UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
SEDIMENTOLOGIA E PETROLOGIA SEDIMENTAR Código da disciplina – GEL 019
Prof. Alexandre Uhlein Guilherme Labaki Suckau Júlio Carlos Destro Sanglard
SUMÁRIO 01 – Origem e natureza das rochas sedimentares......................................... sedimentares........................................................................... ..................................03 03 02 – Importância das rochas sedimentares......................................................................................05 03 – Intemperismo e o ciclo sedimentar............................................................................................06 04 – O ciclo sedimentar: erosão, transporte e deposição....................................... deposição.................................................................07 ..........................07 05 – Tipos de transporte sedimentar.................................................................................................09 06 – Textura de rochas sedimentares...............................................................................................10 07 – Classificação das rochas sedimentares....................................................................................16 7.1 Rochas terrígenas / siliciclásticas.................................. siliciclásticas..................................................................... .......................................................17 ....................17 7.2 Rochas carbonáticas............................................................................................................23 7.3 Rochas evaporíticas.............................................................................................................29 7.4 Rochas ricas em ferro: ferro: formação ferrífera (bif)............................... (bif).................................................................. ......................................32 ...32 7.5 Sedimentos silicosos............................................................................................................34 08 – Tipos de bacias sedimentares...................................................................................................35 8.1 Introdução: tectônica de placas............................................... placas.................................................................................. .............................................36 ..........36 8.2 Classificação das das bacias sedimentares: Margens divergentes, divergentes, convergentes e intraplacas..............................................................37 intraplacas.......................................... ....................37 09 – Transporte e estruturas sedimentares......................................................................................39 10 – Estruturas sedimentares............................................................................................................44 10.1 Estruturas erosionais..........................................................................................................44 10.2 Estruturas sindeposicionais................................................................................................44 10.3 Estruturas pós-deposicionais.............................................................................................50 11 – Geometria e mudança lateral de fácies em depósitos sedimentares. Noção de fácies............52 12 – Ambientes de sedimentação e fácies sedimentares....................................... sedimentares.................................................................54 ..........................54 12.1 Leque aluvial......................................................................................................................58 12.2 Ambiente fluvial..................................................................................................................59 12.3 Ambiente desértico.............................................................................................................64 12.4 Ambiente lacustre...............................................................................................................67 12.5 Ambiente glacial.................................................................................................................71 12.6 Ambiente deltáico...............................................................................................................77 12.7 Ambientes costeiros (litorâneos)............................................................ (litorâneos)........................................................................................85 ............................85 12.8 Ambiente marinho raso (plataformal).......................................................... (plataformal).................................................................................93 .......................93 12.9 Ambiente marinho profundo profundo (leque submarino)............................. submarino)................................................................ ....................................98 .98 12.10 Ambientes de de sedimentação sedimentação de carbonatos....................................... carbonatos..................................................................102 ...........................102 13 – Mineralogia de rochas sedimentares......................................................................................104 14 – Diagênese...............................................................................................................................105 15 – Petrologia Sedimentar: Sedimentar: uma introdução..................................................................................108 introdução......................................................... .........................108
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SUMÁRIO 01 – Origem e natureza das rochas sedimentares......................................... sedimentares........................................................................... ..................................03 03 02 – Importância das rochas sedimentares......................................................................................05 03 – Intemperismo e o ciclo sedimentar............................................................................................06 04 – O ciclo sedimentar: erosão, transporte e deposição....................................... deposição.................................................................07 ..........................07 05 – Tipos de transporte sedimentar.................................................................................................09 06 – Textura de rochas sedimentares...............................................................................................10 07 – Classificação das rochas sedimentares....................................................................................16 7.1 Rochas terrígenas / siliciclásticas.................................. siliciclásticas..................................................................... .......................................................17 ....................17 7.2 Rochas carbonáticas............................................................................................................23 7.3 Rochas evaporíticas.............................................................................................................29 7.4 Rochas ricas em ferro: ferro: formação ferrífera (bif)............................... (bif).................................................................. ......................................32 ...32 7.5 Sedimentos silicosos............................................................................................................34 08 – Tipos de bacias sedimentares...................................................................................................35 8.1 Introdução: tectônica de placas............................................... placas.................................................................................. .............................................36 ..........36 8.2 Classificação das das bacias sedimentares: Margens divergentes, divergentes, convergentes e intraplacas..............................................................37 intraplacas.......................................... ....................37 09 – Transporte e estruturas sedimentares......................................................................................39 10 – Estruturas sedimentares............................................................................................................44 10.1 Estruturas erosionais..........................................................................................................44 10.2 Estruturas sindeposicionais................................................................................................44 10.3 Estruturas pós-deposicionais.............................................................................................50 11 – Geometria e mudança lateral de fácies em depósitos sedimentares. Noção de fácies............52 12 – Ambientes de sedimentação e fácies sedimentares....................................... sedimentares.................................................................54 ..........................54 12.1 Leque aluvial......................................................................................................................58 12.2 Ambiente fluvial..................................................................................................................59 12.3 Ambiente desértico.............................................................................................................64 12.4 Ambiente lacustre...............................................................................................................67 12.5 Ambiente glacial.................................................................................................................71 12.6 Ambiente deltáico...............................................................................................................77 12.7 Ambientes costeiros (litorâneos)............................................................ (litorâneos)........................................................................................85 ............................85 12.8 Ambiente marinho raso (plataformal).......................................................... (plataformal).................................................................................93 .......................93 12.9 Ambiente marinho profundo profundo (leque submarino)............................. submarino)................................................................ ....................................98 .98 12.10 Ambientes de de sedimentação sedimentação de carbonatos....................................... carbonatos..................................................................102 ...........................102 13 – Mineralogia de rochas sedimentares......................................................................................104 14 – Diagênese...............................................................................................................................105 15 – Petrologia Sedimentar: Sedimentar: uma introdução..................................................................................108 introdução......................................................... .........................108
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01. ORIGEM E NATUREZA DAS ROCHAS SEDIMETARES 1 - Rochas detríticas, detríticas, clásticas, clásticas, siliciclásticas. siliciclásticas.
2 – Rochas químicas / bioquímicas
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Faça uma comparação entre os dois modelos para formação de rochas sedimentares. Compare, em especial, os seguintes aspectos: 1. Relevo da área fonte; 2. Mecanismo de transporte; 3. Mecanismos de sedimentação; 4. Produto gerado na bacia sedimentar.
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02. IMPORTÂNCIA DAS ROCHAS SEDIMENTARES 1- Recursos minerais energéticos: petróleo, carvão, gás. 2- Argilominerais (caolinita, ilita, bentonita, montmorilonita): tijolos, telhas, cerâmica, lama de perfuração. 3- Rocha de revestimento e construção civil, como rocha ornamental: arenitos, calcários. 4- Produção de cimentos (concreto): calcário + gipsita + argilomineral. 5- Areia: construção civil, indústria do vidro. 6- Ouro, diamante, gemas (pedras semi-preciosas): cascalhos de rios e conglomerados. 7- Minerais químicos e fertilizantes: Evaporitos (NaCl, sulfatos, KCl, S) paraprodução de remédios e produtos químicos. Fosforito (apatita sedimentar) Fósforo (P) para fertilizantes 8- Extração de ferro (jaspilito/itabirito) e manganês sedimentares; 9- Extração (lavra) de sulfetos (Pb-Zn) em arenitos/calcários.
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03. INTEMPERISMO E O CICLO SEDIMENTAR 1 - Conceito: intemperismo é um conjunto de modificações de ordem física (desagregação) e química (decomposição) que as rochas sofrem ao aflorarem na superfície da Terra. Produtos do Ciclo Sedimentar: Intemperismo: -rocha alterada -solo
Erosão Transporte Sedimentação
Aplainamento do relevo
2 - Fatores que influem no intemperismo: •
Clima – variação de temperatura e distribuição das chuvas;
•
Relevo – regime de infiltração das águas;
•
Cobertura vegetal – matéria orgânica para reações químicas;
•
Tipo de rocha;
•
Tempo geológico;
3 – Tipos de Intemperismo: •
•
Físico – desagregação da rocha em partículas. Variações de temperatura, congelamento de água em fissuras, cristalização de sais, formação de juntas de alívio, raiz. Químico – ação de água da chuva (pH ácido) que infiltra nas rochas. Provoca reações de hidratação, dissolução, hidrólise e oxidação dos minerais das rochas. H2O + CO2 H2CO3 (reduz o pH das águas subterrâneas – SOLVENTE) Componentes solúveis são retirados em solução, Na, K, Ca, Mg, Si – Soluto. Formam-se argilominerais. Componentes insolúveis (óxidos Fé/Al) ficam retidos no solo
4 – Intemperismo e o ciclo sedimentar Estabilidade tectônica + cobertura vegetal Mudança climática e/ou tectônica (sem cobertura vegetal)
Intemperismo químico (lixiviação) Intemperismo físico (erosão física)
Sedimentos químicos em bacias marinhas
Sedimentos clásticos, conglomerados e arenitos em bacias sedimetars
LEIA MAIS: 1. Decifrando a Terra, cap. 8, pg. 139 a 165. 2. Geologia Sedimentar, cap. 2, pg. 11 a 22. 6
04. O CICLO SEDIMENTAR: EROSÃO, TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO 1 – Agentes geológicos que operam na superfície da Terra Rios, ventos, geleiras, águas superficial e subterrânea; Ondas, marés e correntes oceânicas
2 – Ciclo sedimentar: erosão, transporte e sedimentação.
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3 – Erosão Desgaste da superfície da Terra por processos físicos, químicos e biológicos. Remoção de detritos. Tipos de erosão: pluvial, fluvial, marinha, eólica, glacial. 4 – Transporte Carreamento ou remoção dos produtos do intemperismo e da erosão. Movimentos de massa (fluxos gravitacionais), ação da água (chuva e rios), ação do vento, geleiras, ondas, marés, correntes marítimas.
Tipos
Mecânico (grãos) Químico (soluto) Íons em solução
Fluxo fluido (baixa viscosidade) Fluxo denso (alta viscosidade)
5 – Deposição / sedimentação Noção de bacia sedimentar e do nível de base (nível do mar) Acumulação de partículas minerais em meio subaquoso ou subaéreo. Tipos
(1) diminuição da velocidade da corrente e ação da gravidade sobre sólidos granulares (areia, silte, etc.) (2) variação de parâmetros químicos (pH, Eh, solubilidade) e atividade orgânica sobre íons, em meio aquoso.
LEIA MAIS: 1. Decifrando a Terra, cap. 9, pg. 167 a 190. 2. Geologia Sedimentar, cap. 3, pg. 23 a 42. 3. Para entender a Terra, cap. 8. pg. 195-224. 8
05. TIPOS DE TRANSPORTE SEDIMENTAR 1 - Fluxo de baixa viscosidade Mecanismo de transporte em função da granulometria, densidade e morfometria. Suspensão (argila)
Arraste
Ex: Rios, ondas,
Saltação
marés, vento.
Rolamento
2 - Fluxo denso / alta viscosidade Grande concentração de sedimentos, com maior coesão e atrito. Declives (encostas e taludes); Deposição com diminuição do gradiente; Caráter episódico.
Resistência Força peso
Tipos de fluxos densos: • •
•
Escorregamento e deslizamento; Fluxo de lama e detritos; Fluxo laminar devido à alta viscosidade. Matriz pelítica sustenta os clastos grosseiros. Corrente de turbidez; Água e sedimentos com alta turbulência.
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06. TEXTURAS DE ROCHAS SEDIMENTARES Textura é um elemento descritivo das rochas sedimentares, importante na classificação da rocha, interpretação do mecanismo deposicional e ambiente. Permite inferir relação entre porosidade e permeabilidade. 1 – Granulometria Fundamental para rochas detríticas ( Φ da partícula sedimentar). Utiliza-se a escala granulométrica de Wentworth (1922) para sedimentos terrígenos. No caso de calcários, dolomitos e evaporitos, mede-se o tamanho dos cristais. A granulometria reflete a energia hidráulica do ambiente. Denominação da partícula
Cascalho
Diâmetro em mm
Matacão (boulder)
> 256
Calhau (cobble)
64 - 256
Seixo (pebble)
4 - 64
Grânulo (granule)
2-4
Areia (sand)
1/16 (0,062) – 2
Silte (silt)
1/265 (0,004) –1/16 (0,062)
Argila (clay)
< 1/256 (0,004)
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2 – Seleção Significa a redução do tamanho dos grãos ao longo do transporte e uma conseqüente homogeneização granulométrica, formando um sedimento com puçás classes granulométricas. Estimativa visual da SELEÇÃO
A – Histograma de composição granulométrica de um sedimento mal selecionado, com 11 classes texturais. B – Histograma de um sedimento bem selecionado.
