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Title: Modelagem física analógica de estruturas pós-sal relacionadas a uma inversão tectônica.
Authors: Almeida, Gisela Miranda de Souza
metadata.dc.contributor.advisor: Gomes, Caroline Janette Souza
Keywords: Geologia estrutural
Falhas - geologia
Bacias sedimentares
Modelagem física
Issue Date: 2019
metadata.dc.contributor.referee: Gomes, Caroline Janette Souza
Reis, Humberto Luis Siqueira
Silva, Fernando César Alves da
Citation: ALMEIDA, Gisela Miranda de Souza. Modelagem física analógica de estruturas pós-sal relacionadas a uma inversão tectônica. 2019. 82 f. Dissertação (Mestrado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: A partir da década de 80, cresceram as pesquisas de modelagem física analógica de bacias sedimentares distensivas, inicialmente sem a intercalação de camadas evaporíticas. Estas, quando introduzidas nos modelos levantaram uma série de novos questionamentos sobre a deformação das bacias, uma vez que o sal constitui um material de comportamento mecânico significativamente diferente daquele de outras rochas sedimentares. Os estudos experimentais existentes na literatura posicionam a camada dúctil de silicone (análogo ao sal) dentro da unidade sin-rifte ou diretamente sobre o embasamento, relacionando a deformação da bacia ao strength do sal, e este (o strength), por sua vez, à espessura tanto da camada dúctil quanto da cobertura rúptil (pacote pós-sal) assim como à velocidade de deformação. O intuito do presente trabalho é dar uma contribuição ao tema analisando-se o comportamento de uma bacia submetida à inversão tectônica com a camada de silicone no pós-rifte. Assim, investigou-se a deformação no sin-rifte e no pós-silicone. Foram desenvolvidos 15 modelos em caixa de experimentos com dimensões internas de 35 cm x 23.4 cm x 10 cm (comprimento x largura x altura). Nestes, empregaram-se a areia de quartzo para representar as unidades rúpteis, do pré-, sin e pós-rifte da bacia, e o silicone (polydimethylsiloxane) para simular a camada de sal intercalada no pós-rifte. A primeira fase de deformação, uma distensão de 6 cm, foi a mesma para todos os modelos, enquanto, na segunda, de compressão, variaram-se a espessura do pacote pós-rifte (das camadas de silicone e do póssilicone), a magnitude e a velocidade de deformação. Um modelo apresentava somente extensão. Após a deformação, os modelos foram umidificados com água para a obtenção de perfis paralelos à direção do transporte tectônico. Os modelos revelaram que, independente da geometria da bacia, simétrica ou assimétrica, ou da presença de um descolamento basal dúctil, uma camada de silicone no pós-rifte causa um processo de deslizamento gravitacional do silicone em decorrência à ascensão da bacia invertida. Como resultado da deformação ocorreram feições de fluxo do tipo afinamento da camada de silicone, nas porções mais elevadas, e espessamento e injeção do material viscoso ao longo de falhas reversas. A análise dos fatores que influenciam o strength do sal revelou que a deformação rúptil no pós-silicone foi maior quando os parâmetros eram reduzidos, isto é, baixa espessura das camadas de silicone e pós-silicone e da velocidade de deformação. Com o aumento destes parâmetros, a transmissão dos esforços para a cobertura foi pequena, reduzindo o acoplamento entre a deformação rúptil, acima e abaixo da camada de silicone. Além disto, o aumento da espessura do pós-silicone significou o crescimento da tensão normal, o que promoveu fluxo mais intenso do material viscoso e uma deformação rúptil distante da bacia. No interior da bacia, a inversão causou reativação de falhas normais e a formação de novas falhas compressivas. Sob alta magnitude de deformação e sob condições favoráveis de espessuras e velocidade de deformação, um alto rejeito das falhas, mais comum entre as falhas compressivas, causou a sua transmissão ao pós-silicone. Feições similares foram reconhecidas na Bacia de Tucumán (Argentina).
metadata.dc.description.abstracten: Analogical physical modelling studies of extensional sedimentary basins have increased since the 1980s, initially without interbedded evaporite layers. These layers in the models raised a number of new questions about the evolution of basins, being that salt is a material with significantly different mechanical behavior when compared to other sedimentary rocks. Experimental studies in the literature are based on a model of silicone putty (analogue to salt) inside the syn-rift unit or directly above the basement, relating the basin deformations to salt strength, as well as the ductile layer and the brittle overburden (post-salt package) thicknesses as the displacement rate. The aim of this study was to contribute to the subject, analyzing the inverted basin behavior with the postrift silicone layer. Thus, the deformation in the sin-rift and in the post-silicone were investigated. Fifteen experiments were set up in 35 cm x 23,4 cm x 10 cm (length x width x height) sandboxes. In the models, the quartz sand was used to represent the brittle units, pre-, syn- and post-rift basin sequences, and the silicone putty (polydimethylsiloxane) to represent the salt layer interbedded in the post-rift. The first phase of deformation had an extension of 6 cm and was the same for all models. Whereas, in the second phase, compression, the post-rift package (the silicone putty and the post-silicone), the magnitude and the displacement rates were varied. One model solely displayed extension. After deformation, the models were humidified with water to obtain sections parallel to the tectonic transport. The models revealed that, regardless of basin geometry, whether it was symmetric or asymmetric or had ductile basal detachment, a post-rift silicone layer causes a gravitational gliding process due to the rise of the inverted basin. This resulted in flow features like silicone layer thinning in the higher portions, and thickening and injection of viscous material along reverse faults. The analysis of factors that influenced salt strength revealed that postsilicone brittle deformation was greater when the parameters were reduced, that means, the silicone and the post-silicone thicknesses and the rate of deformation decreased. With increasing parameters, the effort transmission to the cover was small, reducing coupling between brittle deformation above and below the silicone layer. Moreover, an increase of the post-silicone thickness meant more normal stress, promoting intensive flow of the viscous material and brittle deformation far from the basin. Inside the basin, the inversion caused reactivation of normal faults and the formation of new compressive faults. Under high magnitude deformation and under favorable conditions of thicknesses and rate displacement, a high offset from the faults, more common among compressive faults, caused their transmission to the post-silicone. Similar features were found in the Tucumán Basin (Argentina).
Description: Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11670
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 05/07/2019 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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