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UNIVERSIDADE DE AVEIRO

MAPAS GEOLÓGICOS Apontamentos Práticos Maria Estela Martins

2016

Mapas Geológicos – Apontamentos Práticos 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................................3 2. ATITUDE DAS ESTRUTURAS GEOLÓGICAS ................................................................................................................4 2.1. DIRECÇÃO E INCLINAÇÃO DE UM PLANO .....................................................................................................................4 Direcção de uma camada .....................................................................................................................................5 Inclinação de uma camada ...................................................................................................................................5 Camadas concordantes.........................................................................................................................................5 2.2. R ELAÇÃO E NTRE E STRUTURAS GEOLÓGICAS ( CAMADAS, FILÕES, DIQUES, FALHAS) E AS CURVAS DE NÍVEL .............................5 Estruturas Inclinadas ............................................................................................................................................5 Estruturas horizontais...........................................................................................................................................6 Estruturas verticais ...............................................................................................................................................6 Falhas e seus Efeitos .............................................................................................................................................7 2.3. TRAÇADO DAS LINHAS DE CONTORNO E STRUTURAL (HORIZONTAIS) DE UMA CAMADA ......................................................8 3. REALIZAÇÃO DE CORTES GEOLÓGICOS A PARTIR DE UM MAPA GEOLÓGICO .......................................................11 4. INCLINAÇÃO REAL E ESPESSURA DE UMA CAMADA ..............................................................................................13 4.1. ESPESSURA REAL , APARENTE E VERTICAL ..................................................................................................................14 Espessura Real de uma camada..........................................................................................................................14 Espessura aparente de uma camada ..................................................................................................................14 Espessura Vertical de uma camada ....................................................................................................................14 4.2. DETERMINAÇÃO DA E SPESSURA REAL DE UMA CAMADA .............................................................................................15 5. CARACTERIZAÇÃO DA GEOLOGIA DA REGIÃO E HISTÓRIA GEOLÓGICA DA REGIÃO .............................................16 5.1. EXEMPLO 1 .........................................................................................................................................................16 Caracterização da Geologia da Região: ..............................................................................................................17 Sequência de processos geológicos:...................................................................................................................17 5.2. EXEMPLO 2 .........................................................................................................................................................17 Caracterização da Geologia da Região: ..............................................................................................................18 Sequência de processos geológicos:...................................................................................................................18 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................................................................19

Mª Estela Martins, 2016

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Mapas Geológicos – Apontamentos Práticos

1. INTRODUÇÃO Os mapas geológicos representam no plano horizontal os diferentes tipos de rochas que afloram à superfície da Terra, os contactos entre os diferentes tipos de rochas, as fracturas e falhas e outros elementos de interesse geológico. São elaborados, tendo como base cartas topográficas ⇒ Existem mapas geológicos de diferentes escalas ⇓ Quanto maior for a escala do mapa, menor será a área do terreno representada, e mais pormenorizada será a representação da geologia

Mapas Geológicos em Diferentes Escalas Nos mapas, para além da geologia e da respectiva legenda, pode estar ainda representado o relevo, através de curvas de nível. A relação entre as curvas de nível e os contactos geológicos permite-nos determinar a posição das camadas no espaço. Os limites das camadas correspondem a superfícies que podem ser ou não planas. Do ponto de vista puramente geométrico, a superfície (limite) superior de uma camada ou filão denominase “topo”. A superfície (limite) inferior denomina-se “base”.

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Mapas Geológicos – Apontamentos Práticos De ressalvar que, do ponto de vista geológico, quando se trata de camadas sedimentares, os termos “topo” e “base” têm um significado genético e não apenas geométrico. A base de uma camada sedimentar marca o início da sedimentação, enquanto o topo marca o fim da sedimentação. Por vezes, encontramos camadas cuja base (geológica) se encontra numa posição superior à do topo (geológico). Diz-se que estas camadas estão invertidas. Os diques (filões) podem ter limites bastante regulares, tal como as camadas, ou serem irregulares. Os corpos de rochas magmáticas têm geralmente formas bastante mais irregulares, embora possam aparecer também sob a forma de diques (filões) e soleiras (camadas horizontais). Quanto às rochas magmáticas extrusivas (vulcânicas), é muito comum ocorrerem sob a forma de camadas de lavas e outros materiais vulcânicos, mas também sob a forma de diques.