3 – Morfologia do grão Forma – razões entre os eixos longos, intermediário e curto. Esfericidade – relação entre a forma do grão e uma esfera. Arredondamento – Curvatura das arestas do grão. Reflete o tempo/distância do transporte.
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Esfericidade e arredondamento:
Em geral, quanto maior o transporte sedimentar melhor o índice de esfericidade e arredondamento.
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4 – Maturidade textural O grau de seleção, arredondamento e conteúdo de matriz indicam a maturidade textural. Exemplos: * Arenito imaturo – pobremente selecionado, grãos angulares, alguma matriz. * Arenito maturo – bem selecionado, grãos arredondados, poucas classes granulométricas, não possui matriz. A maturidade de um sedimento detrítico é uma medida do quanto o sedimento foi intemperizado, transportado e retrabalhado, até atingir o produto final. Para um arenito, o produto final ideal é a areia quartzosa pura. Maturidade
Maturidade mineralógica
Maturidade textural
Exemplos
Mineralógica Textural
ESTÁGIO DE MATURIDADE (arenitos, ruditos) IMATURO SUB MATURO MATURO Vários minerais, Quartzo abundante, especialmente mas outros minerais Quartzo puro, feldspato, mica, (argila, feldsp., mica, outros minerais fragmentos de etc) também raros ou ausentes rocha presentes Areia + muito silte e Pouco selecionado; Excelente seleção; argila ou muitas classes somente classe conglomerado de granulométricas areia quartzo Fragmentos Grãos iniciando o Arredondamento angulosos arredondamento excelente Brecha Conglomerado de qzo Conglomerado Arcósio Arenito lítico Arenito impuro Quartzo arenito Grauvaca
Exemplos: Relevo íngrime e próximo com erosão rápida
sedimento imaturo
Relevo moderado e plano sedimento maturo - Relação entre textura, estrutura da bacia e geometria do litossoma (sedimento): 1. Subsidência rápida e deposição rápida, forte levantamento na área fonte, forte subsidência, com espessa acumulação. Ex: fanglomerados de borda de bacia continental; “flysch” de geossinclíneos; molassa proximal. 2. Subsidência lenta e deposição lenta. Ex: arenitos em forma de lençol, maturos (depósitos eólicos de bacia intracratônica).
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5 – Cor - Informa sobre litologia, ambiente de sedimentação e diagênese. Depende de fatores mineralógicos/geoquímicos como estado de oxidação do ferro e conteúdo de matéria orgânica. Cores
Primárias (soterramento) Secundárias (intemperismo)
Cores primárias: branca, cinza, preta, verde. Cores secundárias: vermelho, amarelo, castanho. Cor branca: sedimento puro, sem Fé e Mn; Cor cinza/preta: matéria orgânica; Cor vermelha/amarelada: hidróxidos de ferro (intemperismo); Cor verde: minerais com Fe ++ = clorita, glauconita. 6 – Fabric sedimentar - Refere-se ao arranjo dos grãos no sedimento, como orientação de clastos (imbricação) e empacotamento (predomínio de matriz ou arcabouço).
Foto de ortoconglomerado. Arcabouço auto-suportado
Conglomerado com a frabric suportada pela matriz.
Compactação mecânica Grãos rígidos, mais ou menos esféricos, produzem empacotamento aberto com arranjo cúbico. Devido à compactação por soterramento forma-se um empacotamento fechado, com arranjo romboédrico entre os grãos detríticos. Tipos de contatos entre os grãos: Evolução diagenética do sedimento 14
7 – Porosidade e Permeabilidade Porosidade é a porcentagem de espaços vazios da rocha, quando comparada com seu volume total. Importante na prospecção de petróleo, gás e água subterrânea. Primária Intergranular Tipos Secundária Fraturamento (tectônico Cárstica (dissolução) Fatores que influem na porosidade primária: • • • •
Porosidade aumenta com a diminuição da granulometria; Porosidade aumenta com o grau de seleção; Porosidade diminui quando aumenta o grau de arredondamento e esfericidade; Porosidade diminui quanto maior a compactação e cimentação; Areia 35-50% Arenito 10-20% Permeabilidade é a propriedade que permite a passagem de fluidos através de uma
rocha. Fatores que favorecem a permeabilidade: Permeabilidade aumenta com o aumento da granulometria e grau de seleção; Esfericidade e empacotamento dos grãos. • Tabela com Φ da partícula / volume de poros e permeabilidade: •
MATERIAL Cascalho Areia grossa Areia fina Silte/argila
PART. mm 7 a 20 1a2 0,3 0,04 a 0,006
Φ
POROSIDADE % 35 37 42 50 a 80
PERMEABILIDADE Muito alta Alta Média Baixa/muito baixa
LEIA MAIS 1. Decifrando a Terra, cap. 9, pg. 168-179 e cap. 14, pg. 292-301. 2. Geologia Sedimentar, cap. 5, pg. 57-83. 3. Sgarbi, G.N.C, 2007. Rochas Sedimentares. In: Petrografia macroscópica das rochas ígneas, sedimentares e metamórficas. Sgarbi, G.N.C (Organizador). Editora da UFMG,pg. 273-446. 15
07. CLASSIFICAÇÃO DE ROCHAS SEDIMENTARES Origem sedimentar presença de estratificação • presença de estruturas sedimentares • presença de fósseis • presença de grãos/clastos (transporte) • minerais sedimentares (glauconita, chamosita) • 4 grupos principais: Rochas terrígenas (siliciclásticas) Ruditos conglom., brechas Arenitos Lutitos (Pelitos)
Rochas bioquímicas Biogênicas/orgânicas Calcários/dolomitos Cherts Fosforitos
Precipitados químicos Jaspilitos Evaporitos
Vulcanoclásticas Lahars Arenitos tufáceos
1 – Rochas terrígenas (clásticas/siliciclásticas) ou detríticas. São constituídas por grãos detríticos (quartzo, feldspatos, argilo-minerais e fragmentos de rocha) que incluem ruditos (psefitos), arenitos (psamitos) e lutitos (pelitos). Ruditos Clastos grandes conglomerado com ou sem matriz (s.,b.,m.) brecha Psamitos grãos entre 2,0–0,062mm c/ estratificação e (arenitos) estruturas sedimentares Lutitos grão fino < 0,062mm e constituído por (pelitos) argilo-minerais e quartzo (tamanho silte) 2 – Bioquímicas / biogênicas e orgânicas Calcários → >50% CaCO3 e reagem com HCl → fósseis. Dolomitos → >50% CaMgCO3 e não reagem com HCl frio. Cherts → rocha silicosa, microcristalina. Fosforitos → fragmentos e/ou nódulos fosfáticos de granulometria variável. Sedimentos orgânicos: turfa → linhito → carvão (teor de C) 3 – Precipitados químicos Sedimento formado por precipitação de íons dissolvidos na água, por alteração no pH, Eh, solubilidade. Evaporitos → gipsita, anidrita, halita, silvinita, carnalita. São formados por precipitação química a partir da evaporação da água salgada. Jaspilitos → sedimentos químicos com chert + hidróxidos de ferro. 4 – Sedimentos vulcanoclásticos São compostos por material vulcânico (fragmentos de lavas, vidro vulcânico, cristais) e material epiclástico (quartzo, argilo-minerais). Lahars → avalanche de material piroclástico no flanco de vulcões. LEIA MAIS 1. Geologia Sedimentar, cap. 7, pg. 161-204. 2. Decifrando a Terra, cap. 14, pg. 286-304. 3. FOLK,1980. Petrology of Sedimentari Rocks. 4. TUCKER, 1981. Sedimentary Petrology: an introduction. 5. Sgarbi, G.N.C, 2007. Rochas Sedimentares. In: Petrografia macroscópica das rochas ígneas, sedimentares e metamórficas. Sgarbi, G.N.C (Organizador). Editora da UFMG,pg. 273-446. 16
7.1 – Rochas terrígenas / siliciclásticas Mineralogia: Quartzo (35 a 50%) Feldspatos (5 a 15%) Fragmentos de rochas (5 a 15%) Argilo-minerais (25 a 35%) Mineraispesados (0,5%) Granulometria: CASCALHOS
Calcita Opala, calcedônia Minerais autigênicos Sulfatos (gipsita, barita) Matacão Calhaus Seixos Grânulos
AREIAS SILTE ARGILA
>256mm 256 – 64mm 64 – 4mm 4 – 2mm 2 – 116 mm (0,062) 1 - 1 16 256 mm (0,004) < 0,004mm
Componentes das rochas terrígenas 1 – Arcabouço – fração clástica principal, que dá nome à rocha. 2 – Matriz – material clástico mais fino (intersticial). 3 – Cimento – material precipitado (ortoquímico) formado em estagio diagenético (pós-deposicional). Classificação das rochas terrígenas RUDITO (Psefito) 1 – Textural (granulometria) ARENITO (Psamito) LUTITO (Pelito) Proporção de matriz, arredondamento. 2 – Mineralógico (proporção QFL – Qzo-arenito quartzo, feldspato, fragmentos Arenito feldspático rochas) (arcósio) Arenito lítico Diversidade composicional 3 – Geométrico (estrutura sedimentar) Fissilidade → folhelho Ritmicidade → ritmito Existem, também, termos intermediários em relação a granulometria. Ex: 70% areia + 30% silte/argila → arenito lutáceo 70% silte/argila + 30% areia → pelito arenoso Existem, também, termos intermediários entre rochas detríticas e químicas (FOLK, 1968). Ex: componentes terrígenos (T) quartzo, feldspato, argilo-minerais comp. aloquímicos (Alo) oólitos, fósseis, intraclastos comp. ortoquímicos (O) calcita microcristalina, espática Diagrama triangular para classificação geral das rochas sedimentares 17
>2mm Granulometria maior que areia → Arcabouço grânulo, seixo, calhau, matacão. Forma, tipo depende rocha fonte petrologia mecanismo de transporte ambiente de sedimentação Quantidade de matriz: conglomerado suportado pelo clasto → ORTO conglomerado suportado pela matriz → PARA 7.1.1– Ruditos
Arredondamento dos seixos é um bom índice do grau de maturidade do conglomerado. Seixos de abrasão eólica → ventifactos Faces estriadas → glacial Arredondamento dos clastos do arcabouço
Conglomerado Brecha Petrofábrica: clastos imbricados (orientação do eixo maior do seixo). O mecanismo de transporte define se os clastos serão orientados ou não. Alguns padrões de petrofábrica de seixos em cascalhos e conglomerados: (A) eixo maior longitudinal à corrente em planta e imbricado em perfil. (B) eixo maior transversal à corrente e imbricado em perfil. (C) sem qualquer orientação preferencial.
Estratificação em conglomerados pode ser observada em função de: 1) Mudança no tamanho e/ou composição dos clastos; 2) Mudança na seleção granulométrica.
Estrutura organizada Estrutura desorganizada
Camadas c/ e s/ estratif. gradacionais em depósitos de conglomerados.
Geometria de corpos conglomeráticos Leque – forma de cunha, próximo de escarpas. • •
Lenticular – preenche paleocanal (descontínuos).
•
Forma em lençol – pouco espessos e contínuos 18
Tipos de conglomerados Classificação baseada na textura, composição mineralógica ou ambiente (ex: conglomerado glacial, fluvial, etc.) Ortoconglomerado: Paraconglomerado (Lamito conglomerático) Diamictito Brechas intraformacionais: Aglomerados (conglomerados piroclásticos) e brechas vulcânicas
predomina clasto oligomítico areia grossa polimítico cimento. predomina matriz (silto/argilosa) com seixos e calhaus dispersos, polimítico. Retrabalhamento de material recém depositado.
fragmentos de argilito/folhelho em matriz arenosa intraclastos carbonáticos
Matriz rica em vidro vulcânico.
7.1.2– Arenitos Areias litificadas (2 – 0,062mm) Resíduos de Litificação Rochaprocessos transporte Deposição Transformações fonte intempéricos de areias diagenéticas ARENITO superficiais (compactação, cimentação) Eliminação de minerais instáveis; Concentração de minerais estáveis; Reconstrução de proveniência, tectônica, clima, tipo de transporte, tempo e duração do transporte, ambiente deposicional, condições físico-químicas da diagênese. Petrologia de arenitos: Mineralogia: minerais detríticos e químicos (cimento). Textura: arredondamento, granulometria, seleção. • Estruturas sedimentares: indicam processos deposicionais • Estruturas de correntes estratificação cruzada (hidrodinâmicas) marca ondulada marca de sola estratificação gradacional Estruturas deformacionais Sobrecarga, escape de fluidos, etc. Estruturas biogênicas Pistas, pegadas e tubos → atividade orgânica, icnofósseis Estruturas químicas Concreções Arenitos → rochas estratificadas •
Lâmina – menor estrato visível (<1cm) Fissilidade (folhelhos) – menor que laminação 19
Classificação petrográfica dos arenitos FOLK (1968) Quantidades de • Qzo (%) • Feldspatos – F • Fragmentos líticos – R Razão F/R
Maturidade de arenitos Maturidade
física (textural) → remoção da matriz grãos / matriz química (mineralógica) → razão qzo / feldspato Maturidade → transporte Redução e homogeneidade granulométrica Arredondamento Redução e eliminação de minerais instáveis
Fonte: Suguio, 2003. Geologia Sedimentar.
