfil, e, a maioria dos modelos é área e linha-balanceada.
A princípio, existem duas grandes diferenças entre as FBFs e as FPFs ‘ideais’. A primeira diz respeito às falhas associadas às dobras: as FPFs são geradas durante a propagação das falhas, enquanto que as FBFs se formam sobre falhas preexistentes. O fato acarreta que, na primeira, o rejeito da falha é todo acomodado no interior da estrutura ao contrário do que acontece nas FBFs.
Já, a segunda diferença é relacionada com os modelos geométricos/cinemáticos empregados para a descrição destas estruturas. As FBFs e as FPFs podem ser explicadas pelo modelo do dobramento kink, no qual prevê que a geometria da dobra é controlada pelo ângulo de mergulho da falha (Suppe 1983). A figura 2.60 apresenta um gráfico de Suppe (1983) que mostra as diferenças entre as dobras paralelas do tipo FBFs e FPFs. Fundamenta-se nos princípios básicos para a construção de uma FBF, relativa às relações angulares entre θ e 2γ* (os ângulos: de mergulho da rampa e interflanquial, interno, da dobra) e à constância de comprimento e espessura das camadas. O gráfico baseia-se em relações trigonométricas e revela que as FPFs podem se formar com ângulos de mergulho da rampa mais elevados do que as FBFs (de θ até 60° e até 30°, respectivamente) e que, para cada ângulo θ, as FPFs só apresentam um único ângulo interflanquial interno (2γ*) [e externo (2γ)] possível (ao contrário dos FBFs, que podem apresentar dois ângulos, 2γ, vide figura 2.60). O ângulo interflanquial 2γ* é normalmente fechado para as FPFs e aberto para as FBFs.
68
Figura 2.60- Gráfico que mostra as diferenças entre as FPFs e as FBFs a partir da relação entre o ângulo θ
(ângulo de mergulho da rampa) e metade do ângulo interflanquial, γ e γ*. Assim, para θ = 30°, a FPF tem γ* = 37° e γ = 52° e a FBF pode ter γ = 52° ou γ = 67° (modificado de Suppe 1985, p. 353).
Para a formação das FBFs e das FPFs assume-se, em geral, um pacote estratigráfico homogêneo e competente. Segundo Mitra (1990), as FBFs são constituídas por unidades competentes espessas que podem, no entanto, estar intercaladas por horizontes relativamente finos, agindo como descolamentos, propiciando, assim, o deslocamento da dobra para fora da estrutura (ao contrário do que acontece nas FBFs, nas quais o encurtamento é todo consumido no interior da dobra). De acordo com Suppe & Medwedeff (1990), a propagação da falha, nas FBFs, pode cessar a qualquer momento dependendo das propriedades mecânicas do litotipo encontrado pela falha na sua extremidade superior (no tip line). Por outro lado, se a falha encontrar uma camada incompetente, ao invés da propagação ser interrompida, o deslocamento pode continuar ao longo desta, formando uma FPF transladada.
O mecanismo de dobramento das FBFs e das FPFs é um assunto complexo. Os estudos mais antigos (por exemplo, Suppe 1985 e Suppe & Medwedeff 1984) sugerem um mecanismo de deslizamento flexural enquanto os mais recentes (por exemplo, Mitra 1990, Mosar & Suppe 1992 e Suppe et al. 2004) advogam um processo do tipo layer-parallel simple shear. Significativa é a colocação de Suppe et al. (2004), que relataram e ilustraram a ideia de muitos autores para as FBFs. Segundo Suppe et al. (2004), sempre existiu a ‘intuição’ de que o bloco do teto do empurrão, ao se deslocar sobre o bloco do muro, sofre uma deformação interna, substancial. Esta ideia estaria
69
representada na figura de Elliot (1976) (Fig. 2.61) que mostra, no bloco do teto, uma significativa deformação do tipo layer-parallel simple shear, no qual o layer-parallel shortening e o espessamento (pure shear) são desprezíveis. Percebe-se que, o deslocamento de entrada do bloco do teto, na base (7 unidades), é superado por aquele da saída (11 unidades).
