Cinemática e geometria de camadas rúpteis e dúcteis sobre um sistema de falhas normais reativado : observações a partir de modelos físicos de caixa de areia.

Abstract

Este trabalho apresenta modelos analógicos de uma bacia gerada em duas fases de deformação, sendo a primeira, distensiva, e, a segunda, compressional ou extensional, sendo as duas fases separadas por uma seqüência pós-rifte intercalada por uma camada de silicone (análogo do sal). O principal objetivo do presente estudo era analisar por meio de simulações físicas, em caixa de areia, a relação entre a deformação de sequências pós-sal e reativações de estruturas do embasamento (relativas à formação da bacia). De maneira geral, os trabalhos experimentais existentes na literatura analisam as deformações acima de camadas dúcteis (sal) posicionadas diretamente sobre o embasamento, resultantes de uma única fase de extensão. Aqui, em contraste com várias experiências físicas anteriores, a camada de silicone foi intercalada na sequência pós-rifte. Além disto, o intuito do presente estudo era contribuir ao entendimento do papel de uma camada de evaporitos na deformação, uma vez que esta pode mascarar a relação de causa e efeito entre as diferentes fases de deformação. Os modelos físicos foram desenvolvidos com areia seca, colorida artificialmente, e silicone (polydimethylsiloxane), em um aparato experimental consistindo de uma caixa retangular de 40 cm x 35 cm x 20 cm (comprimento x largura x altura), acoplado a um motor elétrico. A primeira fase de deformação (extensional, de 6 cm) era igual para todos os modelos, enquanto, na segunda, variaram-se o regime de deformação e as magnitudes de reativação. Os experimentos análogos revelaram que a reativação por encurtamento, de baixa magnitude, 0,75 cm (12,5 % em relação à primeira fase extensional), não produziu estruturas nas camadas acima do silicone. Somente as reativações positivas iguais ou superiores a 1,5 cm (25 % em relação à primeira fase extensional), revelaram um arqueamento de caráter regional em toda a seção pós-sal além da formação de estruturas de empurrão, retroempurrão e falhas reversas. Os modelos levam a constatação que a princípio, em processos de reativação por encurtamento, só se formam estruturas acima do pacote evaporítico quando a magnitude de deformação é relativamente alta, após 50 % de reativação positiva, sendo essa desacoplada da sequência pré-silicone. Nos modelos de reativação extensional, as pequenas quantidades de reativação (0,5 cm; 8,3% em relação à primeira fase extensional) apenas uma deformação sutil foi detectada. O movimento ocorreu predominante ao longo das falhas da borda do rifte, com reativação intra-rift menor marcada por falhas que se estendem através das camadas de pré-silicone. Nenhuma deformação foi observada nas camadas pós-silicone. O aumento da magnitude de extensão na fase de reativação produziu uma série de falhamentos e dobramentos na seção pós-silicone. Reativações maiores que 1,0 cm (16,6% em relação à primeira fase extensional) produziram uma deformação rúptil fortemente distribuída, com a formação de uma série de grábens e de uma grande monoclinal no centro da bacia. Acima das falhas da borda do rifte, a magnitude da reativação crescente produziu deformação rúptil focalizada associada à formação de dobras forçadas estreitas. Assim, os modelos mostraram que a maior magnitude de reativação extensional produziu o maior acoplamento entre as camadas pré e pós-silicone, confirmando experiências físicas anteriores simulando apenas uma fase extensional.