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Vários estádios de maturidade textural, segundo Folk (1951).
Relação entre maturidade e ambiente deposicional
Descrição de arenitos mais freqüentes A) Arenito ortoquartzítico (Qzo-arenitos) >95% grãos de quartzo Alto grau de arredondamento, excelente seleção granulométrica Maturidade textural e mineralógica Geralmente marinhos – origem multicíclica B) Arenitos feldspáticos (arcoseanos) >25% grãos de feldspatos e placas micas detríticas Seleção pobre; arredondamento variável Coloração rósea Deposição rápida próximo da fonte granítica.
Fonte: Su uio, 2003. Geolo ia Sedimentar.
C) Arenito lítico >25% grãos de fragmentos de rochas (sedimentares/metamórficas/vulcânicas) Pouca ou nenhuma matriz D) Wackes (grauvacas) Arenitos de cor cinza, ricos em matriz argilosa (>10%) Mal selecionada Arcabouço: quartzo, feldspatos, fragmentos líticos. Grãos angulosos com pouca seleção.
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7.1.3– Lutitos (Pelitos) Folhelho é o mais abundante Granulometria muito fina SILTE (0,062-0,004) ARGILA (<0,004)
microscópio Raio-X Análise termo diferencial
TIPOS Argilito – rocha maciça, argila litificada Folhelho – rocha argilosa com fissilidade Lamito – silte, argila e areia fina Siltito – silte litificado Ritmito – rocha laminada, com alternância silte/argila Mineralogia: quartzo (silte), argilo-minerais (caolinita, montmorilonita, ilita, clorita), carbonatos, matéria orgânica, óxidos de ferro, pirita, etc. Tipos de pelitos mais comuns: A) Folhelho: quartzoso, micáceo, clorítico, caoliníco B) Folhelho carbonoso (folhelho negro): 3 a 15% mat. carbonosa Formado em condições anaeróbicas (pirita) C) Folhelho silicoso D) Folhelho calcítico / carbonático Diagrama triangular para classificação de lutitos * Ver “DECIFRANDO A TERRA”, pg. 297 e 298
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7.2 – Rochas Carbonáticas Ocorrência: 25 a 35% das seções estratigráficas em bacias sedimentares Carbonatos bioconstruídos rocha química rocha bioquímica, edifícios bioinduzidos rocha clástica (calcirrudito, calcarenito) Calcita cimento de rochas detríticas Dolomita 7.2.1 – Sedimentos carbonáticos modernos Ambiente marinho de água rasa Ex: Bahamas – Flórida, Atóis – Oceano Pacífico, Costa oeste da Austrália Platô submerso de 700 x 300 km com 10m de lâmina d’água Constituição: areias calcárias, esqueletos e oólitos lama calcária, recifes (biohermas)
Principais ambientes para sedimentação de carbonatos de água rasa
Carbonatos marinhos de águas profundas Turbiditos Depósitos pelágicos São VASAS Gastrópodes (3.600m de prof.) e globigerina (foraminíferos ± 2000m) Em água profunda o CaCO3 fica dissolvido.
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Carbonatos de bacias evaporíticas (forte salinidade) Associação com sulfatos (gipsita, anidrita) e cloretos. Caliche – solos endurecidos por precipitação de CaCO 3 nos interstícios → clima árido / semi-árido Carbonatos de água doce (lacustres) Marga (calcário argiloso) → ambiente lacustre Travertino – calcário comum em cavernas 7.2.2 – Mineralogia Calcita / Aragonita (CaCO 3) → precipitação direta Aragonita → Calcita Transformações diagenéticas Mudança sist. cristalino – neomorfismo Dolomita – CaMg(CO 3)2 Gerada por substituição diagenética: entrada de fluidos Mg +2 Siderita (FeCO3) e anquerita Ca(Mg,Fe)(CO 3)2 → carbonatos em Sedimentos ferríferos. Magnesita (MgCO 3) calcedônia (quartzo microcristalino) quartzo, feldspatos autigênicos Sílica argilo-minerais: ilita, glauconita Sulfatos → gipsita e anidrita (CaSO 4) Fosfatos → colofano: fragmentos fosfáticos Sulfetos → pirita, blenda (Zn), galena (Pb) Óxidos → hematita 7.2.3 – Classificação químico-mineralógica
7.2.4 – Textura Granulação dos cristais Recristalização diagenética, com obliteração da textura primária. 24
7.2.5 – Componentes principais das rochas carbonáticas Oólitos (<2mm) e pisólitos (>2mm), c/ estrutura interna Aloquímicos Bioclastos (fósseis) – materiais esqueletais, algas, Foraminíferos, corais, braquiópodes, etc. Intraclastos – fragmentos de sedimentos carbonáticos Pellets – partículas pequenas (até 0,1mm), ovóides, sem estrutura interna Micrito – calcita microcristalina Típica de calcários afaníticos (calcilutitos) Águas tranqüilas – vasa / lama calcária Ortoquímicos Matriz deposicional ou singenética Calcita espática – calcita cristalina grosseira (0,02 a 0,1 mm), com limites entre cristais. Ocorre como cimento, que preenche espaços porosos e interstícios entre oólitos, fósseis, intraclastos e pellets.
Classificação de calcários e comparação com rochas terrígenas. As proporções de lama e cimento espático indicam o grau de seleção ou energia da corrente do ambiente deposicional.
Fonte: Su uio, 2003. Geolo ia Sedimentar.
25
Fonte: Su uio, 2003. Geolo ia Sedimentar.
7.2.6 – Estrutura dos carbonatos Calcários clásticos • Estratificações e laminações cruzadas, marcas onduladas Estruturas de crescimento • Biohermas → edifícios preservados com estruturas de crescimento. Ex: estromatólitos Edifícios bioconstruídos → organismos (corais e algas vermelhas) formadores que deixaram carapaças. Recife Edifícios bioinduzidos → construções calcárias (fosfáticas) formadas pelo metabolismo fotossintetizante de cianobactérias Estruturas químicas (pós-deposicionais) • Nódulos, estilólitos, cone em cone. 7.2.7 – Classificação das rochas carbonáticas Calcários aloquímicos espáticos → componentes aloquímicos com cimento de calcita espática: (intraclastos, oólitos, fósseis, pellets) + calcita espática Rocha bem selecionada Calcários aloquímicos microcristalinos → componentes aloquímicos com matriz de lama calcária (micrito). Calcários microcristalinos → consistem apenas de vasa microcristalina (micrito). 26
7.2.8 – Texturas e nomenclatura de calcários Componentes aloquímicos Oólitos (< 2mm) e pisólitos pisólitos (>2mm): (>2mm): fragmentos esferoidais, com estrutura concêntrica e núcleo. Bioclastos (fósseis): restos orgânicos fragmentados fragmentados (algas, foraminíferos, esponjas, corais, etc.). Intraclastos: fragmentos fragmentos líticos líticos calcários. calcários. Intraclastos: Pellets: partículas pequenas (até 0,1mm), ovóides, calcíticas, sem estrutura interna.
Componentes ortoquímicos ortoquími cos
calcita microcristalina microcrist alina < 0,050mm Calcita espática (0,02 a 0,1mm) 27
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7.3 – Evaporitos (Rochas Evaporíticas) Conceito: são rochas formadas pela evaporação de uma massa de água ou da água contida nos sedimentos. Sais contidos na água do mar (média) Cl19.400 ppm Ca++ 410 ppm Na+ 10.500 ppm K+ 390 ppm -SO4 2.600 ppm SiO 2 2 ppm +1 Mg 1.300 ppm Princípios fundamentais 1 – As fácies obedecem uma ordem de precipitação: os menos solúveis primeiro CARBONATOS SULFATOS CLORETOS Anidrita Halita, Silvita, Gipsita Carnalita, Taquidrita 2 – Uma bacia evaporítica sempre sofre refluxo, controlado pelo abaixamento e levantamento do nível do mar. 3 – Fatores complicadores da seqüência ideal: grande número de elementos traços no resíduo de água do mar → mineralogia complexa. reações pós-deposicionais entre os sais precipitados e águas conatas trapeadas. influxo e refluxo (retorno de salmouras para o mar aberto e não precipitandp a seqüência de topo). OBS – Evaporitos constituem importante fonte mineral para a indústria química. São desconhecidos no Pré-Cambriano, provavelmente devido a fragilidade e dificuldade de preservação. Evaporitos constituem fonte de: sal (Na,Cl) gipsita, anidrita; anidrita; enxofre nativo; K, Mg, Br, I, Rb, Sr. Gipsita deposita diretamente da água do mar (CaSO 4.2H2O), mas a anidrita é o mais comum mineral em sedimentos evaporíticos. Assim, acredita-se que gipsita é primário e anidrita (secundário → desidratação pósdeposicional). Anidrita CaSO 4; Halita NaCl; Carnalita KMgCl3.6H2O; Silvita KCl; Taquidrita Ca 0,5MgCl3.6H2O . 29
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Exemplos de grandes bacias evaporíticas: Saskatchewan, Zechstein, Paradox, Amazonas. A Lagoa de Kara Bogas é o único exemplar atual de deposição evaporítica em grande escala e talvez o único depósito de carnalita. BACIAS MÚLTIPLAS – São bacias interconectadas, com várias barreiras. Ex.: Proto – Atlântico Sul
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7.4 – Rochas sedimentares ricas em ferro: jaspilitos e formação ferrífera bandada (bif) Minerais (Fe) – principais minerais com ferro e ocorrência Magnetita (Fe3O4) – rochas ígneas, metamórficas Hematita (Fe2O3) – rochas sedimentares (itabiritos) Goethita (FeO.OH) – produto do intemperismo (lateritas) Siderita (FeCO 3) – formações ferríferas Pirita (FeS2) – ocorrência variada Chamosita (Mg,Fe) 3 Fe3 (AlSi3) O10 (OH)6 – formação ferrífera, ironstone Grande demanda crescente de aço no mundo. Em 1950 a produção foi de 270m ton. e em 1980, em torno de 750m ton. Maiores produtores: URSS, Brasil, Austrália, China. 7.4.1 – Classificação dos depósitos de ferro 1 – Magmáticos (Kiruna – Suécia) 2 – Pirometassomáticos (Iron Springs – E.U.A.) 3 – Depósitos sedimentares (2 tipos principais): Formações ferríferas (BIF) com itabiritos + hematita Ex: Lago Superior (EUA) Hamersley (Austrália) Labrador (Canadá) Transvaal (África do Sul) Krivoi Rog (URSS) Q. Ferrífero, Serra dos Carajás (Brasil). Ironstone: oólitos de limonita, hematita ou chamosita em matriz ferruginosa. Idade: Fanerozóico 7.4.2 – Ciclo sedimentar do ferro: Fonte, transporte e deposição. Fonte: erosão continental Atividade vulcânica (exalações submarinas) Transporte: -- como atividade hidrotermal: Cl , SO4 , CO3 II em solução: lixiviação do Fe nos minerais e transporte em solução por águas subterrâneas neutras a ácidas (pH<7) em suspensão: transporte mecânico como finas partículas adsorvido em argilominerais. Deposição: depende do Eh, pH, do ambiente de sedimentação e de possíveis alterações diagenéticas.
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Depósitos sedimentares de ferro são compostos de óxidos, carbonatos, silicatos e sulfetos
7.4.3 – Principais tipos de depósitos de ferro sedimentar Formação ferrífera (BIF) → sedimento químico, bandado ou laminado, contendo no mínimo 15% de ferro de origem sedimentar, com camadas de chert. Tipos ALGOMA → associado a rochas vulcânicas, em “greenstone belts” SUPERIOR → associado a rochas sedimentares (Prot. Inf.) Itabirito é a fácies óxido de uma formação ferrífera bandada metamorfizada. Jaspilito é o sedimento original, não metamorfico. Gênese controvertida: erosão do continente A) Fonte do ferro vulcanismo submarino “Up-welling” de águas do mar erosão do continente = clima diferente B) Fonte da sílica vulcanismo ácido Atividade biológica c/ sílica de origem vulcânica C) Estrutura bandada Precipitação conjunta de hidróxido de ferro e sílica da água do mar (bandamento é diagenético). Precipitação alternada de sílica e ferro a partir de emanações vulcânicas. Variação sazonal de sílica e ferro. Substituição diagenética de calcários. Ironstones → minério de ferro oolítico. Camadas intercaladas em folhelhos, arenitos e calcários, com hematita – chamosita – siderita e textura oolítica. TIPOS Clinton (Siluriano – EUA) Minete (Mesozóico –Europa, principalmente na Inglaterra)
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7.5 – Sedimentos Silicosos Existem três principais: diatomitos porcelanitos silexitos / chert Diatomitos → Acumulação de carapaças de diatomáceas (algas). Organismos planctônicos de mares de águas frias / lagos de água doce. Idade: Mesozóico → Recente. Porcelanitos
→ Mistura
de argila com sílica (opala) cor cinza/ preto, com matéria orgânica Rocha porosa, leve, com textura de porcelana vitrificada. Formada por acumulação de vasas de radiolários /diatomáceas e intercalada com folhelhos e margas.
