Geologia estrutural em ambiente ruptil

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TERRÆ DIDATICA 7(1):75-85, 2011

H. Zerfass, F. Chemale Jr.

Geologia Estrutural em ambiente rúptil:
fundamentos físicos, mecânica de fraturas e
sistemas de falhas naturais
Henrique Zerfass1, Farid Chemale Jr.2
Petróleo Brasileiro S/A, Univ. Petrobras, Escola de Ciência e
Tecnologia de E&P-Rua Julio do Carmo 323, 8º andar- CEP 20211260. Rio de Janeiro - RJ,henrique.zerfass@petrobras.com.br.
2
Instituto de Geociências, Universidade de Brasília, Campus Darcy
Ribeiro, Brasília, DF, fchemale@unb.br.

1

abstract
Structural geology is a basic discipline in Geology courses, and has a wide application in different areas of a geologist´s work field, either in the academy or industry. The traditional approach of structural geology
is geometric-kinematic, in which rock stressesare induced from the geometry of structures. As a mean of enhancing the
knowledge of the process-product relationship, this paper aims to add concepts of mechanics of solids to the study of brittle
structures – fractures, joints and faults. It is discussed as an inverse reasoning the way natural structures can be deduced or
predicted from the principles of mechanics. The starting points are theconcepts of force, stress and strain. In the following
are presented the principal ideas on initiation and propagation of fractures. This knowledge was constructed by theoretical
principles (Mohr-Coulomb Theory) as well as through observation and measuring by performing laboratory tests. In
addition, the role of fracture linkage in the formation of joints and faults systems is discussed.Natural fault systems of extensional, compressional and transcurrent environments are briefly revised based on the concepts previously presented. The
principles of the mechanics of solids herein discussed yield a relevant contribution to interpret the natural brittle structures.
Citation: Zerfass H., Chemale jr. F. 2011. Geologia estrutural em ambiente rúptil: fundamentos físicos, mecânica de fraturase sistemas de falhas naturais. Terræ
Didatica, 7(1):75-85

Keywords

Force, stress, fracture mechanics, joints, faults, fractures

rEsUMO
A geologia estrutural é uma matéria fundamental para o currículo de Geologia, com aplicações nas
mais diferentes áreas de atuação do geólogo, tanto em atividades acadêmicas como industriais. Tradicionalmente, a geologia
estrutural tem enfoquegeométrico-cinemático, em que os esforços sofridos pelas rochas são induzidos a partir da disposição
geométrica das estruturas. Como forma de agregar conhecimento da relação-processo-produto, este artigo procura adicionar
conceitos de mecânica dos sólidos ao estudo das estruturas rúpteis – fraturas, juntas e falhas. Seguindo-se o raciocínio
inverso, discute-se como as estruturas naturais podem serdeduzidas ou previstas a partir dos princípios da mecânica. O
ponto de partida são os conceitos de força, tensão e magnitude de deformação. A partir daí, são apresentadas as principais
ideias sobre a formação e propagação de fraturas, que foram desenvolvidas através de princípios teóricos (Teoria de Mohr-Coulomb), bem como pela observação e medição de parâmetros durante ensaios de laboratório. Tambémserá abordado o
tema da ligação de fraturas, e o seu papel na formação dos sistemas de juntas e falhas. Os sistemas de falhas naturais em
ambiente distensional, compressional e transcorrente são então brevemente revistos com base nos conceitos anteriormente
apresentados. Os princípios da mecânica dos sólidos aqui discutidos contribuem de forma relevante para a interpretação
das estruturasrúpteis naturais.
Palavras-Chave

Força, tensão, mecânica de fraturas, juntas, falhas, fraturas

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Geologia estrutural em ambiente rúptil: fundamentos físicos, mecânica de fraturas e...

TERRÆ DIDATICA 7(2): 75-85, 2011

1. Introdução

2. Fundamentos físicos

Na disciplina de geologia estrutural das escolas de geologia, em geral o conteúdo programático
trata da observação,...
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