F O T O G E O L O G I A - Geologia Ufpr

F O T O G E O L O G I AUFPR / 2010Prof. NadalinIntroduçãoO método lógico-sistemático baseia-se na separação de faixas ou zonashomólogas com posterior interpretação de suas propriedades. Esse método consisteem uma análise inicial das propriedades das formas, principalmente de relevo edrenagem, sem considerar o significado geológico dos mesmos. Tal metodologiapermite que a fase posterior de foto-interpretação seja adotada como um meio dedescoberta autônoma, sem idéias pré-concebidas.MetodologiaPodemos dividir essa atividade da seguinte maneira: Foto-leitura; Foto-análise eFoto-interpretação.A foto-leitura consiste em um contato inicial com a imagem a ser interpretada. Éo reconhecimento do posicionamento das feições da superfície terrestre, naturais ouartificiais, pelas suas feições na foto aérea. Atenta-se para as características deimagem: se é uma fotografia aérea, a escala da foto, a vegetação, a drenagem, orelevo, entre outras.Exemplo:Traço de foliação ou acamamentoPosteÁrvore

A foto-análise é o processo de separar qualquer objeto em suas partes ouelementos constituintes, ou o exame de um objeto para distinguir suas partescomponentes separadamente ou em relação com o todo.A foto-interpretação é o estudo da imagem fotográfica visando a descoberta e aavaliação, por métodos indutivos, dedutivos e comparativos do significado, função erelação dos objetos correspondentes às imagens.

ELEMENTOS DE FOTO-ANÁLISE E FOTOINTERPRETAÇÃO GEOLÓGICAElemento TexturalUm elemento textural é a menor superfície contínua e homogênea, distinguívelna imagem fotográfica e possível de repetição, com formas e dimensões definidas.Exemplo: um elemento textural pode ser a imagem de uma árvore, ou de uma parte daárvore, dependendo da escala da foto; ou a imagem de uma parte de uma drenagemou do relevo.LineaçãoA lineação é uma estrutura retilínea ou levemente encurvada (em arco), que sesalienta positivamente (pequena crista) ou negativamente (sulco, ranhura oudepressão) no terreno. São importantes principalmente na análise e interpretação dorelevo (definição da direção e mergulho da camada, foliação, entre outras).Existem dois tipos de lineações:Em feixe: possuem como característica principal uma disposição paralela, decontinuidade longitudinal.Em série ou paralelas (ou transversais): mostram um arranjo mais paralelo quelongitudinal, normalmente irregular, desordenado e mais espaçado.Lineações em feixelineações em série ou paralelas

AlinhamentoO alinhamento, de conceito similar ao da lineação, difere na escala, ou seja,enquanto a lineação normalmente varia de 3 a 15 milímetros de comprimento, umalinhamento abrange tamanho superior a 30 milímetros na escala da foto trabalhada.TexturaA textura é o padrão de arranjo dos elementos texturais e representa a imagemde conjunto dada pela disposição das menores feições que conservam sua identidadena escala da fotografia. Importante observar que as variações na textura do relevo e dadrenagem constituem a propriedade fundamental na análise da imagem, poispermitem separar feições com significados diferentes ou associar feições com omesmo significado, dado por condições naturais.EstruturaA estrutura é a lei que exprime o padrão de organização no espaço doselementos texturais.Exemplo:DensidadeA densidade de textura é o inverso da distância que separa os elementostexturais ou o maior ou menor número de elementos texturais por unidade de área.Exemplo: uma área com abundantes formas de micro relevo (aspecto áspero), éconsiderada como tendo uma densidade de textura de relevo alta, assim como umaregião com formas de relevo aplainadas, com encostas lisas, é considerada comotendo uma densidade de relevo baixa.O exame em conjunto da densidade da textura de relevo e drenagem, leva acaracterização de importantes propriedades da rocha. Dessa forma, a densidade dede relevo está diretamente relacionada, entre outros fatores, à resistência à erosão darocha, enquanto que a densidade de drenagem está relacionada, em uma proporçãoinversa, à permeabilidade da rocha.

