Geometria 3D de falhas de empurrão e dobras associadas como expressões da morfologia do descolamento basal : resultados de uma simulação computacional.

Abstract

Um modelo geométrico-cinemático bidimensional de uma dobra por propagação de falha pode ser construído para seções paralelas ao mergulho da falha, utilizando equações que determinam as inclinações das camadas dobradas e os limites das “kink bands” que definem a estrutura. Por outro lado, a configuração 3D do mesmo sistema pode ser obtida por meio da integração de grande número de modelos bidimensionais. A junção de pontos entre as seções origina o desenho tridimensional, contendo as camadas, a superfície de descolamento e a rampa da falha. Um programa computacional foi desenvolvido para implementar este modelo matemático. Com seu uso geraram-se inúmeras situações geológicas distintas e estudou-se a influência da morfologia da superfície de descolamento na geometria das falhas de empurrão e dobras associadas. As simulações computacionais tridimensionais permitiram concluir, em primeira aproximação, que seções verticais isoladas pouco revelam a geometria 3D dos sistemas de falhas. Além disso, mostram que o traço da rampa de falha em mapa é um fiel espelho da topografia da superfície de descolamento. O traço da falha é retilíneo, quando a superfície de descolamento for plana e é curvo, quando a superfície for curva. Convexidades da superfície de descolamento (altos) expressam-se como saliências (convexidades voltadas para o antepaís) nos traços horizontais das falhas, já concavidades (baixos) expressam-se como reentrâncias (convexidades voltadas para o pós-país) nos traços horizontais das falhas. Ao simular o desenvolvimento de um sistema de falhas de empurrão que representam um leque imbricado articulado a descolamento basal curvo, em calha sinformal, verificou-se que (i) a curvatura dos traços das falhas mais novas é mais acentuada que a curvatura das mais velhas, (ii) há uma convergência lateral dos traços das falhas, associada a um espaçamento maior dos mesmos na porção central do modelo, onde se verificam as maiores profundidades do descolamento. Os resultados foram comparados às falhas de empurrão do sinclinal de Dom Bosco, porção sul do Quadrilátero Ferrífero, exemplo de um sistema articulado a descolamento basal curvo e com resultados de experimentos físicos, permitindo concluir que, sem exceção, todos os detalhes geométricos das falhas de empurrão geradas encontram equivalentes na natureza e nos modelos analógicos.