Figura 2.61- Figura esquemática representando a deformação por layer-parallel simple shear, de uma FBF
como sugerido por Elliot (1976) (imagem de Suppe et al. 2004, p. 304).
Mitra (1990) mostra que, apesar de todas as descrições e formulações analíticas já efetuadas,
é comumente difícil interpretar corretamente o tipo de dobra-falha, quando estas ocorrem em subsuperfície e, portanto, quando as informações são escassas. Na figura 2.62, por exemplo, o autor apresenta as possíveis interpretações para uma região cuja informação de campo se restringe à superfície da dobra (ângulo do backlimb e do forelimb).
Considerando que a profundidade de descolamento para as FBFs é definida a partir da posição do descolamento no patamar superior, é possível definir duas soluções geométricas distintas a depender do rejeito máximo e mínimo (Figs. 2.62B e C). Se a interpretação for baseada nos princípios de Mitra & Namson (1989), no qual a intercessão das superfícies axiais determina o ponto de maior elevação do descolamento, a FBF ganha uma terceira solução (Fig. 2.62D). A FPF é definida somente se o estudo considerar que a profundidade máxima do descolamento não coincide com o rejeito, isto é, a falha associa-se a menores taxas de encurtamento (Fig. 2.62E).
Vários autores (por exemplo, Jamison 1987, Mitra 1990, Mercier et al. 1997 e Tavani & Storti 2006) discutiram o fato de que é possível as FBFs passarem a FBFs, quando transportadas sobre um novo segmento de falha.
Jamison (1987) descreveu as modificações geométricas das FBFs decorrentes da formação de
um segundo segmento horizontal (patamar) da falha, tornando a estrutura parecida com uma FBF (Mode II). O transporte da FPF sobre o patamar modifica a parte interna da dobra, isto é, a da superfície (traço) que não havia tocada a terminação da rampa ainda. Esta dobra sofre mudanças no
70
ângulo interflanquial, que será sempre maior do que o ângulo original (da dobra ‘residual’), e na espessura do forelimb, que pode tanto crescer quanto diminuir (Fig. 2.63).
Os gráficos da figura 2.63 apresentam as modificações relativas ao transporte da parte interna da dobra sobre o segundo patamar. O primeiro, exibe a variação do ângulo interflanquial desta dobra (2γ1*) (Fig. 2.63A), e o segundo, a mudança da espessura relativa do forelimb (em porcentagem) (Fig. 2.63B), ambos em dependência do ângulo interflanquial antes do transporte (2γ0*) e do ângulo do
cutoff (θ = β = 20°).
Figura 2.62- Diferentes interpretações geométricas e cinemáticas baseadas na superfície da dobra (ângulos do
backlimb e forelimb): (A) aspecto geral da superfície dobrada; (B) e (C) FBFs com rejeito máximo e mínimo, respectivamente; (D) FBF baseado nos princípios de Mitra & Namson (1989); (E) FPF (imagens de Mitra 1990, p.938).
71
Figura 2.63- Efeitos geométricos causados pelo transporte das FBFs. (A) Gráfico para a determinação das
variações no ângulo interflanquial da dobra interna (2γ1*) (que será sempre maior) e (B) Gráfico para a determinação das modificações da espessura do forelimb. A primeira figura da FPF indica a situação antes do transporte da dobra sobre o segundo patamar enquanto a segunda, mostra uma FPF transportada, na qual a dobra interna teve seu ângulo aumentado (de 56° para 72°) e um espessamento de 15% de seu forelimb. As linhas vermelhas, nos gráficos, indicam as situações dos parâmetros indicados nas figuras. A última figura apresenta uma FBF (Mode II) com ângulo de mergulho da rampa de 20°, para efeito de comparação com a FPF transportada, de cima (modificado de Jamison 1987, p. 211).