Silexito (chert) → quartzo micro a criptocristalino com rara impureza de argilominerais, calcita, hematita, que não ultrapassam 10% Ocorrência: concreções em calcários / arenitos; interestratificada com folhelhos e margas. Origem do sílex / chert: 1) Precipitação química → origem singenética / química sílica coloidal precipita em pH ácido; 2) Bioquímica → origem singenética bioquímica, com acumulação de carapaças silicosas de diatomáceas e radiolários; 3) Silicificação diagenética (pós – deposicional) → migração de fluidos silicosos diagenéticos. Ex: dissolução do quartzo detrítico em pH alcalino; sílica dissolvida no fluido diagenético; precipitação na forma de sílica coloidal em pH ácido.
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08. TIPOS DE BACIAS SEDIMENTARES Bacias em Margens Divergentes Rifte Falhas normais. Sedimentos continentais na base e marinhos no topo. Vulcanismo localizado.
Margem passiva (rifte oceânico)
Rifte evoluído com crosta oceânica, sedimentação deltáica e marinha rasa / profunda. Domos de sal e plataforma carbonática.
Bacias em Margens Convergentes 2 – Bacia atrás do arco 1 – Bacia na frente do arco (forearc) Sedimento água profunda na base passando para água rasa no topo. Vulcanismo freqüente. Arenito lítico / wacke. Alto gradiente geotermal. COLISÃO CONTINENTAL 1 – Bacia foreland (tardi a pósorogênica) Sedimentos de ambiente marinho raso a continental derivados da erosão da cadeia de montanhas (área orogênica). Bacias Intraplaca (Cratônicas) Ovais ou circulares, sobre crosta continental. Espessura de 3 a 5 km, com sedimentação relacionada a variações do nível do mar (transgressões e regressões).
LEIA MAIS: 1. Para entender a Terra, cap. 2. pg. 47-73. 2. Origem e Evolução das Bacias Sedimentares (1990), cap. 1, 3 e 4. pg. 49-74 e pgs. 75-97 e pg. 15-30. G.P.R. Gabaglia & E.J. Milani (Coordenadores). 35
8.1 – Introdução: noções de Tectônica de placas Integrou as teorias sobre “deriva continental” e “espalhamento de fundo oceânico”, sismicidade, geomagnetismo. Tectônica global Diversas placas litosféricas, com espessura de 70 km nos oceanos e 150 km nos continentes. Dimensões variáveis: 10 4 a 108 km2. 7 maiores placas → Americana, Africana, Antártica, Índica, Euroasiática, Pacífica. 3 tipos de margens A) Margem construtiva DORSAL OCEÂNICA (divergente) (acresção) RIFT CONTINENTAL → margem continental passiva. B) Margem destrutiva ZONA DE SUBDUCÇÃO Tipo Andino (convergente) Tipo Arco de Ilhas (consumo litosfera) COLISÃO CONTINENTAL C) Margem conservativa Falhas transformantes (nem geração nem consumo de litosfera) Premissas → espalhamento do fundo oceânico nas dorsais; Terra possui superfície constante; taxas de geração são as mesmas de consumo litosférico Mecanismo motor → correntes de convecção. Limbo ascendente Fusão parcial, < d Limbo descendente Temperatura baixa, rigidez aumenta, > d A lava sob pressão nas dorsais meso-oceânicas EMPURRA a placa, assim como o afundamento da litosfera fria e densa PUXA a outra extremidade da placa tectônica. Modelo empurra → puxa. Litosfera → baixa temperatura, alta viscosidade, não participa da convecção. Astenosfera → baixa viscosidade: comporta-se como fluido quando submetido a longos esforços. Camada que vai gerar magma por fusão parcial.
LEIA MAIS: 1. Sgarbi, G.N.C.,2007. A dinâmica terrestre e as rochas. In: Petrografia Macroscópica das Rochas Igneas, Sedimentares e Metamórficas. Sgarbi, G.N.C (Organizador). Editora da UFMG, pg. 11-54. 36
8.2 – Classificação de bacias sedimentares: bacias divergentes, convergentes e bacias cratOnicas (intraplaca). 8.2.1 – Bacias Divergentes Bacias tipo rift: esforços extensionais intraplaca ao longo de zonas de fraqueza crustal. Afinamento litosférico. Falhas de gravidade lístricas, com geração de grabens. Forte subsidência mecânica e elevada espessura dos sedimentos (3 a 10 km). Leques aluviais, sistema fluvial (sedimentos continentais na base). Transgressão no topo, com sedimentos de ambiente marinho raso. Vulcanismo alcalino. Depósitos minerais → paleoplacer (Au, D), fosfato, calcário, evaporitos, Fe-Mn. Sulfetos de Cu – Pb – Zn em folhelhos com matéria orgânica (exalações de salmouras metalíferas tipo Mar Vermelho). Pb – Zn – F – Ba (Tipo Mississipi Valley) em calcários.
Bacia de margem continental tipo Atlântico ou margem passiva Representa a evolução de um rift, com geração de crosta oceânica. A subsidência é dominada por mecanismos termais, com exponencial diminuição. A sedimentação é deltáica, marinho raso e profundo (turbiditos). Podem ocorrer falhas de crescimento em deltas, deslizamentos junto ao talude, tectônica de domos de sal (Golfo do México) e plataforma carbonática (tipo Bahamas). Depósitos minerais - evaporitos, argilas negras metalíferas, fosfato (U), Pb – Zn em carbonatos, carvão, petróleo.
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8.2.2 – Bacias Convergentes São relacionadas a arcos magmáticos e zonas de subducção. Tipos: Andino (Cordilheirano) Arcos de Ilhas e Bacia Marginal (Mar do Japão)
Fossa → calha com 8 a 11 km de profundidade, preenchida com sedimentos derivados do arco (turbiditos) e sedimentos pelágicos da crosta oceânica. São deformados (complexos de subducção) com mélanges, ofiolitos e cinturões metamórficos pares. Bacia na frente do arco (fore arc basin) → apresenta, na base, sedimentos de ambiente marinho profundo (leque submarino) e, no topo, sedimentos de ambiente marinho raso ou não marinho (delta). Espessura: 6 a 15 km → possui alto gradiente geotermal. Sulfeto maciço vulcanogênico (tipo Bessi e Kuroho); sulfetos sedimentar exalativo; Mn vulcanogênico. Arco magmático → vulcanismo andesítico – riolítico cálcio-alcalino devido a fusão parcial da placa em subducção. Bacia atrás do arco (back arc basin) ou bacia marginal → ocorre sobre crosta continental ou oceânica, sendo extensional. Sedimentos de ambiente marinho profundo, exceto nas margens (leque submarino com detritos vulcânicos) e argilas pelágicas. Falhas normais com sedimentação diferencial lateral. Sulfetos sedimentar – exalativo e vulcanogênicos (tipo Chipre); Fe - Mn vulcanogênico. Bacia de retroarco (foreland) → o peso das escamas tectônicas flexiona a litosfera, sendo melhor desenvolvida em colisão entre dois continentes (subducção A). É preenchida com sedimentos derivados das montanhas (molassa): clásticos continentais passando a marinho raso ou deltáico com tectonismo sindeposicional e discordâncias internas. Situa-se entre a faixa móvel e o cráton, com embasamento continental. Urânio em arenitos Cu – Pb – Zn em arenitos e folhelhos.
8.2.3 – Bacias Cratônicas (intraplaca) → ovais ou circulares, com espessura de 3 a 4 km, geralmente sem fase de rifteamento. A subsidência está relacionada a um desequilíbrio térmico do manto, com densificação da litosfera e subsidência. O padrão sedimentar está relacionado a variações do nível do mar (transgressões e regressões). Predominam sistemas siliciclásticos e carbonáticos, com estruturas dominadas por ondas e marés. Altos estruturais formam sub-bacias. Fosfatos, evaporitos, carvão, urânio, ironstone, calcário, petróleo, gás.
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09. TRANSPORTE E ESTRUTURAS SEDIMENTARES 1 – Forças que atuam sobre os grãos sedimentares :
E
A
C
T
P E = empuxo P = peso/gravidade - volume, densidad e
C - coesão entre partículas (atração eletrostática)
Quando as forças atuam individualmente sobre os grãos livres ocorre a separação de grãos durante o transporte Quando a força peso age sobre a massa dos grãos (grãos muito próximos com alta coesão e fricção)
A - força ascend ente (fluxo turbulento) T - força tangencial (movimento d o fluido
Fluxo fluido (baixa viscosidade) densidade granulometria forma Fluxo denso/gravitacional (alta viscosidade) Alta concentração de argila/areia no fluido
2 – Comportamento de sólidos granulares em fluidos Mecânica/hidráulica Re = nº de Reynolds Re = V.d.p Equação de Reynolds V = velocidade da partícula v d = diâmetro p = densidade Baixo Re Fluxo laminar v = viscosidade do fluido 2000 Alto Re Fluxo turbolento Fluxo laminar – as partículas de fluido movem-se em trajetórias retilíneas e paralelas, deslizando uma sobre as outras . Fluxo turbulento – quando a velocidade aumenta ou a camada torna-se rugosa, as trajetórias de fluxo curvam-se formando redemoinhos. Escava o leito
Gera leito plano
Fluxo laminar
gera marca ondulada e mega ondulação
Fluxo turbulento
Nº de Froude dinâmica dos fluidos Fr = V_ iii (g.L)
Fr = nº de roude V = velocidade da partícula g = aceleração da gravidade L = força de inércia D = prof. do canal Noção de regime de fluxo superior Fr > 1 Forma de inferior leito 39
3 – Força de arraste de um fluido Depende das relações entre velocidade e viscosidade do fluxo e a granulometria e inércia do sólido. Velocidade crítica para que uma partícula inicie o movimento. - Quando o substrato (fundo) é constituído de material arenoso (sem coesão) a velocidade crítica aumenta com a granulometria. - Quando o fundo é argiloso (coesivo) necessita-se de maior velocidade crítica efeito Hjulström. Argila/silte possuem maior coesão, devido a forças intergranulares. Assim, é necessário maior velocidade inicial para arrancar a partícula argilosa. Depois de colocado em movimento necessita-se de menor velocidade para manter a partícula em transporte, até ocorrer a deposição. 4 – Regime de fluxo e formas de leito Os princípios básicos de sedimentação por correntes de tração estão ligados a experiências em canais artificiais confinados. A água corre sobre um leito granular, representando uma carga de fundo transportada pelo rio. Modificando a velocidade do fluxo surgem configurações diferentes no leito granular gerando diferentes formas de leito. Regime de fluxo Aumento Leito plano com Antidunas superior velociade lineação longitudinal (ondulações Fr > 1 do fluxo de corrente (partição) sinusoidais) ---------------------------- fase de transição Regime de Aumento fluxo inferior velociade Fr < 1 da corrente Variáveis
Microondulações areia < 0,6mm cristas paralelas até descontínua
desgaste Macroondulações areia > 0,6mm sand waves dunas subaquáticas
granulometria profundidade – aumento na prof. exige aumento na velocidade velocidade / viscosidade (fluido) 40
Relação entre forma de leito e estrutura sedimentar Regime de fluxo inferior
Regime de fluxo superior
Rugosidade nas formas de leito Leito plano com intenso movimento dos grãos
Marcas onduladas e estratificações cruzadas Estratificação plana Lineação de partição Antidunas
Regimes de fluxo e formas de leito Estruturas sedimentares
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5 – Tipos de transporte sedimentar mecânico 5.1 – Fluxo Fluido (baixa viscosidade) unidirecional - Água – correntes fluviais, marés, ondas bidirecional - Ar (vento). Transporte de grãos livres ocorre separação granulométrica Suspensão
Arraste
Rolamento
Saltação
Separação de grãos
Densidade Granulometria Forma
Leito
arraste / rolamento carga de tração Fina suspenção Energia de transporte granulometria Intermed. saltação Grossa tração Granulometria fixa tração – transporte de baixa energia. saltação/suspenção – transporte de alta energia de fluxo. Suspenção leito plano Estratificação plana Tração Saltação (comp. Tangencial leito ondulado gera marca da queda de grãos) ondulada assimétrica . Regime de fluxo inferior marca ondulada estratificação cruzada Regime de fluxo superior estratificação plana
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5.2 – Fluxo Gravitacional (alta viscosidade) A força peso age sobre o conjunto de grãos (alta coesão), mistura argila / areia no fluido. Viscosidade elevada / associados a declives íngremes. Tipos: 1 – Escorregamentos / deslizamento : 2 – Fluxo de detritos / lama, fluxo laminar, empuxo da matriz argilosa depositada por congelamento coesivo : 3 – Corrente de turbidez, fluxo turbulento (cascalho, areia, silte, argila) geram turbiditos com seqüência ideal de Bouma (1962) :
material denso que se desloca pelo declive como em bloco + ou – homogêneo. paraconglomerado (diamictito) e ortoconglomerado. argilito siltito com laminação arenito com ripples arenito com estratificação plana arenito com estrat. gradacional e marcas de sola.
seixo, bloco, areia, argila
areia, silte, argila
Evolução de um fluxo gravitacional de sedimentos e atuação do fluxo intersticial. Modificado de Wright & Anderson, 1982.