Grau de EstruturaçãoO grau de estruturação refere-se a regularidade de organização dos elementostexturais, podendo ser fracamente estruturada, quando a lei de ordenação é maldefinida, pouco regular ou pouco precisa; ou fortemente estruturada, em caso dedisposição regularmente ordenada.Ordem de EstruturaçãoA ordem de estruturação qualifica a complexidade da organização doselementos ou a superposição de padrões de organização.Tem-se uma estrutura de primeira ordem quando apenas uma lei define opadrão de ordenação (como por exemplo o padrão em linha reta dos elementostexturais), uma estrutura de segunda ordem quando duas leis definem o padrão deordenação e assim por diante.Exemplos:Textura de drenagem com baixa densidade,disposição anelar, pouco estruturadae de primeira ordem.Textura de drenagem com média densidade,disposição anelar e radial, fortementeestruturada e de segunda ordem.

Textura de relevo (lineações positivas e ou negativas) com densidade média,disposição retilínea, fortemente estruturada (acima) e irregulare não estruturada (abaixo) e de primeira ordem.Textura de relevo (lineações positivas e ou negativas) comdensidade baixa (cantos) e alta (centro), fortementeestruturada e de primeira ordem.Quanto maior o grau e a ordem de estruturação dos elementos texturais em umaforma, menor a possibilidade da mesma ser casual.Zonas HomólogasSão agrupamentos de elementos texturais e estruturais com propriedadessemelhantes. As zonas homólogas são separadas por limites definidos, quandocoincidem com uma forma linear estruturada (lineações, alinhamentos, quebrastopográficas); limites progressivos ou graduais, quando as propriedades de uma zonahomóloga são substituídas progressivamente pelas propriedades de outra zonahomóloga; limites envoltórios ou aproximados, são marcados quando separa-se umconjunto de propriedades texturais e/ou estruturais sem que estas propriedadescubram toda a zona delimitada, ou quando existir elementos texturais ou estruturaisdiferentes dentro da zona homóloga delimitada.

D R E N A G E MA rede de drenagem, traçada de forma sistemática e uniforme, pode fornecerinformações de grande importância, especialmente quanto à estrutura geológica daárea e variações no estilo estrutural.No procedimento de extração da drenagem, devemos traçar todos os elementos,desde a primeira ordem. Entende-se como de primeira ordem, os primeiros e menoressulcos de escoamento superficial, perenes ou não. Para realçar as propriedades maisimportantes a serem analisadas, é interessante reduzir o calque (transparência) em até70% da drenagem originalmente traçada.A sistemática na análise e posterior interpretação da drenagem, consiste notraçado das lineações, dos alinhamentos, das assimetrias, da delimitação eclassificação das zonas homólogas e interpretação.A indicação das lineações e alinhamentos devem ser feitas com coresapropriadas (em feixe traçadas na cor azul e em série traçadas na cor vermelha). Notraçado dos alinhamentos de drenagem, além dos fundos de vale, pode-se alinhar asnascentes ou segmentos de drenagem, desde que existam pelo menos quatroelementos alinhados (traçar em preto).A assimetria de drenagem é determinada pela diferença de densidade, extensãoe angularidade entre os dois lados de um alinhamento negativo e que para eleconvirjam. São classificadas como forte ( ), moderada ( ), fraca ( ) nula( ) e representadas na cor vermelha.A assimetria é forte quando mostra diferenças de densidade, extensão eangularidade entre os dois lados do alinhamento; é moderada quando a drenagem sediferenciar por apenas duas características e fraca quando se diferenciar somente comuma característica. Quando as drenagens forem simétricas a simetria é nula.A simbologia da assimetria é marcada próximo ao alinhamento negativo, nosentido do fluxo das drenagens mais longas.

A análise de simetria só deve ser feita quando houver drenagem em ambos oslados de um determinado alinhamento.As zonas homólogas devem ser separadas e classificadas segundo adensidade, a forma, a tropia e densidade de lineações paralelas ou em série, sendoclassificadas cada uma dessas propriedades com as letras A (alta), M (média), B(baixa), N (nula).A densidade de drenagem é dada pelo maior ou menor número de drenagenspor unidade de área. É um parâmetro relativo a cada área de estudo. Podemoscaracterizar a densidade como o inverso do espaçamento entre os tributários, quantomenor o espaçamento maior a densidade de drenagem. Classificamos como alta,moderada, baixa e nula.A forma da drenagem reflete a expressão espacial do conjunto de elementosestruturais que compõem a rede de drenagem. Conforme a sua geometria, ela pode seapresentar predominantemente sob a forma de candelabro, retangular, sub-paralela oudendrítica, respectivamente classificadas como alta, moderada, baixa e nula.