Os gráficos da figura 2.64 mostram as semelhanças geométricas entre as FBFs transportadas e as FBFs, de acordo com Jamison (1987).
Mitra (1990) também percebeu que a contínua propagação das falhas impulsiona o transporte
das FBFs, alterando, deste modo, sua geometria. Tal processo ocorre através de falhas com trajetória em degrau (Fig. 2.65A) ou por breakthrust (Fig. 2.65B). Neste último caso, o transporte dá-se de três formas, sendo que para dobras abertas não há deformação, enquanto que para dobras fechadas, tal processo associa-se a rampas formadas sobre o plano axial da sinforme ou na região do forelimb da antiforme, gerando um backlimb adicional.
72
Figura 2.64- Comparação dos gráficos que relacionam o ângulo interflanquial da dobra (2γ) com o ângulo da
rampa (θ), para diversas porcentagens de espessamento e afinamento do forelimb, para FPFs transportadas e FBFs. Notar que os dois gráficos são muito parecidos, no entanto as FBFs transportadas são restritas ao domínio do Mode II das FBFs (modificado de Jamison 1987, p. 212).
Figura 2.65- Diferentes tipos de transportes de FPFs: (A) associado à falha com trajetória em degrau; (B)
breakthrusts. Em (A), a FPF transportada adquire geometria similar á FBF Mode II (Suppe 1983 e Jamison 1987). Em (B) o transporte de dobras abertas ocorre sem deformação quando novas rampas seguem a mesma direção (C1), já o transporte de dobras fechadas, através de novas rampas formadas sobre o plano axial da sinclinal (C2) ou na região do forelimb da anticlinal (C3) envolvem alteração na forma da estrutura (modificado de Mitra 1990, p. 230 e 235).
73
Tavani & Storti (2006) apresentaram um estudo no qual descrevem como distinguir FBFs
transportadas de FBFs, empregando o modelo geométrico/cinemático das FPFs desenvolvido por Tavani et al. (2006) (item 2.3.3). Os autores demonstraram, a partir de formulações analíticas e gráficas que, se a taxa de S/P (rejeito/propagação) na FPF transportada for elevada, a geometria da dobra se assemelha àquela da FBF (Fig. 2.66).
Figura 2.66- A deformação progressiva de uma FBF e uma FPF transportada, este, segundo o modelo
cinemático/geométrico de Tavani et al. (2006). Observar as geometrias similares ao final da deformação (reproduzido de Tavani & Storti 2006, p. 273).
Dixon & Liu (1992) e
Storti et al.
(1997) simularam a formação de dobras/falhas emmodelos analógicos homogêneos, sem variação importante de competência entre camadas, em uma centrífuga e em caixas de areia, respectivamente. Concluíram que os mecanismos relacionados à formação destas estruturas mudam com o tempo. Ambos os estudos mostraram que a deformação se
74
inicia com a geração de uma DF que passa para uma FPF, e, ao final, a uma FBF (vide item 3). Existem algumas descrições de estudos de caso sobre a transição entre diferentes tipos de dobras- falhas, por exemplo, as de McNaught & Mitra (1993) e Bulness & Allner (2002).
Bulness & Allner (2002) descreveram um estudo de caso na porção externa da Cordilheira
Variscana, noroeste da Península Ibérica. Definiram alguns fatores que influenciam a transição entre as dobras-falhas, sendo eles: a espessura e competência relativa dos litotipos, a ocorrência de uma ou mais zonas de cisalhamento dúcteis, a geometria de possíveis estruturas preexistentes, além da velocidade e magnitude da deformação. Concluíram que o dobramento desta região associa-se, inicialmente, à formação de FPFs (caracterizada pelo espessamento do backlimb) que, com a contínua propagação das falhas, transformam-se em FBFs. Nas FBFs formadas sob unidades exclusivamente incompetentes, o imbricamento das falhas provoca o afinamento do forelimb, o que favorece a geração de estruturas do tipo breakthrough.
75