LEIA MAIS: 1. Geologia Sedimentar, cap. 3, pg. 30 a 37 e cap. 8, pg. 221 a 226. 43
e
10. ESTRUTURAS SEDIMENTARES Camadas / estratos Pode variar a espessura, continuidades lateral e geometria. Plano / superfície do acamamento (S 0): indicado por granulometria, litologia, cor. S0 e = espessura
10.1 – Estruturas erosionais 1A - Canais : estrutura de grande porte, com base côncava, erosional, com sedimentos horizontais adjacentes. 1B – Corte e preenchimento 1C – Marcas de sola (sole marks) - Escavações assimétricas e alongadas produzidas pelo fluxo de corrente (turboglifos - flute marks), por arraste de objetos (marcas de sulcos – groove marks) e impactos de objetos (marcas de objeto – tool marks). 10.2 – Sin-deposicionais (aerodinámicas/ hidrodinâmicas) 2A – Estratificação e laminação plana (plano-paralela) – ocorre em regime de fluxo superior, associada a lineação de partição. 2B – Estratificação e laminação cruzada – ocorre como planos e lâminas inclinadas em relação ao acamamento, tanto em conglomerados, arenitos e calcários. Tipos principais estratificação cruzada tabular estratificação cruzada acanalada Tipos especias estratificação cruzada espinha de peixe (herringbone) estratificação cruzada por ondas (hummocky)
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2C – Ondulações (ripples) - Ondulações de pequeno porte devido a ação de água (corrente, onda) e vento, sobre sedimento não coesivo. λ =
a
comp. de onda a = amplitude
2D – Estratificação gradacional - Ocorre um decréscimo/diminuição do tamanho de grão da base para o topo da camada. Formada por corrente de turbidez (fluxo gravitacional). 2E – Estrutura maciça – camada que não apresenta estrutura interna. 2F – Estratificação flaser, lenticular, wavy – ondulações areno-siltosas com deposição de argila e laminações cruzadas. 2G – Gretas de contração e pingos de chuva – exposição subaérea de camada argilosa causando fendas de ressecamento. Pequenas impressões causadas por pingos de chuva.
MARCAS DE SOLA Turboglifos
Sulcos
Marcas de objetos
Resultado final
Contra molde Molde
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ESTRATIFICAÇÃO E LAMINAÇÃO CRUZADA Formação de mega ripple Duna – ondulações de crista curva geram estrat. cruzada acanalada. Sand wave – ondulação de crista reta gera estrat. cruzada tabular
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47
48
Greta de Contração Formação da estrutura
Areia Argila
Formação d e br echa intraformacional N.M.
N.M.
erosão
brecha Folhelho (argila)
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10.3 – Estruturas pós-deposicionais 3A – Escorregamentos e deslizamentos (slumps, slides). Falhamentos sinsedimentares provocam escorregamentos e deslizamentos de sedimentos recém-depositados, com formação de brechas e camadas contorcidas. 3B – Camadas convolutas – são estruturas de deformação plástica, com dobras atectônicas devido à compactação. Estrutura de carga e psedonódulos ocorrem na interface areia/lama, com projeções da areia mole, devido a compactação. Estruturas de escape de fluidos são dish (prato) e pilar. 3C – Diques de arenito (diques clásticos) – são projeções verticais de areia penetrando em camadas superiores/inferiores. São formados por preenchimento ou injeção. 3D – Brecha intraformacional – durante a compactação, algumas camadas são afinadas e rompidas com os fragmentos originando brechas sedimentares. Erosão e sedimentação rápida também gera brecha intraformacional (ver desenho). 3E – Estruturas biogênicas (bioturbações) – feições produzidas pela atividade em vidas dos animais nos sedimentos moles ou na superfície das camadas (pistas, tubos, perfurações). Icnologia ou traços fósseis. 3F – Estruturas sedimentares químicas – são resultado da diagênese : concreções, nódulos, estilolitos, cone em cone e septárias.
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ESTILÓLITO Estrutura de dissolução (calcários)
LEIA MAIS: 1. Geologia Sedimentar, cap. 6, pg. 126-160. 2. Collinson & Thompson (1984) Sedimentary structures, 194 p. 3. Tucker, M. (1985) The field description of sedimentary rocks. 112 p. 4. Sgarbi, G.N.C, 2007. Rochas Sedimentares. In: Petrografia macroscópica das rochas ígneas, sedimentares e metamórficas. Sgarbi, G.N.C (Organizador). Editora da UFMG,pg. 273-446. 51
11. GEOMETRIA E MUDANÇA LATERAL DE FÁCIES EM DEPÓSITOS SEDIMENTARES. NOÇÃO DE FÁCIES. 1 – Fácies: Conjunto de estratos/camadas com características semelhantes (litologia, textura, estruturas sedimentares, granulometria, espessura, paleocorrentes, conteúdo fossilífero). Fácies sedimentar produto da atuação de processos físicos, químicos biológicos no ambiente sedimentar. As Fácies mudam lateralmente e verticalmente numa sucessão sedimentar, a partir da mudança de um, de vários ou de todos os parâmetros definidores da fácies. Exemplos: 1) Camadas iguais em espessura Lateralmente uniformes 2 fácies arenito folhelho
2)
Camadas desiguais em espessura Lateralmente variáveis, descontínuas 5 fácies Arenito Calcário Folhelho Conglomerado Arenito conglomerático
2 – Variação lateral de Fácies
Arenito
Calcário
Conglomerado
Marga
Ocorre em dezenas / centenas de metros até quilômetros e refletem mudança no ambiente de sedimentação.
Folhelho
3 – Geometria de depósitos sedimentares •
Tabular ou lençol – camadas extensas, contínuas;
•
Lenticular / em cunha – camadas descontínuas;
•
Pod / em cone ou leque – corpo confinado;
•
Cordão alongado – comprimento bem maior que a largura.
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4 – Mobilidade de fácies no registro sedimentar: a Lei de Walther (1894) “Todas as fácies que ocorrem lateralmente, associam-se na vertical”. “Fácies que ocorrem em uma seqüência vertical concordante, sem quebras na sedimentação, foram formadas em ambientes lateralmente, geograficamente, adjacentes”. SEDIMENTAÇÃO FLUVIAL Seqüência “finnig-up” produzida por migração lateral da corrente fluvial meandrante. Na base temos fácies de canal (conglomerado), na parte média temos fácies de barra em pontal (arenitos) e no topo, argilitos/siltitos da planície de inundação.
SEDIMENTAÇÃO DELTAICA Seqüência “coarsening-up” produzida por progradação deltaica. Sedimento marinho (base) e arenito de frente deltaica no topo.
SEDIMENTAÇÃO MARINHA Seqüência “coarsening-up” resultante da progradação da linha de praia. Sedimentação regressiva. Sedimento marinho (base), arenito de praia e arenito eólico (topo).
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12 . AMBIENTES DE SEDIMENTAÇÃO E FÁCIES SEDIMENTARES Ambientes de sedimentação constitui uma entidade geográfica natural onde ocorre acumulação de sedimento. Consistem em porções da crosta / superfície da Terra com propriedades físicas, química e biológicas bem definidas e diferentes das propriedades apresentadas em áreas adjacentes. •
Parâmetros físicos:
•
Parâmetros químicos:
velocidade, direção, profundidade da água; velocidade, direção do vento; salinidade, pH, Eh, temperatura;
•
Parâmetros biológicos:
Fauna, flora.
PROCESSOS Físicos (ação de ondas, marés, vento), químicos (Eh, pH, solubilidade) e biológicos (bactérias).
AMBIENTES Área geográfica “locus” da sedimentação.
PRODUTO: FÁCIES SEDIMENTARES São os diversos sedimentos que se depositam silmultaneamente em vários ambientes.
Metodologia para análise e estudo de rochas sedimentares
Faz-se uma cuidadosa descrição das diversas fácies sedimentares (geometria, litologia, estruturas sedimentares, padrão de paleocorrentes, fósseis) relacionando-as à processos, antes de definir um eventual ambiente de sedimentação. Construção de perfil gráfico-sedimentar com identificação de fácies sedimentares. Classificação dos ambientes sedimentares 1- Continentais
Leque aluvial; Fluvial (entrelaçado e meandrante); Desértico (eólico); Lacustre; Glacial; 2- Transicionais Amb. Deltáico (deltas); Amb. lagunar / litorâneo (praia ou planicie de maré); 3- Marinho Raso (plataformal); Profundo (leque submarino); 4- Amb. deposicionais de carbonatos: Litorâneo a marinho raso/plataformal. LEIA MAIS: 1. Decifrando a Terra, capítulos 10, 11, 12 e 13. 2. Para Entender a Terra , capítulos 8, 14, 15, 16 e 17. 3. Geologia Sedimetar, cap. 8, pg. 205-288. 4. Fácies Models. 454 p. 5. Reinech & Singh, 1980. Depositional Sedimentary environments. 6. Readind (1984) Sedimentary environments ans fácies. 54
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12.1 – Leque Aluvial Feição deposicional em vale/canyons em áreas montanhosas. Cone de sedimentos conglomeráticos.
Características: Acentuado gradiente topográfico; Transporte curto, pobre seleção; Clima árido (úmido); Fácies proximal (mais grossa – conglomerados, brechas, diamictitos) e distal (mais fina - arenitos). Processos de transporte: Fluxo de detritos (debris flow); Correntes trativas de canal (stream flow); Inundação em lençol (sheet flow). Depósitos resultantes Diamictito, conglomerados e arenitos.
Deposição com desconfinamento e suavização topográfica
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Descrição das fácies:
Canyon Leque proximal Barras longitudinais com ortoconglomerados lenticulares associados a diamictitos espessos.
Leque distal Camadas tabulares de arenitos com cruzadas acanaladas. Lentes de cascalho fino.
Fácies Gms – diamictito originado por fluxo de detritos. Paraconglomerado com matriz argilosa, maciço; Gm – conglomerado suportado pelo clasto, clastos imbricados, desorganizado/ estratificação incipiente. Pode apresentar localmente estratificação cruzada; Sh – arenito grosso com estratificação plana. St – arenito grosso / médio com estratificação cruzada acanalada. Fm – pelito maciço; Fl – pelito laminado; C – nódulos carbonáticos (caliche).
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Tipos de leques aluviais
Clima seco Controle tectônico Predomínio de fluxos gravitacionais Conglomerados
Clima úmido Multilobado Vegetação importante Arenitos grossos predominam Paleocanais e lagos (pântanos) pelitos
LEIA MAIS: 1. Geologia Sedimetar, cap. 8, pg. 228-233. 2. Fácies Models, cap. 7, pg. 119-142. 58
12.2 – Ambiente Fluvial Rios constituem importantes agentes no transporte de sedimentos para os oceanos, mas são também importantes agentes deposicionais nos continentes. 1 – Subdivisão do ambiente fluvial:
Morfologia dos canais fluviais variam conforme o clima, a declividade (gradiente topográfico), descarga de sedimentos, velocidade de fluxo, largura e profundidade do canal. Quatro padrões de canal fluvial: reto, entrelaçado, meandrante, anastomosado. 2 – Mecanismos da deposição fluvial a) Sedimentos acumulados a partir da carga de tração, constituindo barras em pontal, em canal e ilhas fluviais. b) Sedimentos resultantes da acresção vertical, a partir da carga de suspensão, que constrói depósitos de transbordamento, diques marginais e planície de inundação. Acresção lateral: migração da barra em rios meandrantes. Cheia Dique Acresção vertical: pelitos na planície de inundação durante enchente fluvial. Dois tipos de canais fluviais são fundamentais: 1 – Entrelaçado: alta energia, com vários canais e barras arenosas; 2 – Meandrante: baixa energia, sinuosidade importante, com canal fluvial simples, lagosmeandros abandonados e planície de inundação.
