3 - LINHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL.pdf

Texto

(1)Fabio Vito Pentagna Paciullo. LINHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL. LINHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL Linhas de contorno são linhas que unem pontos de igual valor para um determinado parâmetro físico ou estatístico. Se o parâmetro físico for altitude, as linhas de contorno geradas serão curvas de nível e expressarão o relevo topográfico; se for superfície de contato, as linhas geradas serão linhas de strike ou direção e irá expressar o seu contorno estrutural (uma dobra, por exemplo); se for a espessura verdadeira, as linhas geradas serão isópacas e irão expressar as variações de espessura de uma determinada camada; se for a espessura aparente, as linhas geradas serão isócoras. • CURVAS DE NÍVEL (Vide item “Noções básicas de topografia”) • ISÓPACAS E ISÓCORAS Isópacas são linhas que unem pontos de mesma espessura verdadeira de uma camada (que é a distancia perpendicular entre seu topo e sua base). São usadas para mostrar profundidades de bacias sedimentares (Fig. 4a). Quando se utiliza a espessura vertical aparente (Fig. 4b), as linhas de contorno são denominadas de isócoras.. (a). (b). Figura 4 – (a) Mapa de isópacas da Bacia do Paraná (sedimentos e rochas ígneas pós-ordovicianas); (b) espessura verdadeira (T) e espessura vertical (VT): T = VT cosα onde α = ângulo de mergulho verdadeiro; extraído de Bennison, M. (1990), An Introduction to Geological Structures and Maps, 5th ed., fig. 7, pg. 8.. 1.

(2) Fabio Vito Pentagna Paciullo. •. LINHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL. LINHAS DE STRIKE. Linhas de contorno estrutural ou linhas de strike, termo mais usado, são a expressão em mapa da posição espacial dos contatos entre os corpos rochosos. Por definição são linhas geradas pela interseção entre planos horizontais cotados e a superfície de contato ou plano estrutural considerado. Sendo assim, uma linha de strike é definida num mapa geológico por dois pontos ao longo de um contato que tenham a mesma cota (Fig. 1). A distribuição em um plano horizontal ou mapa de linhas de strike refletirá o contorno geométrico da estrutura a qual está inserida. Assim como curvas de nível, o espaçamento entre as linhas de strike depende do ângulo de mergulho do contato ou plano estrutural – quanto mais próximas umas das outras, maior é o seu ângulo de mergulho e vice-versa.. Figura 1 – Conceituação de linha de contorno estrutural ou linha de strike. A interseção de um plano horizontal cotato, p.ex. de cota 100 metros, com a superfície de contato (plano abcd ) origina uma linha de strike de mesma cota (ef). O plano horizontal abc’d’ representa o mapa de linha de strike da superfície de contato. A orientação das linhas em relação ao norte (magnético ou geográfico) é a direção (strike) do contato (no caso, E-W). As projeções ortogonais dessas linhas num plano horizontal geram as linhas ab, e’f’ e c’d’. O espaçamento entre elas reflete o valor do ângulo de mergulho α O sentido do mergulho para norte é indicado pela fato das linhas de strike decrescerem de cota nessa direção. CURVAS DE NÍVEL x LINHAS DE STRIKE As relações geométricas entre curvas de nível e linhas de strike estão representadas na figura 2. Considere um contato litológico vertical entre uma camada de arenito e outra de conglomerado. Os planos horizontais que definem as curvas de nível também definem as linhas de strike, ambos com mesma cota. Deste modo, o contato deverá aflorar na superfície do terreno nos pontos onde uma linha de strike interceptar uma curva de nível de mesma cota. Se a linha de strike for de cota mais baixa do que da curva de nível que a intercepta o contato estará abaixo da superfície do terreno. Se a linha de strike for de cota mais alta do que da curva de nível o contato estaria no ar, ou seja, foi erodido. Portanto, um contato só irá aflorar na superfície do terreno se suas linhas de strike interceptarem curvas de nível de cotas correspondentes. Êste é o conceito geométrico básico na construção de mapas geológicos: a superposição de dois mapas; um topográfico e outro de linhas de strike de cada contato.. 2.

