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Título: Análise da reativação de falhas normais através da modelagem física com o uso do particle image velocimetry
Autor(es): Sousa, Luís Kennedy Andrade de
Palavras-chave: Modelagem física;Falhas normais;Inversão positiva
Data do documento: 2-Set-2016
Citação: SOUSA, Luís Kennedy Andrade de. Análise da reativação de falhas normais através da modelagem física com o uso do particle image velocimetry. 2016. 90f. Dissertação (Mestrado em Geodinâmica e Geofísica) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Resumo: Analog modeling has been used since the XIX century to simulate geological structures in order to understand the mechanisms that control their geometry and kinematics. The use of this tool in the oil industry, to help seismic interpretations (mainly searching for structural traps), helped to spread its use in the literature. Studies involving basin inversion are developed to improve understanding factors that influence the reactivation of pre-existing structures as well as their geometry. In this work, we analyze the construction of the structural architecture of a fault system that underwent positive inversion, and analyzed the relationship between the generation of new faults and reactivation of pre-existing normal faults during a contraction event. In addition, the behavior and distribution of strain along the deformation process were performed based on images obtained and processed by Particle Image Velocimetry (PIV) system. Two series of experiments were developed: i) Series I: we analyzed the generation of fault sets associated with a main listric fault and their reactivation during an inversion event. Two types of models were performed: one with listric fault, orthogonal to the direction of tension and compression (series IA), while in the other the lístrica fault was oblique (obliquity = 80) (series IB). The final structural configuration after inversion showed major fault and some of the normal faults (delimiting the grabenform structure) reactivated. Thrust and backthrust were developed from the basal portion of listric fault, or in the upper part of the model, propagating towards the base of grabenform structure; ii) Series II: we analyzed the generation of faults associated with the formation of a planar master fault, orthogonal to the direction of both tension and compression. In these experiments, the role of rheology during normal faults reactivation was analyzed. Three types of experiments were done varying the materials of the pre-tectonic sequences: sand only (series IIA); sand and gypsum ponder (series IIB); and sand and clay (series IIC). These experiments displayed the final architecture with normal faults completely or partially reactivated, and the developed thrusts and backthrust sliced up the basal portion of the grabenform structure. PIV data showed that during the first stages of compression, deformation was absorbed mainly by rearrangement of the granular material (compactation) and only after this process fault reactivation (or new fault) occurs. During deformation, some faults alternated intervals of activity and inactivity.
metadata.dc.description.resumo: A modelagem analógica, desde o século XIX, vem sendo usada para simular estruturas geológicas com o objetivo de entender os mecanismos que controlam sua geometria e cinemática. O uso desta ferramenta na indústria do petróleo, para ajudar a interpretações sísmicas e, principalmente, para procurar armadilhas estruturais, contribuíram para difundir o uso desta ferramenta na literatura. Estudos envolvendo a modelagem analógica de inversão de bacias são desenvolvidos para melhorar o entendimento dos fatores que influenciam na reativação das estruturas pré-existentes, bem como sua geometria. Neste trabalho, procurou-se analisar a construção da arquitetura estrutural de um modelo de sistemas de falhas que sofre inversão positiva, e analisar a relação entre a geração de novas falhas e a reativação das falhas normais pré- existentes, durante um evento contracional. Adicionalmente, efetuou-se a análise do comportamento e distribuição do strain ao longo do processo deformacional a partir de imagens obtidas e processadas pelo sistema Particle Image Velocimetry (PIV). Foram estudados duas séries de experimentos: i) Série I: Analisou-se a geração de falhas associadas a geração de uma falha lístrica principal e sua reativação durante a inversão cinemática. Nesta série, dois tipos de modelos foram realizados: um com a falha lístrica, ortogonal a direção de tração e compressão (Série IA), e no outro a falha lístrica foi oblíqua (“α” = 80º) (Série IB). A configuração estrutural final da inversão positiva mostrou a reativação da falha principal, com a reativação de algumas falhas normais que delimitam a estrutura grabenforme. Empurrões e retroempurrões são desenvolvidos e se enraízam a partir da porção basal da falha lístrica, ou se desenvolveram na parte superior do pacote sedimentar, propagando-se em direção à base da estrutura grabenforme; ii) Série II: Analisou-se a geração de falhas associadas à formação de uma falha mestra planar, ortogonal à direção de tração/compressão. Nestes experimentos procurou-se também observar o papel da reologia na predisposição de falhas normais serem reativadas. Para esta série de experimentos, três tipos de experimentos foram realizados com sequências pré-tectônicas constituídas por diferentes tipos de material: apenas areia (série IIA); areia e gesso (série IIB); e areia e argila (série IIC). Nos experimentos da série II, a arquitetura estrutural final mostra que falhas normais foram completamente ou parcialmente reativadas, além do desenvolvimento de empurrões e retroempurrões que seccionam a porção basal da estrutura grabenforme. Os dados obtidos com o sistema PIV, mostraram que durante o v início da compressão, a deformação foi absorvida primeiramente pela compactação do material granular, e que após este processo, ocorre a reativação e criação de novas falhas, e que determinadas falhas alternam em intervalos ativos e inativos.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/22096
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