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3 – Principais características e fácies dos ambientes fluviais entrelaçados e meandrantes. Sistema fluvial entrelaçado - predomínio de carga de fundo de granulação grossa; - razão largura profundidade de canal > 40 ou >300; - declividade média-alta (> 5º); - variabilidade de descarga e erosão nas margens; - formação de barras que obstruem a corrente e ramificam-na (longitudinais e tranversais); - formação de ortoconglomerados maciços ou estratificados (com clastos imbricados) e arenitos com estratificações cruzadas em ciclos granodecrescentes. 1
3
2
2
1
1- Barra longitudinal 2- Barra transversal 3- Dunas subaquáticas
Fácies D – Arenitos com cruzadas acanaladas Pelitos (5%) BT – Arenitos com cruzadas tabulares/acanaladas BL – Conglomerados: seixo grânulo
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Sistema fluvial meandrante - canais com alta sinuosidade; - razão largura/profundidade do canal < 40; - predomina transporte de carga em suspensão; - migração lateral dos canais ocorre através da erosão progressiva das margens côncavas e sedimentação nas convexas; - formam-se barras em pontal com superfície de acresção lateral, planícies de inundação, depósitos de canal (lag), dique marginal, depósito de rompimento do dique, meandros abandonados. - principais fácies: ortoconglomerados do canal fluvial; arenitos grossos/médios com estratificação cruzada acanalada e tabular, marcas onduladas assimétricas (variação regime de fluxo) nas barras; pelitos laminados com raízes (turfa / carvão) com bioturbação e gretas de contração de meandro/planície de inundação; brecha intraformacional, areia e silte com laminações cruzadas e argila devido a depósitos de rompimento de diques marginais (crevasse splay); o
o
o
o
Canal simples A
B
B
A
4 1
Deposição
Erosão
D
Barra em pontal
D
C 3
C
Perfil equilibrado
Perfil assimétrico
2 1 - Canal simples 2 - Barra em pontal (areia) 5 3 - Crevasse splay (rompimento do dique marginal) Planície de inundação com pelitos (folhelhos / siltito). 4 – Dique marginal 5 - Depósito de canal fluvial (cascalho)
Fácies Arenitos com cruzadas Pelitos (30 a 50%) com gretas de contração e restos vegetais Arenitos com cruzadas Conglomerado
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Fluvial entrelaçado
Fluvial meandrante
LEIA MAIS: 1. Para Entender a Terra, cap. 14, pg. 341-363. 2. Suguio (2003) Geologia Sedimentar, cap. 8, pg. 220-238. 3. Fácies Models, cap. 7, pg. 119-142. 4. Riccomini & Coimbra, 1993. Sedimentação em rios entrelaçados e anastomosados. Bol. IGUSP, Série Didática. 5. Assine (2004) Geologia do Continente Sul-Americano, cap. 4, pg. 61-76. 63
12.3 – Ambiente Desértico (eólico)
Atividade eólica – erosão transporte, deposição pelo vento. Vento – diferenças de temperatura (densidade) de massas de ar, devido a maior ou menor incidência de energia solar sobre a Terra. As massas de ar fluem de zonas de alta pressão (tendência descendente) para as de baixa pressão. Vento suave Vento forte Furacão
Tipos de desertos
Velocidade (Km/h) 11 – 17 30 – 40 60 – 150
Φ partícula movimentada
0,25 mm (areia fina) 1,00 mm (areia grossa) 30 mm (seixo)
Saara, Gobi, Arábia, EUA, Austrália Frio (árido glacial) Antártida, Groelândia, Atacama (Chile) Desertos – caracterizam-se por pequena taxa de precipitação pluviométrica, grande variação de temperatura, predomínio de evaporação, intemperismo físico, escassa vegetação e ação do vento. Hamada Leque aluvial
Quente (clima árido)
Wadi Rios efêmeros
Playa
Sabka
Dunas - sand sea Erg
Loes (silte)
Hamada – leque aluvial em forma de cone, nas montanhas. Conglomerados e arenitos imaturos. Wadi – rios efêmeros, produzidos por enxurradas. Arenitos conglomeráticos com cruzadas. Playa – lagos efêmeros com arenitos, siltitos, folhelhos, evaporitos (gipsita, anidrita, cloretos). Depósitos de areia (sand sea) – várias morfologias, predominando as dunas e os lençóis de areia.
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Mecanismos de transporte e sedimentação eólica - Transporte de poeira (< 0,125mm – areia fina, silte, argila). Fluxo turbulento mantém a poeira em suspensão. - Transporte de areia grossa a fina (2 a 0,125mm) saltação Ação do vento - erosão eólica: formação de ventifactos (seixos com duas ou mais faces planas e polidas pela abrasão eólica). Formação de dunas: acumulação assimétrica, com centenas de metros de altura e quilômetros de comprimento, de grãos de areia seca. Barlavento (~10º)
Fluxo de grãos – avalanche de areia seca Sotavento (20 a 35º) Duna estacionária ou migratória Turbulência
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Tipos de duna (“Sand sea”) Estrat. cruz. tabular 1- Transversais – perpendicular ao fluxo. 2- Barcana – forma de meia-lua, com as Estrat. cruz. Acanalada extremidades no sentido do vento. 3- Parabólica – forma de U, com as extremidades contrárias ao vento. 4- Estrela – combinação entre transversal e longitudinal. 5- Longitudinal (seif) - ± paralela ao fluxo, com vento biderecional.
Principais tipos de dunas eólicas
Características dos sedimentos eólicos Sedimentos monominerálicos, geralmente quartzo-arenitos bem selecionados; Estratificação cruzada de grande porte; Sedimentos geralmente vermelhos-rosados, com película de óxido de ferro sobre os grãos de quartzo; Poucas classes granulométricas, sedimento maturo; Tamanho de grão varia de areia fina a grossa (bimodal). Mica usualmente ausente; Grãos com polimento fosco, morfologia arredondada e alta esfericidade (alto impacto entre os grãos). .
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Principais fácies do ambiente eólico Duna Interduna
Seco – areia com estratificação plana
Úmido (oasis) – pelitos c/ gretas, evaporitos, sabka
Duna Wadis (fluvial)
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Modelo para ambiente desértico
Tipos de dunas eólicas
LEIA MAIS: 1. Para Entender a Terra, cap. 15, pg. 367-385. 2. Suguio (2003) Geologia Sedimentar, cap. 8, pg.207-211. 3. Fácies Models, cap. 8, pg. 143-156. 4. Assine et al. 2004. Geologia do Continente Sul-Americano, cap. 5, pg. 77-94. 66
12.4 – Ambiente Lacustre Lagos são corpos de água doce/salgada, situados no continente, sem conexão com o oceano, onde operam processos físicos (descarga fluvial, ondas, marés), químicos (salinidade, Eh, pH) e biológicos (atividade algal). Os lagos são influenciados pelos seguintes fatores: 1- Clima: regula a precipitação/evaporação e tipo de intemperismo. Ex: lago glacial, lago em ambiente desértico (playa) 2- Natureza da área fonte: influi na composição química da água. Nos lagos ocorre sedimentação clástica e química. A sedimentação clástica é uma auréola de arenitos com folhelhos na parte central. Lagos rasos são dominados por sedimentação deltaica. Lagos profundos mostram sedimentação turbidítica. A sedimentação química é mais comum em lagos de clima árido, com carbonatos (calcita, aragonita, dolomita), sulfatos (anidrita, gipsita), cloretos (halita, silvita) e folhelhos. Modelos para sedimentação lacustre 1. Distribuição esquemática ideal de sedimentos em um lago de região montanhosa, abastecido por vários rios. Rio
Lago c/O2
Quente (-densa) fria
Anóxida
sem O2
Estratificação da água pela temperatura
Fácies Lacustres: Arenitos, ritmitos Folhelhos Calcários, dolomitos e evaporitos
Diagnóstico: Associação com fácies fluviais e eólicas
As fácies lacustres são semelhantes as fácies sedimentares depositadas em amb. marinho. Entretanto, podem ser diferenciadas pelo conteúdo paleontológico, extensão areal e associação com outras fácies continentais (fluviais, eólicas, etc.). 67
2. Tipos de influxo fluvial (superficiais – overflow, no meio – interflow e rente ao fundo – underflow) com diferentes densidades. Alta descarga fluvial em lagos rasos gera sedimentação deltaica expressiva, com fluxo homopicnal (areias de frente deltaica) e hipopicnal (argilas de pró-delta, que ficam em suspensão). Descarga fluvial de material mais denso que o meio receptor, gera fluxo gravitacional no fundo do lago e correntes de turbidez sedimentação turbidítica.
Fluxo homo e hipopicnal delta tipo Gilbert Fluxo hiperpicnal gera turbidito lacustre.
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Tipos de influxo em lagos Rio 1 2 3
Lago
Contraste de densidades entre corrente fluvial e meio receptor.
1 – Fluxo hipopicnal – densidade de descarga fluvial < água do lago. Deposição de argila em suspensão e carga grosseira constitui uma barra. 2 – Fluxo homopicnal – densidade da corrente = densidade da água do lago. Formação de lobos sigmoidais na frente deltaica. Fluxo desacelerante
Rio
Climbing ripples
3 – Fluxo hiperpicnal – entrada de material mais denso no ambiente lacustre forma Tde corrente de turbidez. Turbidito
Tc NL
Tb
Ta
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Exemplos de sedimentação lacustre
Fm. Salvador Bacia do Recôncavo Cretáceo
Bacia de Taubaté – SP Cenozóico
LEIA MAIS: 1. Geologia Sedimentar, cap. 8, pg. 238-246. 70
12.5 – Sedimentologia Glacial – Ação geológica do gelo Conjunto de feições erosivas, deposicionais e de ambientes (glacio-continentais e glacio-marinhos) ligados à ação do gelo. Ação das geleiras: acumulação de neve e compactação por pressão. Tipos: geleiras de vale, alpina, montanha, altitude geleiras continentais, mantos, latitude Características: regime termal - base seca base úmida mudança de fase (avanço e recuo glacial) localização geográfica - polar temperada
Tilito (till) – sedimento mal selecionado, transportado e depositado a partir de geleiras, com pouca ou nenhuma seleção por água. Tilito é o equivalente litificado do till. Diamictito - paraconglomerado mal selecionado, com grânulos e matacões, dispersos numa matriz fina dominante. Tilito é um diamictito depositado diretamente pela geleira. Entretanto diamictitos nãoglaciais, depositados como fluxos de detritos, são importantes constituintes de leques aluviais/submarinos. Um dos principais PROBLEMAS da sedimentologia glacial é a distinção entre TILITOS X DIAMICTITOS (depositados como fluxos gravitacionais). TIPOS DE TILLS 1. Till de alojamento (lodgement till) – depositado por baixo de uma geleira ativa, pela fricção contra o substrato. 2. Till de ablação (melt out till) – lento derretimento de gelo estagnante. Vai ocorrer como um diamictito maciço, preservado sobre o embasamento, amoldando-se à paleotopografia, com geometria lenticular, pequena espessura, com planos de cisalhamento / fissilidade. 71
Atividade Glacial 1. Erosão e sedimentação glacio-continental 1- Formação de estrias e sulcos no embasamento; 2- Avanço da geleira, arrancando fragmentos de rochas variadas do embasamento; 3- Deposição de tilitos e formação de feições como esker, kame, drumlins e morenas; 4- Degelo, formando depósitos flúvio-glaciais e glacio-lacustres (varvitos). Depósitos flúvio-glaciais são sistemas fluviais entrelaçados (conglomerados e arenitos grossos com estratificações cruzadas). Varvitos são sedimentos finos, laminados, constituídos por siltito e argilito, às vezes com clastos pingados. 2. Sedimentação glácio-marinha Geleiras podem chegar ao mar, forma de geleira aterrada, isto é, arrastando-se sobre o substrato ou flutuantes, isto é, como uma plataforma de gelo flutuante. 1- Camadas de diamictitos depositados no ambiente glaciomarinho proximal, devido a fluxos gravitacionais. 2- Camadas de diamictitos intercalados em arenitos e ritmitos. 3- Ritmitos (siltitos e argilitos) depositados longe do gelo, devido a decantação de plumas de sedimentos finos, às vezes com clastos pingados de “icebergs”. 72
Esker Sedimentos fluvio-glaciais em “cordão” Kame Sedimento flúvio-glacial em montículos Drumlins Colinas elípticas Morena
Material grosso sedimentado pelo recuo da geleira
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COMO DIFERENCIAR TILITO DE DIAMICTITO PRODUZIDO POR FLUXO GRAVITACIONAL SUBAQUOSO? NÃO EXISTE CRITÉRIO TEXTURAL CONFIÁVEL. UTILIZA-SE UM CONJUNTO DE CRITÉRIOS Boulton & deynoux, 1981; Dreimanis & Schlüter, 1985; Drewry, 1986; Brodzikowski & Van Loon, 1991; Eyles & Eyles, 1992; Eyles, 1993. TILITO Associação com pavimentos estriados; Contato basal discordante; Diamictito lenticular, com pequena espessura – metros; Planos de cisalhamento/fissilidade; Associação com fácies de outwash subaéreo (sistema fluvial, eskers); Feições microscópicas de cominuição de grãos sedimentares. .