A tropia reflete a propriedade dos elementos de drenagem se orientaremsegundo tendências ou direções. Uma tropia é considerada alta quando existe umpredomínio acentuado das lineações em feixe sobre as lineações em série; a tropia émoderada quando a quantidade das lineações forem proporcionais; a tropia é baixaquando as lineações em série predominam sobre as lineações em feixe; a tropia é nulaé caracterizada somente por lineações em série.A densidade de lineações em série ou paralelas, a exemplo das outraspropriedades, também são classificadas como alta (A), moderada (M), baixa (B) e nula(N).Exemplo de classificação de zonas homólogasObservação: essa classificação poderá ser um pouco diferente conforme apessoa que a interpreta, por tratar-se de um parâmetro relativo e não absoluto.

R E L E V OIntroduçãoQuando foto-interpretamos uma imagem, devemos lembrar que a integração dasdiversas feições e propriedades, quando analisadas em conjunto, fornece informaçõessobre as diferenças litológicas e as feições estruturais existentes.O clima tem grande influência na maneira como as rochas aparecem nasfotografias aéreas. Em regiões de climas áridos e semi-áridos, a foto-interpretação ésignificativamente facilitada, tendo em vista que os menores contrastes existentes naimagem são ressaltados devido a pouca espessura de solo e, consequentemente, depouca vegetação presente sobre as rochas. O uso da cobertura vegetal comopropriedade foto-interpretativa não é comum, porém, em determinados casos, ela podeser utilizada para determinar diferentes tipos litológicos.O relevo é o resultado da resistência à erosão de determinado tipo de rochafrente ao intemperismo, portanto, o relevo dependerá da composição e estrutura darocha e dos fatores climáticos atuantes.Uma mesma litologia poderá formar diferentes tipos de relevos, dependendo dacomposição da (s) rocha (s) encaixante (s).AVVV VVVVVVB¹Clima ÚmidoCVVVVVB²VA – pouco resistenteC – muito resistenteB¹ – forma crista B² – forma valeUma rocha calcária, por exemplo, em clima seco forma feições positivas, aopasso que em clima úmido sua morfologia é ondulada e, normalmente, apresentafeições cársticas como dolinas e sumidouros.A resistência das litologias frente à erosão dependerá, portanto, da composiçãomineralógica, granulometria, compactação e estrutura (maciça, foliada, estratificada,etc) das mesmas. Esses fatores influenciam tanto o intemperismo químico, como aerosão mecânica, predominando um ou outro se o clima é mais úmido ou seco.

SistemáticaA sistemática da análise do relevo consiste no traçado das lineações, dosalinhamentos e das principais quebras, na verificação das assimetrias, na delimitaçãodas zonas homólogas e ou foto-litológicas e na interpretação.LineaçõesAs lineações positivas são estruturas retilíneas ou levemente encurvadas,contidas em um único plano, que se salientam positivamente no terreno (cor marrom).As lineações negativas são estruturas retilíneas ou levemente encurvadas,contidas em um único plano, que formam sulcos ou ranhuras no terreno.As lineações negativas em feixe (cor azul) são as que mostram um arranjo tantolongitudinal quanto paralelo, em faixas definidas e, via de regra, são paralelas àslineações positivas. As lineações em série (cor vermelha) mostram um arranjomais paralelo do que longitudinal, normalmente são mais espaçadas do que asanteriores e também as cortam nas mais diversas direções.Lineações em feixelineações em série ou paralelasQuebras TopográficasAs quebras topográficas diferenciam-se das lineações devido as suassinuosidades e maior extensão longitudinal. As quebras negativas são as rupturas dedeclive côncavas e as quebras positivas são as rupturas de declive convexas.Desenvolvem-se por resistência diferencial à erosão e ou intemperismo (diferentespropriedades físicas e químicas).As quebras negativas representam o limite entre as camadas mais e menosresistentes à erosão e são chamadas de contatos foto-litológicos, e o seu valor esignificado geológico é tanto maior quanto mais contínua for e também quanto maior foro seu paralelismo com uma quebra positiva.

As quebras positivas representam níveis de maior resistência à erosão dentro deuma mesma unidade foto-litológica e prestam-se mais a estudos estruturais.As quebras existentes no terreno podem ser agudas (linha de ruptura definida) ou suaves (zona de ruptura ).AlinhamentosOs alinhamentos são estruturas retilíneas ou levemente encurvadas que sesalientam positivamente, sob a forma de cristas (cor marrom), ou negativas, sob aforma de vales (cor azul para alinhamentos na direção dos feixes e cor vermelha paraos demais alinhamentos).Os alinhamentos, como as quebras topográficas, são marcadas com traçocontínuo, interrompido ou pontilhado, quando bem, moderadamente ou mal definidos.Assimetria de RelevoConsidera-se um relevo assimétrico quando as quebras negativas e positivasseparam zonas de maior e menor declividade, ou com propriedades de relevodiferentes alternadamente. Pelo exame da imagem, podemos definir diferentes grausde assimetria:a. Assimetria Forte: quando uma zona homóloga horizontal a sub-horizontal seopõem a uma zona homóloga fortemente inclinada.

