Falha geológica

Falha normal na Formação La Herradura, Morro Solar, Peru. A camada leve de rocha mostra o deslocamento.

Falha Geológica ou Falha Tectônica é uma superfície de fratura de rochas em que ocorre ou ocorreu deslocamento relativo entre os dois blocos de um lado e de outro desta superfície que tende a ser plana, mas pode ser curvilínea. . O acúmulo de energia e a eventual liberação desta em zonas de falhas tectônicas é um dos fatores responsáveis pela ocorrência dos terremotos.

Falhamento é o processo geológico em que se produz uma falha e é causado por forças de compressão, extensão e cisalhamento nas rochas e nas camadas geológicas. Ou seja, com o movimento de massas rochosas vai se acumulando energia no interior da Terra, e, quando essa energia supera a resistência das rochas, ela é liberada na forma de um movimento súbito dessas rochas, que geralmente é concentrado ao longo de um plano específico na crosta terrestre, as falhas. .

Vale destacar que a resposta de cada rocha à ação de forças pode ser uma dobra ou uma falha. O que irá determinar qual das duas é a profundidade que a área está. Se estiver em zona rúptil, mais rasa, vai formar uma falha. Porém, se estiver em zona dúctil, em uma região mais profunda, tende a formar uma dobra.

As falhas geológicas apresentam tamanhos que variam de centímetros a dezenas de quilômetros ou mais.

O termo zona de falha tradicionalmente significa uma série de falhas subparalelas ou superfícies de deslizamento próximas o suficiente umas das outras para definir uma zona.

Em uma falha inclinada, os blocos separados são denominados capa ou teto e lapa ou muro. A existência de um nível de referência em ambos os blocos permite classificar a falha com base no seu movimento relativo.

Elementos de uma Falha

Plano de Falha: um plano de falha é toda a superfície, não necessariamente plana, ao longo da qual a formação rochosa fratura-se e desliza. A sua inclinação pode variar entre 0° e 90°.

Traço de Falha: um traço ou linha de falha é um local onde a falha pode ser vista ou mapeada na superfície. Essa linha é comumente traçada em mapas geológicos para representar uma falha.

Estria de Falha: outro parâmetro importante é a estria de atrito desenvolvida no plano de falha. Ela permite deduzir o tipo de movimento ocorrido no mesmo. É comum a falha exibir uma superfície brilhante, conhecida como espelho de falha ou slickenside.

Escarpa de Falha: escarpa de falha é a parte exposta da falha na topografia. Porém, a escarpa de falha original pode ser erodida, aparecendo no seu lugar uma escarpa de recuo de falha.

Capa: a capa corresponde ao bloco situado acima do plano de falha.

Lapa: a lapa corresponde ao bloco situado abaixo do plano de falha.

A: Falha Transcorrente; B: Falha Normal; C: Falha Inversa

Classificação das Falhas

As falhas são classificadas de acordo com seu ângulo de mergulho e seu deslocamento relativo. Com base na direção do escorregamento, as falhas podem ser categorizadas como falha de mergulho, falha direcional (ou transcorrente) e falha oblíqua.

Falhas de Mergulho

Uma falha normal perto de Tblisi na Geórgia. As camadas de rocha à direita do plano de falha se moveram para baixo em relação às camadas de rocha à esquerda.

Nas falhas de mergulho os blocos deslocam-se perpendicularmente à direção de mergulho da falha, e se subdividem em falhas normais e falhas inversas.

Em falhas normais (também chamada de falha de gravidade), as rochas sobrepostas ao plano de falha movem-se para baixo em relação às rochas sotopostas, ou seja, a capa desceu em relação à lapa.

São falhas associadas principalmente com a tectônica extensional. Na escala global, elas ocorrem associadas às cadeias meso-oceânicas e às margens continentais tipo Atlântico. São importantes na formação e evolução de bacias sedimentares, sendo comuns em regiões com deslizamentos de encostas e taludes.

São falhas em geral de alto ângulo em que o deslocamento e o esforço principal são verticais.

Falha Normal de Moab, em Moab, UTAH. Placa Norte Americana.

As falhas normais são comumente associadas com estruturas como horsts (blocos elevados) e grabens (blocos rebaixados), que caracterizam regiões da crosta submetidas à extensão crustal. Alguns exemplos brasileiros são os grabens do Panllba do Sul no Estado de São Paulo, Recôncavo na Bahia e o de Takutu em Roraima.

