O que é uma zona de cisalhamento?

A zona de cisalhamento é uma zona tabular em que a tensão é notavelmente mais elevada do que na rocha circundante.

Falhas e Zonas de Cisalhamento são estruturas intimamente relacionadas, como ilustra a afigura abaixo (percepção geral de cisalhamento) - zonas com a contrapartida profunda ou ampliação de falhas. Ambas zonas de cisalhamento e falhas são estruturas de localização, ambas envolvem o deslocamento paralelo às paredes, e ambas tendem a crescer em largura e comprimento durante o deslocamento e acumulação.

Figura . Modelo simplificado de ligação entre falhas, que normalmente se formam na crosta superior, e clássicas zonas de cisalhamento dúctil. A transição é gradual e é conhecida como transição frágil - plástica. A profundidade depende do gradiente de temperatura e mineralogia da crosta para rochas graníticas que normalmente ocorrem na gama de 10-15 km.

Algumas literaturas acrescentam que uma zona de cisalhamento deve conter pelo menos um componente de cisalhamento simples , mas se queremos uma terminologia que é consistente com a de fracturas , estilólitos e bandas de deformação, uma zona de estirpe coaxial localizada também deve ser considerado como um zona de cisalhamento. Isso abre uma classificação de zonas de cisalhamento de acordo com o tipo de deformação, por exemplo, zonas cisalhamento puro, zonas de cisalhamento sub-simples e zonas de cisalhamento simples. A zona de cisalhamento é delimitada por duas margens ou paredes da zona cisalhamento que separam a zona de cisalhamento da parede de sua rocha.

Uma vez que as margens de uma zona de cisalhamento são definidas, nós podemos medir a sua espessura, e às vezes o seu deslocamento. O Deslocamento pode ser medido directamente através dos deslocamentos do fuso de um marcador, e pode também ser calculado a partir das estruturas internas em alguns casos. No entanto, existem diferenças entre falhas e zonas de cisalhamento dúcteis clássicos, em termos de deslocamento, mecanismos de distribuição, anatomia e deformação, que são dignos de nota.

Vamos primeiro fazer a observação de que qualquer zona de esforço cortante tem uma espessura que é significativa em relação ao seu deslocamento. Assim, o milímetro-fino dos cataclasitos associado com uma única superfície de atrito de deslizamento de vários metros de compensação está demasiado fino para ser considerado como uma zona de corte. As Falhas mais bem desenvolvidos tendem a mostrar uma dupla anatomia, com um núcleo de alta tensão central e de baixa tensão na zona de danos ( figura abaixo).

Classificação cinemática

Assim como as falhas e as fracturas, as zonas de cisalhamento podem ser classificadas com base no movimento relativo entre as duas paredes, isto é, na base da cinemática ( figura abaixo )

Apesar da maioria das zonas de cisalhamento tender a ser dominada por corte simples, pode também haver a dilatação, a compactação e / ou o cisalhamento puro envolvidos. As Zonas de cisalhamento na areia e no arenito mostram o intervalo inteiro de zonas de compactação (bandas de compactação) através de zonas de cisalhamento simples (bandas de cisalhamento simples) para zonas de dilatação (bandas de dilatação). O Cisalhamento puro também é possível em núcleos de falha onde a argila e a areia podem ser livremente mais extrudidos ou injectados ao longo da falha.

As zonas de cisalhamento plástico podem mostrar desvios significativos desde o simples corte. No entanto, a zona de esforço cortante ideal como visto a partir de uma perspectiva de uma estirpe é onde a deformação é o cisalhamento simples com ou sem compactação adicional ou dilatação.

As zonas de cisalhamento que formadas predominantemente por mecanismos de deformação frágil são chamadas de zonas de cisalhamento frágil ou zonas de cisalhamento de atrito.

Zonas de cisalhamento dúcteis

O termo zona de cisalhamento dúctil é um termo popular, mas também ambíguo, porque alguns geólogos usam o termo dúctil para referenciar mecanismos de deformação plástica. Igualando a ductilidade com plasticidade não é recomendado, mesmo que muitas zonas de cisalhamento dúcteis sejam realmente plásticas.

Em vez disso, nós relacionamos o termo ductilidade com a continuidade das marcas dos elementos, originalmente contínua na zona de cisalhamento.

A zona de cisalhamento perfeitamente dúctil não contém descontinuidades internas, deste modo, as camadas de marcador atravessadas pela zona de cisalhamento possam ser rastreadas continuamente através da zona na escala mesoscópica (Figura abaixo).

Este tipo de deformação é por vezes denominado deformação contínua ou tensão contínua. As zonas mais plásticas e algumas zonas de cisalhamento frágeis preservam a continuidade dos marcadores passivos.

A zona de cisalhamento mostrada na Figura alaranjada lá mais pra baixo é um exemplo de uma zona de cisalhamento dúctil formada por mecanismos de deformação frágil perto das condições da superfície. Assim, uma zona de cisalhamento dúctil pode deformar-se por meio frágil, bem como por mecanismo de deformação à microescala plástica.

Milonitos

Nas partes centrais de algumas zonas de cisalhamento plástico (como mostra a figura ), a estirpe pode ficar tão alta do que as texturas preexistentes e as suas estruturas são totalmente achatadas e transpostas. A rocha torna-se fortemente unida e é chamada de milonito. As características dos Milonitos podem variar com a temperatura, pressão, mineralogia, granulometria, presença de fluidos e taxa de deformação.

Em geral, os Milonitos são de grãos mais finos do que a sua rocha hospedeira (como mostra a figura 2, com foliação e lineação bem definidas.

Zonas miloníticas podem ser de até vários quilómetros, particularmente em áreas de escudo pré-Cambriano, colisões erodidas (devido à interacção entre placas). Nestes casos, as paredes e planos de corte podem ser difíceis de definir, e haverá muitas heterogeneidades dentro da zona. Não só a tensão finita varia nos fragmentos de rochas menos deformados, mas também o tipo de deformação irá variar ao longo da zona. O resultado pode ser uma zona que contém uma rica variedade de estruturas de deformação, tais como dobras, clivagens, folheações, lineações e outras estruturas.

É ainda uma zona de cisalhamento no sentido geral de a palavra, mas certamente mais complicado e variado do que as ideais zonas de cisalhamento tratadas na primeira parte deste trabalho.

Zona fina de cisalhamento (banda de desagregação) em Navajo Sandstone (Arches National Park, Utah), mostrando continuidade das lâminas de areia em toda a zona. A banda de cisalhamento formada antes da litificação.

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