. Assimetria moderada: quando duas zonas homólogas justapostas possuemdeclives elevados e são visivelmente diferentes com relação a densidadede textura de relevo.c. Assimetria baixa: quando as duas zonas homólogas justapostas apresentamdeclives aproximadamente iguais, mas se diferenciam na densidade detextura de relevo.d. Assimetria nula (simétrica): quando as duas zonas homólogas possuemdeclives similares e não se diferenciam na textura de relevo.TexturaA textura é o padrão de arranjo dos elementos texturais e representa a imagemde conjunto dada pela disposição das menores feições que conservam sua identidade

na escala da fotografia. Importante observar que as variações na textura do relevo e dadrenagem constituem a propriedade fundamental na análise da imagem, poispermite separar feições com significados diferentes ou associar feições com omesmo significado, dado por condições naturais.Zonas HomólogasAs zonas homólogas de relevo são agrupamentos de elementos texturais eestruturais com propriedades semelhantes. Os limites que as separam podem serdefinidos, aproximados (ou graduais) ou inferidos.Quando o mergulho das camadas de rochas for de baixo ângulo, os limites daszonas homólogas irão coincidir com as quebras topográficas positivas e negativas (verabaixo).Esta situação poderá ser diferente quando o mergulho das camadas foracentuado. Os limites de algumas zonas homólogas poderão coincidir com os limitesdas zonas foto-litológicas (duas quebras topográficas negativas consecutivas).ZH = zona homólogaZF = zona fotolitológica

d. as lineações negativas, transversais às positivas e aos limites das zonashomólogas, representam traços de fratura, pequenos diques menosresistentes à encaixante, entre outras.Quebrasa. as quebras topográficas positivas são traços de corpos mais resistentes.b. as quebras topográficas negativas são traços de corpos menos resistentes,contatos litológicos, falhas (cavalgamento).Alinhamentosa. os alinhamentos positivos são traços de corpos mais resistentes, falhaspreenchidas, diques.b. os alinhamentos negativos representam corpos menos resistentes, falhas,contatos litológicos, fraturas.Zonas HomólogasAs zonas homólogas podem estar truncadas e deslocadas por traçostransversais ou oblíquos aos seus limites, o que pode representar uma falha. O sentidodo movimento aparente é dado pelo próprio deslocamento dos limites da zonahomóloga ou pela flexão ou dragueamento desses limites ou dos traços de lineaçõesneles contidos.Traços de AcamamentoO reconhecimento do acamamento é devido ao fato de que sucessivas camadasgeralmente diferem nas suas características físicas e químicas. A topografia resultanteraramente deixa de mostrar a forte influência do acamamento. As lineações positivas,em arco ou retilíneas, são interpretadas como traços de acamamento, e constituem aexpressão da exposição de pequenas camadas mais resistentes ao intemperismo.a. camadas com alto mergulho produzem traços de acamamento retilíneo,independente das formas de relevo, portanto, não sofrem desvios quando cruzam valese colinas (regra dos “vês”).b. camadas com mergulhos menores, mais suaves, ao cruzarem vales e colinas,dão origem a traços em forma de arco e V. Nesse caso, o ângulo do V aponta a direçãodo mergulho e o traçado do arco mostra que, quanto mais fechado é esse arco, menoro mergulho da camada.

Traços de FoliaçãoAs lineações de relevo, para serem interpretadas como traços de foliação,deverão apresentar uma ou mais das seguintes propriedades:a. ser paralelas umas às outras, pelo fato da foliação resultar de um esforçoregional.b. ser numerosas, principalmente porque o número de planos de foliação nasrochas pode ser muito grande, portanto, é de se esperar que os traços defoliação também o sejam.c. ser curtos, devido a semelhança entre os planos de foliação vistos nasrochas (não há propriedade que assegure a continuidade de um traço defoliação qualquer), consequentemente, não poderão ser representados porvales e serras contínuas e muito longas.Traços de FraturaOs traços de fratura normalmente não apresentam um paralelismo marcante,normalmente são multidirecionais (fato este que os distingue dos traços de foliação).