2. ATITUDE DAS ESTRUTURAS GEOLÓGICAS As camadas, filões, falhas podem estar dispostas na horizontal, vertical, inclinadas ou dobradas. A forma como uma estrutura se dispõe no espaço denomina-se atitude. A atitude de uma estrutura geológica fica completamente descrita se conhecermos a sua direcção e inclinação.

2.1. D IRECÇÃO E INCLINAÇÃO DE UM PLANO A direcção de um plano é dada pelo azimute de qualquer linha horizontal contida no plano A inclinação de um plano é dada por qualquer linha contida no plano que seja perpendicular à sua direcção. Qualquer outra linha contida no plano, que não seja perpendicular à direcção do mesmo, terá uma inclinação menor, que designamos por inclinação aparente.

Dip

Strike – Direcção Dip - Inclinação

Topo da camada Base da camada Mª Estela Martins, 2016

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Mapas Geológicos – Apontamentos Práticos Direcção de uma camada Determina-se medindo o azimute (ou o rumo) de qualquer linha horizontal contida no topo ou na base da camada. No exemplo da figura anterior a direcção será 0º (azimute), já que a camada está orientada segundo a direcção N-S. Inclinação de uma camada Inclinação - ângulo que o topo ou a base da camada fazem com o plano horizontal; qualquer linha contida no topo ou base da camada que seja perpendicular à direcção permite-nos medir a inclinação Para caracterizar a inclinação das camadas, devemos indicar o ângulo de inclinação e também a direcção de “mergulho” das camadas. No exemplo da figura anterior a inclinação será 500 W. Camadas concordantes As camadas concordantes têm a mesma direcção e a mesma inclinação. Na figura anterior podemos observar várias camadas concordantes.

2.2. RELAÇÃO E NTRE ESTRUTURAS GEOLÓGICAS ( CAMADAS,

FILÕES, DIQUES, FALHAS ) E AS C URVAS

DE NÍVEL

A forma como as estruturas geológicas são representadas num mapa, depende da sua posição no espaço, ou seja, da sua atitude. Estruturas Inclinadas Quando projectados no mapa, os limites de uma estrutura inclinada são linhas curvas, desde que o relevo não seja completamente plano.

No mapa (fig. à direita) estão representadas várias camadas inclinadas. Pode-se observar que os limites das camadas não são linhas rectas, e que cortam as curvas de nível. Mª Estela Martins, 2016

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Mapas Geológicos – Apontamentos Práticos Estruturas horizontais No caso de estruturas horizontais, os seus limites são paralelos às curvas de nível. Na figura seguinte está representada uma parte do Grand Canyon (Colorado, EUA): fig. A - carta geológica; fig. D - corte geológico desta região; figs. B e C - fotos do Grand Canyon, onde são bem visíveis as camadas horizontais do Paleozóico (repare como o limite destas camadas marcam bem o contorno do relevo).

A

B

C

D

Estruturas verticais

Dique vertical As estruturas verticais caracterizam-se por dar origem a limites rectilíneos, quando projectados num mapa. Por exemplo, no caso de uma camada ou de um filão/dique, os seus limites serão 2 linhas rectas. Se a espessura destas estruturas for constante, as 2 linhas correspondentes aos limites serão paralelas entre si. No caso de uma falha, esta será representada por uma única linha recta. Mª Estela Martins, 2016

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Mapas Geológicos – Apontamentos Práticos Falhas e seus Efeitos As falhas são fracturas na crusta terrestre, ao longo das quais as estruturas geológicas se movimentam. Como qualquer outra estrutura geológica, as falhas podem ter qualquer atitude. Em função do movimento relativo ao longo do plano de falha, estas classificam-se como normais, inversas ou de desligamento.

Muitas

falhas

movimento

combinado,

movimento

de

falha

por normal

têm

um

exemplo e

de

desligamento. A falha mais conhecida em todo o mundo, quer pela sua extensão, quer pelos sismos violentos que tem provocado, é a falha de St. André (figura ao lado). Trata-se de uma falha com

um

horizontal,

movimento ou

seja

fundamentalmente de

uma

falha

de

desligamento.

Movimento relativo ao longo da falha de St. André Deslocamento horizontal de cerca de 2,5 metros, numa cerca de madeira, em resultado de um sismo com foco na falha de Santo André.

