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9752-11423-1-CE
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Revista
Revista Brasileira de Geociências
Volume
Número
Ano
Data da Publicação
01-09-2004
Palavras-chave
Dobras relacionadas a empurrões | geologia estrutural | Modelagem computacional | Quadrilátero Ferrífero
Title (English)
3D THRUST FAULT GEOMETRY AS AN EXPRESSION OF THE ASSOCIATED DETACHMENT MORPHOLY: RESULTS OF A COMPUTER SIMULATION
Abstract (English)
Most two-dimensional fault propagation fold models are based upon the development and migration of kink bands and assume constant dips along each band, constant layer thickness and conservation of the section area. Modelling a fault-propagation fold requires the determination of the position and of the angle of each kink line that defines the structure. Once modelling a series of dip sections of a fault propagation fold, it is possible to generate three dimensional (3D) geometrical models by linking a large number of these sections. A computer program was created to generate 3D geometrical models of single thrusts or imbricate fans. Using the program, a series of experiments were run to study the influence of the detachment morphology on geometry of the associated fault ramps. After modelling under variable conditions, following results were obtained: (a) the fault ramp surface is non-planar if the detachment surface is also non-planar and the ramp surface reflects all irregularities of the detachment surface: (b) the trace of a thrust fault on a map is similar to the trace of the associated detachment surface along a strike section: the fault trace is straight when the detachment surface is flat and is curved when the detachment surface is curved. Depressions in the detachment surface correspond to antitaxial curves (salients) in the fault surfaces. Detachment highs, in contrary, correspond to sintaxial curves (recesses) in the fault surfaces. The expressions of the deepest and the shallowest points of the detachment are, respectively, the salient and the recess culminations. It is concluded that if indenters are not active during thrust nucleation and if no later deformation occurs, the 3D shape of single thrust fault and of thrust systems is determined by the morphology of the associated detachment. Simulation of the development of an imbricate fan linked to a trough-shaped detachment surface and its comparison with results of a natural example given by the Dom Bosco thrust system of the southern Quadrilátero Ferrífero, Brazil, resulted in a close correlation between the models and the Dom Bosco system. In both cases, faults exhibit pronounced curvature with increasing dips toward the hinterland. Fault traces converge in the areas of minimal depths of the detachment surface and diverge in the areas of maximal detachment depth.
Keywords (English)
Dobras relacionadas a empurrões | Modelagem computacional | Quadrilátero Ferrífero | Structural geology
Páginas
295-302
Título
GEOMETRIA 3D DE FALHAS DE EMPURRÃO E DOBRAS ASSOCIADAS COMO EXPRESSÕES DA MORFOLOGIA DO DESCOLAMENTO BASAL: RESULTADOS DE UMA SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL
Descrição
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 descolamemo 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 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.
Autores
VASSILY KHOURY ROLIM | Fernando FLECHA ALKMIM