(3) Fabio Vito Pentagna Paciullo. LINHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL. Figura 2 – Contato vertical entre arenito e conglomerado e as relações geométricas entre curvas de nível e linhas de strike. O plano horizontal que define a curva de nível também define a linha de strike. O contato deverá aflorar na interseção entre as duas linhas – e, n, p, h. Unindo-se os pontos, obtém-se o traço do contato no relevo topográfico considerado. Utilizando-se das conceituações de curva de nível e linha de strike, é possível (1) obter-se a atitude (direção e ângulo de mergulho) de um contato em qualquer mapa geológico com topografia incluída e, (2) avaliar como deverá ser o traçado do contato no mapa, tendo-se a atitude do contato medida no campo e a topografia da área em questão. No caso de se ter um mapa geológico com topografia incluída, mas sem indicações de atitude dos contatos, é possível saber qual seria essa atitude utilizando-se do conceito de que uma linha de strike é definida por dois pontos de mesma cota (Figs. 1 e 2). Se do mapa geológico pudermos obter duas linhas de strike, consecutivas ou não, será possível determinar o ângulo de mergulho construindo-se entre elas o triângulo de mergulho verdadeiro. ATITUDE DE CONTATOS OBTIDAS A PARTIR DE MAPA GEOLÓGICO 1. Ao longo de um contato, procure por dois pontos de mesma cota, ou seja, dois locais onde o contato é cortado pela mesma curva de nível (Fig.3). 2. A reta que une esses dois pontos é a linha de strike (LS) de mesma cota que a curva de nível. Portanto, sua orientação em relação ao norte (magnético ou geográfico) é a direção (strike) do contato em questão. No exemplo da Fig. 3a, seria E-W.. 3.

(4) Fabio Vito Pentagna Paciullo. LINHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL. 3. Repita os passos em 1 e 2 para outros pontos de cotas diferentes, sempre ao longo do mesmo contato (CUIDADO !!! se pular para outro contato, ERRARÁ TUDO). 4. Faça uma seção vertical perpendicular as linhas de strike, com escala vertical igual a do mapa geológico (Fig. 3b) e plote o traço do contato. Com um transferidor, leia o valor do ângulo de mergulho assim formado (Fig. 3c).. (a). (b). (c). Figura 3 – Atitude de um contato, obtido a partir de um mapa geológico. (a) – As LS são definidas unindo-se dois pontos do contato que tenham a mesma cota. (b) e (c) – A distribuição das LS mostra que o sentido do mergulho do contato é para sul. O ângulo de mergulho do contato é obtido através de uma seção vertical perpendicular as LS. Extraído da Internet, www.google.com - rule of V’s. PADRÕES DE AFLORAMENTO DE CAMADAS E CONTATOS Os traços dos contatos nos mapas geológicos não são meras linhas aleatórias e sim seguem princípios geométricos definidos, resultando em padrões de afloramento previsíveis. Assim, as camadas podem aflorar na posição horizontal, na vertical ou inclinadas (Figs. 5 e 6). Figura 5 – Padrões de afloramento de camadas/contatos horizontais, verticais e inclinados (regra dos V’s). Vide texto abaixo. Extraído de Ragan, D. (1973), Structural Geology, an introduction to geometrical techniques, 2nd ed., fig.3.4, pg.18.. 4.

(5) Fabio Vito Pentagna Paciullo. •. LINHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL. CAMADAS HORIZONTAIS. O padrão de afloramento dos contatos (topo e base) de camadas horizontais é bastante simples – os contatos seguem os traçados das curvas de nível, porque também são planos horizontais que definem linhas semelhantes às curvas de nível. Portanto, os contatos seguem as formas e as cotas das curvas de nível (Fig. 5a). Por exemplo, se os planos opqr e mnst da figura 2 fossem contatos litológicos, seus traços seriam as linhas mn e op, tanto na topografia como na mesma cota topográfica do mapa geológico resultante. Assim, camadas horizontais não possuem linhas de strike, pois não há interseções. Por não possuírem direção, camadas horizontais têm suas atitudes representadas em mapas geológicos por uma cruz de braços iguais. •. CAMADAS VERTICAIS. Contatos verticais também tem um padrão de afloramento simples – em linhas aproximadamente retilíneas que cortam indiscriminadamente a superfície topográfica (Fig. 5c). A figura 2 é o próprio exemplo. Em mapas geológicos, atitudes verticais são representadas por uma linha reta de tamanho apropriado (1 cm) orientada conforme a direção do contato, cortada por dois segmentos menores (0,5 cm) perpendiculares a essa direção indicando inclinação para ambos os lados. Um mapa de linha de strike de um contato perfeitamente vertical resume-se a uma só linha de strike uma vez que todas as outras serão projetadas no mesmo lugar. Daí percebe-se que o espaçamento entre as linhas de strike varia conforme o seu ângulo de mergulho: quanto mais próximas, maior o ângulo de mergulho. •. CAMADAS INCLINADAS – REGRA DOS V’s. O padrão de afloramento dos contatos de topo e base de camadas inclinadas é o de linhas sinuosas, que cortam uma mesma curva de nível em pelo menos dois pontos. Nos vales e drenagens, os contatos desenham um V cujo vértice aponta para a direção do seu mergulho (verdadeiro). Nas encostas acontece o oposto. Esta é a regra dos V’s, com aplicação poderosíssima no mapeamento geológico e na interpretação de mapas geológicos: 1- Camadas inclinadas no sentido oposto ao declive da drenagem – os contatos fazem um V cujo vértice aponta para drenagem acima (Fig. 5b). 2- Camadas inclinadas no mesmo sentido ao declive da drenagem – os contatos fazem um V cujo vértice aponta para drenagem abaixo (Fig. 5d). 3- Camadas inclinadas com ângulo de mergulho igual ao declive topográfico da drenagem – os contatos não interseptam o fundo dos vales, sòmente suas encostas gerando seus traços nestes lugares (Fig. 5e). 4- Camadas inclinadas no mesmo sentido do declive da drenagem, porém, com ângulo de mergulho menor que o do declive topográfico – os contatos fazem um V cujo vértice aponta drenagem acima, porém, mais fechado que o do modelo da Fig. 5b (Fig. 5f).. 5.