Falhas normais. Observe a deslocação das camadas ao longo do plano da falha.

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Vista aérea da falha de Piqiang (China). Note a deslocação das camadas ao longo da falha

Falha inversa. Observe atentamente a deslocação das camadas ao longo da falha e compare com as fotos das falhas normais.

2.3. T RAÇADO DAS L INHAS DE CONTORNO ESTRUTURAL (HORIZONTAIS ) DE UMA CAMADA As horizontais de camada, ou linhas de contorno estrutural de uma camada, são as linhas de nível da camada, ou seja, linhas imaginárias, que unem pontos da camada que estão à mesma altitude. As horizontais de uma camada são como curvas de nível da camada. Como uma camada é delimitada por 2 superfícies, o topo e a base, cada uma destas superfícies terá as suas próprias horizontais.

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Na figura acima pode observar-se um vale e uma camada inclinada que aflora nesse vale. À esquerda vemos uma representação a 3 dimensões, com 2 linhas marcadas: A linha azul representa uma horizontal do topo da camada. A linha vermelha representa uma horizontal da base da camada. À direita vemos a representação da camada e das 2 horizontais num mapa geológico, em que as curvas de nível correspondem às linhas pretas. Para traçar as horizontais no mapa, devem seguir-se os passos, exemplificados através da figura seguinte: 1. Considere um dado limite de uma camada (topo ou base). 2. Marque os pontos em que esse limite intercepta curvas de nível de igual cota (p. ex. a curva de nível dos 400 m). 3. Una esses pontos através de uma linha. A linha obtida corresponde à horizontal da camada que terá a mesma cota da curva de nível. 4. Repita o processo para todas as curvas de nível que interceptam o limite da camada. 5. Repita os pontos 1 a 4 para o outro limite. 6. Se existirem várias camadas, repita os processos anteriores para todas elas.

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No mapa da figura anterior, as horizontais do topo e da base da camada são linhas rectas, paralelas entre si ⇒ A camada tem uma direcção constante ⇒ A camada é limitada por superfícies planas. Como as horizontais são linhas imaginárias contidas na superfície de topo e na superfície de base de uma camada, a direcção das horizontais corresponde à direcção da camada. Podemos, então, usá-las para determinar a direcção. No caso de as horizontais serem todas paralelas entre si, ou seja, no caso de a direcção da camada ser constante, basta-nos usar uma única horizontal e medir o seu azimute ou rumo, tal como exemplificado na figura seguinte.

Fig. 1 – Representação das Horizontais da camada e das respectivas altitudes, em metros. Fig. 2 – Determinação da direcção da camada (azimute 60º ou rumo N60oE). A determinação da inclinação da camada é semelhante à determinação do declive do terreno. Só que neste caso usamos as horizontais como curvas de nível da camada. Mª Estela Martins, 2016

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Mapas Geológicos – Apontamentos Práticos Se as horizontais estiverem igualmente espaçadas entre si, isto implica que a inclinação é constante. Então, para determinar a inclinação de uma camada, procedemos de seguinte forma: 1. Medimos na carta a distância entre 2 horizontais consecutivas do topo ou da base da camada (é preferível medir a distância entre várias horizontais consecutivas e em seguida fazer a média das distâncias medidas na carta). 2. Tendo em conta a escala de carta, calculamos a distância no terreno (419 m na figura seguinte). 3. Sabendo qual é o espaçamento vertical das horizontais (100 m na figura seguinte), calculamos o ângulo da inclinação (= arctg (100 / 419) = 13º, na figura seguinte)

N

Determinação da inclinação da camada, = arctg (100 / 419) = 13º, ou seja 13oSE Para que a inclinação da camada fique bem definida, não basta indicar o ângulo. É também necessário indicar o sentido em que a camada “mergulha”. No caso da figura anterior, a camada tem uma direcção NE-SW, logo a camada pode estar inclinada para NW ou para SE. É fácil verificar, pelo decréscimo das altitudes das horizontais, que a camada está inclinada para SE.