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DIAMICTITO Presença de estratificação no diamictito; Associação com pelitos e arenitos turbidíticos; Presença de clastos de argilitos; Orientação de clastos paralelo ao fluxo; Gradação incipiente de clastos; Estrutura de carga e escape de fluidos; Associação com pelitos e ritmitos com seixos pingados; e Espessuras variáveis – dezenas de metros. .
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LEIA MAIS: 1. Decifrando a Terra, cap. 11, pg. 216-246. 2. Para Entender a Terra, cap. 16, pg. 387-418. 3. Suguio (2003) Geologia Sedimentar, pg. 211-220. 4. Eyles & Eyles (1994) Fácies Models, cap. 5, pg. 73-100. 5. Castro (2004) Glaciações Paleozóicas no Brasil. Geologia do Continente Sul-Americano, cap. 9, pg. 151-162. 6. Uhlein et al (2004) Glaciação neoproterozóica sobre o Cráton do São Francisco e faixas dobradas adjacentes. Geologia do Continente Sul-Americano, cap. 30, pg. 539-553. 76
12.6 – Ambiente Deltaico
Delta: 4ª Letra do alfabeto grego ( ∆) – foz do Rio Nilo 1 – Conceito depósito sedimentar subaéreo / subaquoso na transição entre um rio e um corpo d’água (lago / mar); local onde uma corrente fluvial carregada de sedimentos desemboca numa bacia receptora (oceano, baía, lago); fluxo canalizado de água e sedimento que, ao entrar num corpo desconfinado, se expande e desacelera, depositando a carga sedimentar.
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2 – Fatores que influem nos processos deltaicos regime fluvial; • processos costeiros (ondas, marés); • comportamento tectônico (subsidência); • fatores climáticos. 3 – Classificação de deltas Configuração da área deltaica (em planta / mapa) •
lobado; • alongado; • em franja; • em cúspide. •
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Processos construtivos / destrutivos Deltas dominados por rios: ocorrem em lagos ou golfos. Ex: Delta do Rio Mississipi; com cordões praiais bem • Deltas dominados por ondas: frente deltaica desenvolvidos. Ex: Delta Rio São Francisco; • Deltas dominados por marés (estuários): formam uma série de barras alongadas (barras de marés). Ex: Delta do Rio Amazonas. •
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Imagens de satélite Landsat mostrando o delta do Rio Nilo no Egito e delta do Rio Fly, Papua Nova Guiné. 79
Fonte: Suguio, 2003. Geologia Sedimentar.
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4 – Sedimentação deltaica (subambientes deltaico) Planície Deltaica – parte subaérea, com influência fluvial. Canais distributários com diques marginais. • Canais ativos e abandonados, ambiente fluvial meandrante, curso sinuoso. Ciclos “fine up” com areias e pelitos. •
Planícies interdistributárias (lagos / pântanos). Depósitos de rompimento de diques marginais, pelitos com gretas de ressecamento, turfa.
Frente Deltaica – área frontal de sedimentação deltaica, subaquosa. A velocidade da corrente fluvial unidirecional decresce radialmente. Depositam-se areias espessas com estratificação cruzada acanalada, estratificação sigmoidal. A progradação gera ciclos com granocrescência e espessamento ascendentes. Barra de desembocadura – arenitos grossos c/ estratificações cruzadas. Barra distal – arenito com intercalações pelíticas. Migração de barras digitiformes radiais sobre o pró-delta. Elevada taxa de sedimentação e a superfície inclinada geram escorregamentos, falhas de crescimento e diápiros de argila. Pró Delta Sedimentação argilosa com matéria orgânica (folhelho carbonoso) e fauna marinha, depositadas por acresção vertical próximo da desembocadura (foz). Diápiros de lama podem ocorrer – projeções de argilas pró-deltaicas dentro das barras de desembocadura. - Seqüência de progradação deltaica Ciclos com granocrescência e espessamento ascendente (coarsening upwards) com areias da frente deltáica progradando sobre argilas do pródelta.
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5 – Exemplos de deltas modernos (recentes) 1) - Deltas dominados pela ação fluvial Ex: Delta do Rio Mississipi (figura ao lado) •
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Planície Deltaica
canais distributários Planícies interdistributárias (baías)
Frente Deltaica Barra de desembocadura – espessos corpos de arenitos depositados por correntes trativas desacelerantes unidirecionais. Arenitos grossos sigmoidais, com estratificações cruzadas. Barra distal – arenitos com intercalações pelíticas. Pró – delta – pelitos com bioturbações.
Delta construtivo lobado, com associação de areias fluviais e de barras de desembocadura de canal.
Imagem de satélite Landsat do Rio Mississipi – EUA
Delta construtivo alongado, com espessas barras de desembocadura de canal e barras digitadas.
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2) - Delta influenciado por marés (estuário) Canais subaquosos separados por barras alongadas de marés.
Delta destrutivo dominado por marés, com extensos baixios de maré ou fácies de planícies arenosas.
Fonte: Suguio, 2003. Geologia Sedimentar.
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3) - Delta dominado por ondas Formam-se ao lado da foz extensos cordões litorâneos (depósitos de praia). Ex: Delta do Rio São Francisco
Delta destrutivo dominado por ondas, constituído basicamente de associação de areias fluviais e litorâneas. Fonte: Suguio, 2003. Geologia Sedimentar.
Figura esquemática do delta do Rio São Francisco
LEIA MAIS: 1. Suguio (2003) Geologia Sedimentar, cap. 8, pg. 246-259. 2. Fácies Models, cap. 9, pg. 157-178. 3. Castro (1990) Deltas Modernos. Congresso Brás. De Geologia, Natal (RN). 84
12.7 – Ambientes Costeiros (litorâneos) 1 – Introdução: processos numa área costeira Área Costeira ondas (processos hidrodinâmicos) marés correntes costeiras •
Ondas – originam-se no meio dos oceanos e propagam-se para os continentes.
No litoral a onda “sente o fundo”, ou seja, perde o equilíbrio, ocorrendo arrebentação (isto ocorre em profundidades menores que ½ do λ). Ocorre deposição apenas de areia grossa e média. O tipo de arrebentação varia conforme a declividade do litoral.
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Marés – São fenômenos ondulatórios, gerados por processos de atração gravitacional entre a Terra, Sol e Lua. Interação entre astronomia e dinâmica dos oceanos. Amplitude das marés: cm até > 10 m (macromaré) – Induz a formação de correntes.
Correntes costeiras – remobiliza ção de sedimentos. Tipos: Corrente longitudinal (paralela à linha de costa) entre a zona de arrebentação e de espraiamento; Corrente de retorno (fluxo transversal a costa) em canais ou cânions na plataforma;
1 – Corrente longitudinal ou deriva litorânea (longshore currents). 2 – Correntes de retorno (rip currents).
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2 - Ambiente litorâneo Existem dois tipos básicos de ambientes litorâneos: (1) planície de maré (2) praia (cordão arenoso litorâneo)
(1) – Estuário e planície de maré Estuários são corpos de água rasa e salobra na foz de vales fluviais “afogados”, com sedimentação dominada por marés. Compreende canais subaquosos separados por barras alongadas (ilhas). Ex: Estuário do Rio Amazonas – 2 km de sedimentos Cenozóicos. Planície de maré ocorre em regiões protegidas ao longo da costa, onde a ação de ondas é insignificante. micromaré (1m) Amplitude das marés mesomaré (~2m) macromaré(>4m) Ocorrem três subambientes: supramaré, intermaré e inframaré, conforme o esquema abaixo:
Canais de maré – numerosos canais lineares, meandrantes, que drenam a planície de maré.
Velocidade das correntes de maré: 50 cm/s até 150 cm/s. Correntes bidirecionais. Fácies : 1 – Planície de maré arenosa (inf.) 2 – Canais de maré lamosa (superior) 87
Planície de Maré: A – clima árido (hiper salino) – ex: golfo Pérsico B – clima úmido – ex: Bahamas
Planície de maré zona intermaré Processos e Zonas deposicionais
Planície de maré: estruturas sedimentares e fácies. Fonte Della Fávera, 2001. 88
(2) – Praia, laguna e cordão litorâneo
Tipos de costas
com esporões cordões litorâneos ilha barreira costa com biohermas
Praias – podem ocorrer como praias anexas ao continente e como ilhas barreira. Ação de ondas.
Laguna – corpos de água rasa, salobra ou salgada, separados do mar por bancos arenosos, mantendo canal de comunicação com o mar. Ex: Lagoa dos Patos (RS) 100km Região dos Lagos (RJ) Salinidade – baixa ou muito alta (depende do clima). Sedimentação – lama, evaporitos, areias fluviais.
Cordões litorâneos Gênese: - ação de correntes litorâneas; - ação de ondas, empilhando sedimentos (areias). Tipos morfológicos:
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Evento regressivo com progradação da zona costeira (praia) 90
Formação de estruturas sedimentares no litoral, devido ao fundo arenoso e ondas.
Fonte: Gerhard Einsele, 1992. Sedimentary Basins.
Seqüência de estruturas sedimentares numa praia devido a dinâmica das ondas litorâneas.
Fácies de praia – sedimento maturo, bem selecionado, geralmente arenito fino, com ripples simétricas, estratificação cruzada de baixo ângulo, estratificação plana, às vezes associado com arenito eólico (dunas atrás da praia). 91
Exemplo de Progradação de uma praia, com evento regressivo:
LEIA MAIS: 1. Suguio (2003) Geologia Sedimentar, pg. 266-279. 2. Fácies Models, cap. 10 E 11, pg. 179-218. 92
12.8 – Ambiente Marinho Raso (plataformal) 1 – Introdução: relevo e tipo de sedimento marinho. Oceanos → 70% da superfície da Terra.
Plataforma Continental → extensão submersa do continente, com pequena declividade. Varia de 200 km até poucos kms de largura (Andes), formada pelas oscilações do nível dos mares no Quaternário. Talude Continental → Feição do relevo submarino, com declividade acentuada • rumo ao fundo oceânico. Ocorrem canions e vales que permitem acesso de sedimentos ao oceano. Bacia Oceânica (planície abissal) → área extensa e profunda, ± plana. • • Cordilheira Oceânica → sítio de processos vulcânicos, hidrotermais e tectônicos, formadores da crosta oceânica. Principais tipos de sedimentos marinhos: a) Terrígenos (Plataforma Continental), devido ao transporte eólico, glacial e fluvial. Tração: grânulos, areia. Suspensão: silte, argila. b) Biogênicos (vasas – carapaças carbonáticas / silicosas) Plataforma Continental → calcários de águas rasas Bacia Oceânica calcários: vasas de foraminíferos. Água quente, pH alcalino. silicosos: vasas de diatomáceas, radiolários Águas frias, pH ácido. c) Autigênicos → evaporitos, fosforitos. d) Vulcanogênicos → depósitos piroclásticos e vulcanoclásticos subaquosos (lavas submarinas e fumarolas). •
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2 – Ambiente marinho de plataforma
Plataforma dominada por marés “Sand ridges” → cordões arenosos lineares paralelos ao fluxo bidirecional da maré. Estratificação cruzada espinha de peixe. Plataforma dominada por ondas Ondas de tempestade erodem o litoral e retornam depositando barras de plataforma → cordões arenosos imersos em pelitos, paralelos ou oblíquos à costa. Tempestitos → depósitos areno-silto-argilosos formados por ondas de tempestades na plataforma continental. São depósitos de antepraia (shoreface) mostrando transição para depósito de plataforma continental. São sucessões gradadas com estratificação Hummocky.
Estratificação cruzada Hummocky
Resultante da ação de ondas de tempestades que erodem o litoral e retornam à plataforma, carregadas de areia, depositando, por movimento oscilatório, uma barra de plataforma (offshore).
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Desenvolvimento de Barras de Plataforma
Depósitos por ação de tempestades (“tempestitos”) e formação de barras de plataforma
Proximal
Energia alta com tempestades na plataforma.
Distal
Energia baixa, bastante carga em suspensão, ondas fracas na plataforma.
LEIA MAIS: 1. Fácies Models, cap. 12, pg. 219-230. 2. Della Fávera (1984) Eventos de sedimentação episódica nas bacias brasileiras. Cogresso Brás. Geologia, 33, Rio de Janeiro, 489-501. 3. Chiavegatto (1992) Análise estratográfica das seqüências tempestíticas da Fm. Três Marias, na Bacia do São Francisco. Dissertação de mestrado, UFOP, 216 p. 97
12.9 – Ambiente Marinho Profundo – Leque Submarino Cone de sedimentos terrígenos / carbonáticos depositados junto ao talude (sopé continental), em ambiente marinho profundo. Material sedimentar do continente / plataforma que escorrega pelo talude (canions), através de fluxos gravitacionais de massa. Ocorre sedimentação com a desaceleração e desconfinamento do fluxo gravitacional.
