8. Falha

Foto: Francisco António Fidalgo Félix Dias

Principais conceitos

Falhas geológicas são fraturas na crosta terrestre onde blocos de rocha se deslocam um em relação ao outro por causa das forças tectônicas que moldam nosso planeta.

Na prática, elas podem se manifestar como sistemas complexos de falhas interligadas ou zonas de brecha (rochas quebradas ao longo da falha). Para facilitar o estudo e a interpretação das falhas em mapas geológicos, vamos simplificar e tratá-las como superfícies planas com três características principais: strike, direção e ângulo de mergulho.

Classificação das falhas:

Falha Normal

Quando a capa desliza a favor do mergulho da falha (Figura 1)

Figura 1: Seção geológica mostrando camadas deslocadas por uma falha normal, com o relevo posteriormente aplainado pela erosão.

Falha Reversa

Quando a capa se movimenta na direção oposta ao mergulho da falha (Figura 2)

Figura 2: Seção geológica mostrando camadas deslocadas por uma falha reversa, também com o relevo aplainado pela erosão posterior.

Deslocamento em cada tipo de falha:

Nas Figuras 1 e 2, note como as camadas de carvão são deslocadas.

Falha Normal: O deslocamento cria uma interrupção na seção, resultando em uma área sem a presença de carvão.
Falha Reversa: O deslocamento duplica a camada de carvão, aumentando sua extensão aparente na seção.

Para um geólogo de mina, por exemplo, aprender a medir o deslocamento vertical e horizontal é fundamental para mapear trechos exploráveis, otimizar operações de extração e evitar áreas improdutivas.

Mergulho da falha:

O ângulo de mergulho de uma falha reversa tende a ser menor do que o de uma falha normal, refletindo as diferentes condições tectônicas que as formam.

Falhas Normais: Geralmente possuem ângulos de mergulho superiores a 75°, associados a forças de extensão que "afinam" a crosta.
Falhas Reversas: Apresentam ângulos de mergulho em torno de 45° ou menos, típicos de ambientes compressivos que "encurtam" a crosta.

Falha em mapa:

Em mapas geológicos publicados, o ângulo de mergulho das falhas costuma ser detalhado no texto descritivo. Já o tipo de falha e sua direção de mergulho são indicados por simbologias específicas.

Aqui, adotaremos as seguintes convenções:

Traços (➖): Indicam a direção de mergulho de falhas normais.
Triângulos (🔺): Apontam na direção de mergulho de falhas reversas.

A Figura 3 ilustra essas simbologias e como utilizá-las em mapa.

Figura 3: Recorte do mapa geológico do estado do Rio de Janeiro destacando as simbologias de falha normal e falha reversa (Heilbron et al., 2016).

Efeito do falhamento no afloramento

As falhas podem ser reconhecidas em campo pela presença de escarpas de falha, que são desníveis na superfície terrestre causados pelo deslocamento entre blocos.

Independentemente do tipo de falha, as rochas do bloco soerguido tendem a ser mais rapidamente erodidas devido à sua maior exposição. Por outro lado, as rochas do bloco rebaixado ficam mais protegidas, sendo preservadas por mais tempo.

Em uma sequência estratigráfica falhada, isso significa que:

Bloco soerguido: As camadas mais jovens são removidas rapidamente pela erosão.
Bloco rebaixado: As camadas mais novas são preservadas.

Esse padrão permite identificar o tipo de falha e o sentido do deslocamento. Ao longo de uma falha, as camadas mais recentes estarão sempre no bloco rebaixado, o que ajuda a interpretar a movimentação tectônica.

As Figuras 4 e 5 ilustram como o deslocamento da falha e a erosão afetam o afloramento das camadas.

Figura 4a: Escarpa de falha normal após a movimentação da falha.

Ao longo da falha, a camada de calcário, relativamente mais jovem que a camada de argilito, evidencia o bloco da direita como rebaixado.

Figura 4b: Escarpa de falha normal rapidamente aplainada após a erosão.

Figura 5a: Escarpa de falha reversa após a movimentação da falha.

Ao longo da falha, a camada de calcário, relativamente mais jovem que a camada de argilito, evidencia o bloco da esquerda como rebaixado.

Figura 5b: Escarpa de falha reversa rapidamente aplainada após a erosão.

Direção de mergulho da camada vs. direção de mergulho da falha

Falhas de Strike (Strike Faults):
- Como mostrado na Figura 6, essas falhas têm a direção de strike paralela (ou próxima) ao strike das camadas inclinadas.
- Quando o mergulho da camada e da falha têm a mesma direção: O deslocamento gera supressão de parte da sequência estratigráfica.
- Quando o mergulho é oposto: O deslocamento causa a repetição de camadas.

Figura 6: Blocodiagramas de falhas de strike: (a) Falha normal com direção de mergulho oposta à das camadas, causando repetição de estratos. (b) Falha normal com o mergulho da estratificação e o da falha na mesma direção, provocando supressão de camadas.

Falhas de Mergulho (Dip Faults):
- Apresentadas nas Figuras 7 e 8, essas falhas têm o strike perpendicular (ou quase perpendicular) ao strike das camadas.
- Após a erosão, o deslocamento vertical pode dar a falsa impressão de um deslocamento lateral. Na realidade, os contatos se deslocam progressivamente para baixo, seguindo o mergulho das camadas (Figura 7).
- Veja o "deslocamento lateral" aparente na Figura 8, mesmo que o deslocamento real seja vertical.

Figura 7: Blocodiagrama de falha normal: Deslocamento lateral aparente dos afloramentos, embora o deslocamento real seja vertical.

Figura 8: Blocodiagrama de falha normal: Falha de mergulho onde o deslocamento lateral aparente do contato resulta da erosão.

Falhas com Movimento Lateral (Strike-Slip Faults):
- Mostradas na Figura 9, apresentam apenas deslocamento lateral entre os blocos.
- No mapa ou no terreno, são indistinguíveis das dip faults sem a análise de indicadores cinemáticos no plano de falha, como estrias.
- O ângulo de mergulho desse tipo de falha é frequentemente próximo à vertical .

Figura 9: Blocodiagrama mostrando o deslocamento horizontal (lateral) causado por uma falha de strike-slip.

Falhas Oblíquas:
- Ocorrem quando o strike da falha não é paralelo ao strike nem ao mergulho das camadas (Figura 10).
- Esses deslocamentos combinam movimento lateral e vertical, criando padrões mais complexos no mapa geológico.