3. REALIZAÇÃO DE CORTES GEOLÓGICOS A PARTIR DE UM MAPA GEOLÓGICO Um corte geológico é uma representação da geologia de uma dada região, realizada num plano vertical ao longo de uma dada direcção. Corte Geológico

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1 – Mapa Geológico; 2 – Corte Geológico (as linhas verdes a tracejado representam a parte da camada que já foi erodida) Para fazer um corte geológico, tal como está exemplificado na figura anterior, proceda da seguinte forma: 1. Comece por traçar no mapa as horizontais do topo e da base das diferentes camadas 2. Faça o perfil topográfico ao longo da direcção do corte geológico. 3. Usando as horizontais como se fossem curvas de nível das camadas, marque no perfil as cotas do topo de uma camada e una esses pontos. 4. Repita o processo anterior para a base da camada. No exemplo da figura anterior, as horizontais do topo e da base da camada não são coincidentes. Contudo, há casos, como a que podemos ver na figura seguinte, em que o mesmo segmento de recta representa a horizontal do topo e a horizontal da base da camada. No entanto, não nos devemos esquecer que, na realidade, o mesmo segmento de recta está a representar 2 horizontais com cotas diferentes. Mª Estela Martins, 2016

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No corte geológico da figura anterior, a linha a tracejado com o ponto de interrogação, paralela ao topo da camada de conglomerados, indica que não conhecemos a espessura desta camada, e como tal não sabemos onde se encontra a base. Apenas sabemos que a base se encontra algures a uma cota inferior à cota do ponto B.

4. INCLINAÇÃO REAL E ESPESSURA DE UMA CAMADA A inclinação real, ou simplesmente inclinação, pode ser medida num corte perpendicular à direcção da camada. A inclinação real é sempre a inclinação máxima da camada. A inclinação pode ser calculada através das horizontais da camada, como já vimos anteriormente. Em cortes oblíquos à direcção da camada, o que se observa é uma inclinação aparente, que é sempre menor do que a inclinação real. Mª Estela Martins, 2016

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Mapas Geológicos – Apontamentos Práticos Quanto mais oblíquo for um corte em relação à direcção da camada, menor será a inclinação aparente ⇒ Num corte paralelo à direcção da camada, a inclinação aparente é igual a 0o, ou seja, a camada parece ser horizontal.

Z

Z

A: o corte X é perpendicular à direcção das camadas (

Z

90º) ⇒ O angulo

corresponde à Inclinação

Real das camadas; neste corte podemos medir a espessura real das camadas o corte Z é paralelo à direcção das camadas ⇒ As camadas parecem estar horizontais e parecem ter uma espessura maior do que a sua espessura real B: o corte Y é oblíquo em relação à direcção das camadas ( ' ≠ 90º) ⇒ O angulo ‘, menor do que , é designado por Inclinação Aparente; neste corte, a espessura das camadas parece ser maior do que a espessura real

4.1. ESPESSURA REAL, APARENTE E VERTICAL Espessura Real de uma camada Espessura medida na perpendicular entre a base e o topo da camada. Pode ser medida directamente num corte perpendicular à direcção da camada. Espessura aparente de uma camada Espessura medida na perpendicular entre a base e o topo da camada num corte oblíquo à direcção da camada. Pela figura seguinte, pode-se concluir que, quanto mais oblíquo for um corte em relação à direcção da camada, maior será a espessura aparente; a espessura aparente máxima será observada num corte paralelo à direcção da camada. Espessura Vertical de uma camada A espessura vertical é uma espessura aparente, que é medida na vertical entre a base e o topo da camada. Qualquer que seja a direcção do corte a espessura vertical é sempre a mesma.

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Z

Z

A: corte X, perpendicular à direcção das camadas (

90º; corte Z, paralelo à direcção das camadas

B: corte Y, oblíquo em relação à direcção das camadas ( ' ≠ 90º) ; corte Z, paralelo à direcção das camadas

4.2. D ETERMINAÇÃO DA ESPESSURA REAL DE UMA CAMADA Em cortes oblíquos à direcção da camada, a espessura real pode ser calculada, conhecendo a inclinação real e a espessura vertical da camada.

onde

er – espessura real ev – espessura vertical r

– inclinação real

Como se determina a espessura vertical de uma camada? 1. Num corte geológico A espessura vertical pode ser determinada directamente em qualquer corte geológico, sendo igual à diferença de cotas entre o topo e a base da camada, medida na vertical. 2. Na carta geológica Na carta geológica, desde que tenhamos 1 segmento de recta que representa uma horiz...