(6) Fabio Vito Pentagna Paciullo. LINHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL. Figura 6 – Regra dos V’s. Sucessão sedimentar com camadas mergulhando para o canto inferior esquerdo da foto, também indicado pelos vértices dos V’s de seus contatos (mergulham no mesmo sentido do declive da drenagem). Extraído da Internet, www.google.com - imagens -rule of V’s.. MAPAS GEOLÓGICOS x LINHAS DE STRIKE x CURVAS DE NÍVEL Geometricamente, os traços dos contatos litológicos são produtos da interseção entre linhas de strike e curvas de nível ambas de mesma cota (Figs. 2 e 3). Nos mapas gelógicos, o traço de um contato litológico é a linha que une todos os pontos-interseçãos entre LS e CN. Desta maneira, um mapa geológico seria a superposição de dois tipos diferentes de mapas, de mesma escala – um topográfico, expressando o relevo, e outro de linhas de contorno estrutural (linhas de strike) de cada contato. Portanto, o que se necessita é produzirmos mapas de linhas de strike para cada contato individualmente, incluindo topo e base de cada unidade litológica encontrada. Existem três maneiras de se obter isto, considerando que as atitudes são constantes e os contatos estão em conformidade: 1. Encontrando-se dois pontos de mesma cota, ao longo de um determinado contato. Unindo-se estes dois pontos obtém-se a linha de strike de cota correspondente e, conseqüentemente, a direção (strike) do contato. Qualquer outro ponto de cota conhecida, ao longo deste mesmo contato, terá sua linha de strike posicionada numa direção paralela a esta. Assim, teremos a possibilidade de traçar várias linhas de strike do contato, estabelecendo um espaçamento e sentido de mergulho que é um reflexo da sua atitude (Fig. 7).. 6.

(7) Fabio Vito Pentagna Paciullo. LINHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL. Figura 7 – O contato litológico como produto da interseção entre linhas de strike x curvas de nível, ambas de mesma cota. Três unidades litológicas afloram no mapa – conglomerado, arenito folhelho. Complete os contatos litológicos indicados, assumindo que a sucessão está em conformidade e com atitudes constantes. Extraído de Bennison, M. (1990), An Introduction to Geological Structures and Maps, 5th ed., mapa 7, pg. 15.. PROBLEMA DOS TRÊS PONTOS O Problema dos Três Pontos é uma outra técnica de construção geométrica utilizada para determinar linhas de strike de um determinado plano estratigráfico ou estrutural. Para tal, é necessário obter-se três pontos de cotas diferentes localizados sobre o plano em questão. Dois deles terão valores extremos de cota, isto é, cotas máxima e mínima, e o terceiro terá valor intermediário. O objetivo é achar a posição da cota intermediária na reta que une os pontos de cotas máxima e mínima. Assim, teremos dois pontos de mesma cota no plano estrutural, ou seja, uma linha de strike com esta cota (Fig.8). METODOLOGIA 1.. Se o plano estrutural em questão aflora (p.ex. um contato), identifique três pontos de cotas diferentes SOBRE ele (Fig. 8a). No caso de dados a partir de furos de sondagem, é necessário descontar o quanto foi furado para se chegar no plano em questão. As cotas são de pontos sobre o plano e não da posição da sonda. 2. Una por uma reta os pontos de cotas extremas, ou seja, aqueles de cotas máxima e mínima (Fig. 8b). 3. Escolhido o intervalo entre as linhas de strike (p.ex: 100 metros), divida esta reta em tantos segmentos quanto forem necessários para se ter toda a gradação entre os valores máximos e mínimos das cotas (Fig. 8b). A fórmula infalível é: segmentos = tamanho da reta ÷ nº de intervalos 4. Na reta, defina a posição da cota intermediária B’ (Fig. 8b).. 7.