Variáveis: Geometria da bacia; • Tectônica (abalos sísmicos); • Suprimento sedimentar (volume/granulometria); • Nível do mar. •
1 – Fluxos gravitacionais Definição: massa de sedimentos heterogêneos com fluido (água), alta densidade (~2,0), que se desloca pela gravidade, em declives. Alta coesão e turbulência. São os principais agentes de transporte sedimentar no ambiente marinho profundo. Características: • •
Sedimentam na base dos declives, formando leques (cones) e lobos deposicionais; Caráter episódico (“instantâneo”). 98
Tipos de fluxos gravitacionais:
a) Fluxo denso de reologia rúptil: deslizamento (sliding) e escorregamento (slumping). Formação de falhas normais subverticais, devido a tensão interna, e deslizamento de porções da rocha ± intacta e coesa. Escorregamento gera também falha inversa e dobra atectônica.
b) Fluxos densos plásticos: fluxo de detritos e lama (debris flow, mud flow). Mistura de cascalho, argila e água, com alta densidade. A interação intergranular é dada pela argila, que aumenta a coesão. Muita argila, alta viscosidade, inibe a turbulência e o fluxo é laminar. Fluxo laminar
A componente cisalhante da força peso supera as forças de resistência.
Ocorre por distância limitada devido ao congelamento coesivo da matriz.
c) Fluxo denso fluidal: a corrente de turbidez Mistura de sedimento e água, com densidade maior que o meio envolvente e com mecanismo de suporte e interação entre os grãos através do fluxo turbulento. Percorre milhares de quilômetros no fundo do mar. Densidade entre 1,5 e 2,0. A deposição ocorre por desaceleração do fluxo, que gera camadas gradadas na horizontal e na vertical. cabeça → erode o fundo e carrega os clastos maiores. Ocorre um fluxo circulatório e turbulento.
99
Tipos de correntes de turbidez:
Alta concentração / densidade → cascalho, areia, silte, argila. Produz feições canalizadas, com alto poder erosivo; Deposita preferencialmente intervalos Ta, Tb (Bouma); Camadas espessas (metros). Baixa concentração / densidade → areia, silte, argila. • Produz camadas planas, com baixo poder erosivo; Deposita preferencialmente intervalos Tc, Tde (Bouma); Camadas com pequena espessura (centímetros). 2 – Morfologia e fácies de um leque submarino A sedimentação no ambiente marinho profundo forma leque submarino no sopé de taludes e cânions. O leque pode ser subdividido em: •
Leque superior (interno) proximal
1 – Cânion 2 – Canais distributários 3 – Lobos deposicionais 4 – Franja distal
Leque médio
Leque inferior (externo) distal 1 - Fácies de leque superior (cânion) – Porção proximal, canalisada, do leque submarino
Debris-flow (conglomerados). Mud flow (diamictitos). Pelitos com slumps.
2 e 3 - Fácies de leque médio (canais distributários e correntes de turbidez de alta concentração)
Turbiditos de alta concentração. Ciclos Tab, com feições canalizadas e erosivas. Camadas arenosas lenticulares. Pelitos da carga de suspensão 4 – Fácies de leque inferior (franja distal)
Lobos e franja distal, com correntes de turbidez de baixa concentração (correntes diluídas). Arenito fino e pelitos em ciclos Tcde. Camadas planas, de pouca espessura. 100
LEIA MAIS: 1. Suguio (2003) Geologia Sedimentar, cap. 8, pg. 280-287. 2. Fácies Models, cap. 13, pg. 239-264. 3. D’Avila & Paim (2003) Mecanismos de transporte e deposição de turbiditos. Geometria, arquitetura e heterogeneidades de corpos sedimentares. Estudos de casos. Unisinos, pg. 93-121. 101
12.10 – Ambientes de sedimentação de carbonatos Carbonatos são formados em ambientes litorâneos e de plataforma continental, geralmente em águas rasas e quentes. Ocorrem em planícies de marés, lagunas, estruturas recifais (recifes) e no ambiente marinho raso a profundo.
102
CLASSIFICAÇÃO DE ROCHAS CARBONÁTICAS 1 – Granulometria Calcirudito Calcirudit o
Calcarenito
Calcilutito Calcilutit o 0,064mm
2mm
2 – Componentes da rocha carbonática (FOLK, 1959). Aloquímicos Intraclastos Oólitos, pisólitos Bioclastos Pellets
Ortoquímicos Calcita espática (cimento) Micrito (matriz) Biolitito
constuções
recifais
3 – Textura deposicional da rocha carbonática (Dunham, 1962) (energia do ambiente deposicional) Não apresentam lama Suportado pelo grão Apresentam lama (micrito)
Grainstone Mudstone < 10% grãos
Wackstone > 10% grão
Packstone > clastos (suportado pelo clasto)
Boundstone (recifal, c/ sedimento trapeado) Carbonatos cristalinos
textura deposicional não reconhecida
LEIA MAIS: 1. Fácies Models, cap. 15,16,17 15,16,17 e 18, 18, pg. 277-374. 277-374. 2. Iglesias-Martinez (2007). Dissertação de mestrado, IGC-UFMG. 103
13. MINERALOGIA DE ROCHAS SEDIMENTARES SiO2, dureza 7, sem clivagem, alta resistência química e física.
1 – Quartzo Tipos:
Vulcânico
Plutônico + comum grão simples/policristalinos
Metamórfico
Cristais inteiros, arestas hexagonais
Extinção ondulante Mosaico Contatos metamórficos
Qzo. autigênico – formado por crescimento secundário de grãos detríticos. Sílex e opala – qzo. microcristalino, formado por preciptação química. Predomina ortoclásio e microclínio: KAlSi 3O8. Feldspato cálcico é raro. Disponibilidade: Disponibilid ade: 5 a > 20% em subarcósios e > de 20% em arcósios. Resistência física pequena clivagem São instáveis sob o intemperismo químico caolinita
2 – Feldspato
Clima úmido Clima árido 3 – Fragmentos líticos
Feldspatos Relevo alto angulosos, Frescos/alterados grosseiros Feldspato Relevo baixo Alterado raro/ausente Relevo suave arredondado Fresco Relevo alto anguloso Fresco Argilosos Argilosos (sedimentos, (sedimentos, filitos, xistos) Rochas vulcânicas, detritos piroclásticos.
4 – Argilo-minerais Argila – partículas menores que 0,004mm Argilo-minerais são silicatos de alumínio hidratados com estrutura placóide filossilicatos – caolinita (bicamada) Uma camada octédrica entre duas tetraédricas (montmorilonita e ilita) – três camadas. Investigação: Difração de raio-X (estrutura); (estrutura) ; Análise química (comp. Química) Análise térmica diferencial (perda d’água) Microscopia ótica/microscópio eletrônico Gênese – intemperismo químico, lixiviação de soluto e formação de restito (óxidos de Fé e Al e argilo-minerais).Argilo-minerais formam-se no solo devido ao processo de alteração das rochas (intemperismo). Depois são carregados em suspensão pelas águas fluviais, formando camadas sedimentares marinhas. – argila autigênica. autigênica. Ex: glauconita glauconita + K + ilita montmorilonita montmorilonit a + Mg + clorita 13.5 – Minerais pesados densidade > 3,0 São importantes para proveniência/história do intemperismo e transporte Acessórios em RI e RM
Resistência física e química Alta densidade
Opacos (mag. Ilm. Hemat.), zircão, Areias turmalina, rutilo, monazita, granada, apatita, estaurolita, olivina, cianita, silimanita, epidoto.
LEIA MAIS: 1. Suguio (2003) Geologia Sedimentar, cap. 5, pg. 84-110. 104
14. DIAGÊNESE 1 – Conceito: Conceito: conjunto de transformações desde um sedimento inconsolidado até uma rocha sedimentar (litificação), como adaptação a novas condições (P, T, Eh, pH). 2 – Processos diagenéticos: Compactação mecânica – mudança no empacotamento dos grãos, com redução do espaço intergranular e quebra, deformação ou esmagamento de grãos individuais. Compactação química – ocorre como dissolução sob pressão, devido ao soterramento crescente. Ocorre mudança na forma de contato entre os grãos, que passam de pontual para planar, côncavo-convexo e depois suturado, refletindo uma interpenetração gradual. A dissolução pode ocorrer sem efeito da pressão de carga, apenas pelo efeito da percolação de soluções pósdeposicionais. Água intersticial, geralmente alcalina, corrói ou dissolve minerais como olivinas, piroxênios, anfibólios e feldspatos. Cimentação – é a precipitação química de minerais a partir de íons em solução na água intersticial. Ocorrem cimentos silicosos (quartzo, calcedônia, opala), carbonáticos (calcita, anquerita, siderita) e de óxido de ferro (hematita). Podem se formar nódulos e concreções diagenéticas. Recristalização diagenética – modificação de mineralogia e textura cristalina pela ação de soluções diagenéticas. Transformações de : aragonita calcita calcita (CaCO 3 3 ) e gipsita anidrita anidrita (desidratação). Formação de minerais autigênicos (glauconita, pirita, albita, fosfatos, etc.). Reações
de substituição química átomo a átomo, sem alteração de forma e volume. Exemplos
:
Dolomitização: calcita + Mg dolomita dolomita Fosfatização, Fosfatização, silicificação, silicificação, ferrificações. Dois tipos são mais comuns : Aragonita
calcita calcita
(polimorfos de CaCO 3 3 ). Não há mudança de composição química,
apenas de estrutura cristalina (Neomorfismo). Carbonato
sílica
(mudança química). Mudança pH : alcalino
ácido (Substituição
diagenética). 105
3 – Estágios diagenéticos Eodiagênese ou diagênese precoce (estágio redoxomórfico). Dominam reações de oxidação/redução, durante ou imediatamente após o soterramento. Ex:
Fé+2
↔
Fé+3
Hematita + calcita + C siderita Hematita +clorita chamosita Hematita + ilita glauconita Mesodiagênese (estágio locomórfico). Envolve reações de substituição diagenética e de cimentação, com grande soterramento. Formação de porosidade secundária e maturação da matéria orgânica. Evolução da diagênese: Telodiagênese (Retorno à superfície) Ex: discordâncias
Eodiagênese
Mesodiagênese
(diagênese precoce) T = ± 30º C P = normal
//
Anquimetamorfismo
T=±200ºC P = 200atm
4 – Tendência geral da diagênese: -
Redução dos espaços intergranulares; Desidratação parcial (20 a 50% fluido p/ 3 a 6%), com redução de volume; Aumento na resistência e coesão; Geração de juntas e fraturas; Diminuição da porosidade e alteração na permeabilidade; Eliminação e maturação da matéria orgânica (óleo, carvão); Alteração da mineralogia e da textura, das estruturas e produção de bandamento.
5 – Diagênese de arenitos e carbonatos •
•
Arenitos – compactação mecânica e química, fases de cimentação, geração de porosidade secundária, redução da porosidade secundária. Carbonatos – infiltração nos interstícios, compactação mecânica e química, crescimentos secundários (neomorfismo, substituições diagenéticas), dissolução e reprecipitações de cimentos.
106
Fases e processos da seqüência diagenética geral de arenitos quartzosos e feldspáticos
De Ros & Moraes, 1984.
ESTÁGIOS Choquette & Pray, 1970
Eodiagênese
Mesodiagênese
FASES
PROCESSOS
Dapples, 1979
Redoxomórfico
1) Processos eogenéticos aditivos
Introdução de material por precipitação e infiltração nas primeiras centenas de metros; redução de porosidade
2) Compactação mecânica
Rearranjo textural por rotação, fraturamento e esmagamento de grãos; redução de volume total e porosidade
3) Compactação química
Redução do volume total e porosidade através de dissolução por pressão nos contatos intergranulares
4) Crescimento secundário de quartzo e feldspato
Precipitação de cimentos autigênicos sobre os grãos; redução de porosidade
5) Cimentação calcítica
Obliteração de porosidade primária remanescente e substituição parcial de silicatos por calcita mesogenética poiquilotópica ou em mosaico grosseiro
6) Geração de porosidade secundária
Dissolução de calcita por águas ácidas relacionadas à descarboxilação de matéria orgânica
7) Redução de porosidade secundária
Recompactação e preci pitação de cimentos autigênicos nos poros gerados s ecundariamente
Locomórfico
LEIA MAIS: 1. Suguio (2003). Geologia Sedimentar, cap. 4, pg. 43-54. 2. Folk (1968) Petrology of Sedimentary Rocks, Austin, Texas. 3. De Ros (1996) Compositional controls on sandstone diagenesis. Acta Universitatis Upsadiensis, 24 p. 107