Algumas falhas normais famosas incluem:

• Falha de Tbilisi (Georgia) - no encontro das placas Eurasiana e Arábica.
• Corinth Rift (Grécia) - trincheira marinha entre a Placa do Mar Egeu e a Placa da Eurásia
• Humboldt Fault Zone (América do Norte) - parte do Sistema de Rift Midwestern entre Nebraska e Kansas
• Falha de Moab (América do Norte) - zona de desfiladeiro e vale na placa norte-americana em Utah
• Falha de Sierra Nevada (América do Norte) - falha ao longo da borda leste da cordilheira de Sierra Nevada.
• Zona Sísmica do Vale Wabash (América do Norte) - série de falhas na placa norte-americana entre Illinois e Indiana.

Falha inversa em Lyons Sandstone sobre Fountain Formation (Garden of the Gods, Colorado Springs, Colorado, EUA)

A falha inversa (também chamada de falha compressiva ou de empurrão) manifesta-se de forma oposta ao tipo de falha normal, com o teto deslocando-se por sobre o muro. O falhamento reverso ocorre em ambientes compressivos onde o esforço principal é horizontal, como em regiões onde uma placa está sendo subduzida sob outra. Uma falha inversa cujo ângulo é menor que 30° é denominada de falha de cavalgamento. As falhas de cavalgamento são frequentemente encontradas em cinturões de montanhas intensamente deformados.

Algumas falhas reversas famosas incluem:

• Falha de Longmenshan (China) - falha de empurrão nas montanhas Longmen, entre as placas euro-asiática e indiana-australiana
• Falha Lusatian (Alemanha) - falha de propulsão entre o vale do Elba e as Montanhas Gigantes
• Falha de San Ramón (Chile) - parte do sistema de falhas de impulso andino oeste na base da Cordilheira dos Andes
• Sierra Madre Fault Zone (América do Norte) - falha de compressão entre as placas tectônicas do Pacífico e da América do Norte
• Tacoma Fault (Washington) - parte do sistema Seattle Uplift entre as placas Juan de Fuca e norte-americanas

Falha Direcional ou Transcorrente

As falhas direcionais ou transcorrentes caracterizam-se por ter o componente principal do deslocamento segundo a direção do plano de falha, com a movimentação entre blocos adjacentes sendo essencialmente horizontal. O mergulho do plano de falha é vertical a subvertical.

Uma classe especial de falha transcorrente é a falha transformante quando forma um limite de placa. Esta classe está relacionada a um deslocamento em um centro de expansão, como uma dorsal meso-oceânica, ou, menos comum, dentro da litosfera continental, como a Falha Alpina na Nova Zelândia. As falhas transformantes também são chamadas de limites de placas "conservadores", uma vez que a litosfera não é criada nem destruída.

Imagem de satélite de uma falha no deserto de Taklamakan. As duas cristas coloridas (no canto inferior esquerdo e no canto superior direito) costumavam formar uma única linha contínua, mas foram separadas pelo movimento ao longo da falha.

Quando encontramos uma falha transcorrente, se o bloco do outro lado da falha estiver deslocado para a direita, teremos uma falha lateral direita ou dextral; se o bloco do outro lado da falha estiver deslocado para a esquerda, então estaremos diante de uma falha lateral esquerda ou sinistral. Esses movimentos resultam das forças de cisalhamento.

O exemplo mais famoso de falha transcorrente é a falha de San Andreas. A falha de San Andreas, de 1.300 quilômetros, se estende pela maior parte da Califórnia e divide as placas tectônicas do Pacífico e da América do Norte. É responsável por vários sistemas de falhas menores no oeste dos Estados Unidos.

Outros exemplos de falhas transcorrentes incluem:

• Falha da Anatólia (Turquia) - falha entre as placas da Eurásia e da Anatólia
• Falha Alpina (Nova Zelândia) - falha entre as placas do Pacífico e indo-australianas
• Hayward Fault Zone (América do Norte) - transforma a fronteira entre as placas do Pacífico e da América do Norte; corre paralela à falha de San Andreas
• Falha Kunlun (Tibete) - falha perto da borda da placa euro-asiática
• Falha de Piqiang-(China) - falha no Encontro entre Placa Indiana e Euroasiática
• Falha de Yammouneh (Líbano) - parte do sistema de falhas de Transformação do Mar Morto entre as placas árabe e africana

Falha Oblíqua

Falha Oblíqua

Na falha oblíqua os blocos deslocam-se obliquamente à direção e ao mergulho da falha. Ou seja, resulta de um cisalhamento em combinação com compressão ou extensão.