(8) Fabio Vito Pentagna Paciullo. LINHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL. 5. Assim, teremos dois pontos de mesma cota no plano em questão, ou seja, a linha de strike desta cota (Fig. 8c). 6. As demais linhas de strike deverão ser paralelas a esta e terem um espaçamento constante (Figs. 8d e 8e). 7. A superposição dos dois mapas, topográfico e de linhas de strike, permite traçar o plano estrutural em questão (Fig. 8f).. (a). (b). (d). (e). (c). (f). Figura 8 – Problema dos três pontos, passo a passo. Ver texto explicativo acima. PREDIÇÃO DO PADRÃO DE AFLORAMENTO Uma outra forma de se obter um mapa de linhas de strike de um plano estrutural qualquer é aquela que considera a sua atitude e a sua altitude: a direção do plano (strike) nos dá a posição e a altitude nos dá a cota da linha de strike correspondente. O ângulo de mergulho verdadeiro nos dá o espaçamento das linhas de strike desse plano. METODOLOGIA 1. Obtenha a atitude e a altitude de um contato e marque sua localização no mapa topográfico (P.ex. 90º/20º S, cota 600 metros)(Fig. 9A). 2. Marque a direção (strike) do plano usando o norte do mapa como referência e trace a linha de strike (LS) correspondente. Ela terá a cota da altitude medida. 3. Definida a primeira LS (Fig. 9b), o passo seguinte é estabelecer o espaçamento entre as LS consecutivas. Sendo esse espaçamento uma função do ângulo de mergulho (dip) do contato, pode ser calculado por métodos gráficos e trigonométricos.. 8.

(9) Fabio Vito Pentagna Paciullo. LINHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL. 4. Faça uma seção geológica (perpendicular a LS já definida), usando uma escala vertical igual à do mapa em uso (Fig. 9c). 5. Plote o traço do contato utilizando o valor do ângulo de mergulho obtido. Para cada cota marcada na escala vertical corresponderá um ponto no traço do contato que representará a projeção ortogonal da LS correspondente no plano horizontal do mapa (Fig. 9d).. (a). (b). (c). (d) Figura 9 – Predição do padrão de afloramento. Vide texto acima.. LEITURAS RECOMENDADAS BENNISON, G. M. 1990. An Introduction to Geological Structures and Maps.5a edição, Londres, Edward Arnold, Ltda., 69 p.- CAP. 1 e 2 e Mapas 1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7. BILLINGS, M.P. 1972. Structural Geology. 2a edição, Prentice-Hall, Inc. New Jersey, 606p. LOCKZY, L. de & LADEIRA, E. 1976. Geologia Estrutural e Introdução a Geotectônica. São Paulo, Edgard Blucher Ltd; Rio de Janeiro, CNPq, 528 pg.- IV PARTE, Exercícios de Gabinete. Pg. 463. MACHADO, E. R. & CASTANHO, O. S. 1975. Geologia Estrutural. Porto Alegre, Instituto de Geociências, UFRGS, 179 pg. – Título II, pg. 29.. 9.

(10) Fabio Vito Pentagna Paciullo. LINHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL. PLATT, J.I. 1974. Selected Exercises upon Geological Maps. Londres, George Allen & Unwin, Ltd, 32 p. RAGAN, D.M. 1973. Structural Geology. An introduction to geometrical techniques. 2a edição, New York, John Wiley & Sons, Inc., 206 pg.– CAP. 3 Planes and Topography, pg. 15. SGARBI, G.N.C. & CARDOSO, R.N. 1987. Prática de Geologia Introdutória. Belo UFMG/PROED, 151 p.. Horizonte,. SIMPSON, B. 1968. Geological Maps. Londres, Pergamon Press Ltd, 98 p. THOMAS, J.A.G. 1977. An Introduction to Geological Maps. 2a edição, Londres, George Allen & Unwin Ltd, 67 p.. 10.

(11)