Influência reológica na geração de estruturas transcorrentes: aplicação da modelagem física e PIV

Autor: Venâncio, Marilia Barbosa
Přispěvatelé: Antunes, Alex Francisco, Miranda, Tiago Siqueira de, Silva, Fernando César Alves da
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFRN
Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron:UFRN
Popis: A modelagem física é uma ferramenta que vem sendo largamente aplicada em vários campos da geologia, em particular a geologia estrutural enfocando a tectônica de bacias sedimentares e a formação de cadeias de montanhas e seus processos associados. Nesse trabalho, a modelagem física analógica foi empregada para investigar a influência da reologia na nucleação e evolução de estruturas secundárias associadas à tectônica transcorrente. Os modelos experimentais foram executados em aparato do tipo caixa de areia e foram monitorados por fotografias convencionais, Laser Scanner (LS) e Particle Image Velocimetry (PIV). Este último possibilitou a análise da distribuição da deformação dentro da zona de dano, a nucleação das estruturas, suas relações cronológicas relativas e sua influência na evolução topográfica da região afetada pela deformação. Os experimentos simularam o desenvolvimento de estruturas secundárias nucleadas durante uma deformação progressiva em uma zona de cisalhamento dextral. Os modelos foram executados com materiais analógicos granulares de comportamento reológico distinto tais como areia quartzosa, argila seca, pó de gesso e uma mistura de areia e pó de gesso. As propriedades físicas desses materiais foram caracterizadas com o Ring Shear Tester (RST). Durante a evolução deformacional dos experimentos, fraturas secundárias (R, R', P, Y), bacia pullapart, flores positivas e negativas (sítios transpressivos e transtrativos, respectivamente) e rotação de blocos foram analisadas qualitativamente. Os resultados da pesquisa mostraram que modelos compostos por diferentes sequências pretectônicas sem contrastes reológicos (um único tipo de material) exibem um arcabouço estrutural geométrica e evolutivamente diversificado, dependendo do tipo de material utilizado. Os experimentos com estratificação reológica (sequências pretectônicas contendo diferentes tipos de materiais) exibem arquitetura estrutural distinta dos modelos reologicamente homogêneos. Esses resultados comprovam que a reologia desempenha um papel fundamental no arranjo de falhas secundárias e sua cronologia relativa durante a tectônica transcorrente. Os dados dessa análise experimental corroboram com estruturas (fraturas de Riedel, bacia pull-apart e rotação de blocos) de exemplos naturais existentes na literatura. Physical modeling is a tool that has been widely applied in several fields of geology, in particular, structural geology focusing on the tectonics of sedimentary basins and mountain ranges formation, and their associated processes. In this research, analogical physical modeling was used to investigate the influence of rheology on the nucleation and evolution of secondary structures associated with transcurrent tectonics. The experimental models performed in a sandbox apparatus were monitored by conventional photographs, Laser Scanner (LS) and Particle Image Velocimetry (PIV). This latest enabled the analysis of the strain distribution within the damage zone, the structures nucleation, their relative chronological relationships and their influence on the topographic evolution of the deformed area. The experiments simulated the development of secondary structures nucleated during a progressive deformation in a dextral shear zone. The models were executed with granular analog materials of different rheological behaviors, such as quartz sand, dry clay, plaster powder and a mixture of sand and plaster powder. The physical properties of these materials were characterized by Ring Shear Tester (RST). Along with the deformational evolution of the experiments, secondary fractures (R, R’, P, Y), pullapart basin, positive and negative flowers (transpression and transtension zones, respectively) and block rotation were analyzed qualitatively. Models constituted of different pre-tectonic sequences without rheological contrasts (a single type of granular material) displayed a geometrical and evolutional diversified structural framework conditioning to the used material. Experiments with rheological stratification (pre-tectonic sequences with different granular materials) displayed a structural architecture distinct from rheological homogeneous models. Our results confirm that rheology has a significant role in the arrangement of secondary faults and their relative chronology during the transcurrent tectonics. These experimental analyses corroborate with structures (Riedel fractures, pullapart basin, and block rotation) of natural examples available in the literature.
Databáze: OpenAIRE
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