Ambientes onde são encontrado as Falhas

As falhas são encontradas em vários ambientes tectônicos, sendo associadas a regimes deformacionais compressivos, distensivos e cisalhantes. São feições comuns em cadeias de montanhas modernas e antigas e aparecem em diferentes estágios de sua evolução. São desenvolvidas particularmente no domínio superficial da crosta, onde predominamos mecanismos da deformação rúptil (domínio superficial), ou pelo contraste reológico significativo entre camadas rochosas. A pressão de fluidos nas rochas também favorece a geração ou progressão dessas estruturas.

Reconhecimento de Falhas

Os geólogos reconhecem falhas no campo de diversas maneiras, tanto por evidências diretas como indiretas.

As evidências diretas são observadas em afloramentos ou na superfície do terreno e envolvem o deslocamento de um nível de referência estratigráfico ou a presença de indicadores na superfície da falha que refletem o atrito ocorrido pelo deslocamento dos blocos, como rochas de falha.

Evidências de falhas são também fornecidas indiretamente por meio de métodos geofísicos, critérios geomorfológicos (presença de escarpa de falha, vales característicos, etc.), fotografias aéreas, imagens de satélite, mapas geológicos e topográficos.

Se o movimento relativo for grande, como é o caso da falha transformante de Santo André, as formações rochosas, agora em contato umas com as outras na linha de falha, vão, provavelmente, diferir em litologia e idade.

Estruturas geológicas de Horst e Graben

Para estabelecer a idade do falhamento, os geólogos usam uma ideia simples: falha deve ser mais nova que a mais nova dentre as rochas que ela corta (as rochas deveriam estar lá antes de que pudessem ser falhadas), e mais antiga que a mais antiga das camadas que a recobrem e que não foram por ela deslocadas.

Medição da Falha

Qualquer plano de falha pode ser completamente descrito com duas medidas: sua direção e seu mergulho. O plano de falha tem uma atitude, definida pela direção e mergulho atuais, que não são necessariamente os mesmos da época do falhamento pois o conjunto pode ser basculado e deformado após a falha ter se formado.

Falhas e Terremotos

O acúmulo de energia e a eventual liberação desta em zonas de falhas geológicas é um dos fatores responsáveis pela ocorrência dos terremotos. Surge em função da pressão aplicada por uma força, geralmente as placas tectônicas, em que a pressão exercida excede a capacidade de resistência e plasticidade das camadas rochosas, provocando a sua cisão ou ruptura, podendo gerar também algumas pequenas fraturas em seu entorno.

Rochas de Falhas

Quando os movimentos da falha alteram suficientemente a rocha original, ela se transforma em uma rocha de falha frágil. Existem vários tipos de rochas de falha, dependendo da litologia, pressão confinante (profundidade), temperatura, pressão do fluido, cinemática etc. no momento da falha.

• Cataclasitos: cataclasitos são rochas coesivas, sem estrutura de fluxo, afaníticas, formadas em condições de deformação rúptil ou rúptil-dúctil. Possuem de 50-90% de componentes da matriz, e comparado com a brecha de falha são formadas em maiores profundidades.
• Brechas de Falha: Se o espaço compreendido entre os blocos é preenchido por detritos de rochas, estas são trituradas pelo movimento dos blocos e formam brechas de falha. Elas são rochas sem coesão primária, caracterizadas por fragmentos angulosos de tamanhos variáveis em uma matriz fina e que possuem menos de 30% de matriz.
• Goiva de Falha: Goiva é o nome dado ao material de falha rico em argila, normalmente produzido a partir de falhas de sedimentos de grão fino a ultrafino, que pode possuir um tecido plano e conter <30% de fragmentos visíveis.
• Pseudotaquilito: o pseudotaquilito consiste em vidro escuro ou material microcristalino e denso. Forma-se por fusão localizada da rocha da parede durante o deslizamento por fricção no movimento da falha. O pseudotaquólito pode mostrar veias de injeção na parede lateral, margens refrigeradas, inclusões da rocha hospedeira e estruturas de vidro.

Impactos nas estruturas e nas pessoas

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

O nível de atividade de uma falha pode ser crítico para localizar edifícios, tanques e tubulações e avaliar o tremor sísmico e o risco de tsunami para a infraestrutura e as pessoas nas proximidades.

Falhas e depósitos de minério

Muitos depósitos de minério encontram-se ou estão associados a falhas. Isso ocorre porque a rocha fraturada associada às zonas de falha permite a ascensão do magma ou a circulação de fluidos contendo minerais. Interseções de falhas quase verticais são frequentemente locais de depósitos de minério significativos.