Estratigrafia de sequências e a formação de carvão em sistemas parálicos

Um dos principais locais de formação de turfeiras – o ambiente deposicional que leva às camadas de carvão – é o ambiente parálico, ou seja, os corpos d´água próximos à linha de costa. Segundo Diessel (1970), mais de noventa porcento dos carvões no mundo se formaram em sistemas parálicos. Dentro desse contexto, o que acontece em uma turfeira é diretamente controlado pelo nível do mar, ou seja, o nível de base importante na formação de carvão parálico não é o perfil de equilíbrio, mas o nível relativo do mar.

Turfa só se forma em lâminas d´água relativamente rasas, da ordem de alguns metros. Se o nível do mar desce esses poucos metros, a turfeira fica exposta e a matéria vegetal de ambiente continental (troncos, arbustos, galhos, folhas, etc. ) oxida e se perde, não formando carvão. Se o nível sobe muito, a lâmina d´água na turfeira fica muito alta, e não se forma turfa de modo eficiente, apenas alguns acúmulos delgados e espalhados vão ocorrer. Desta forma, parece bastante evidente que os conceitos básicos que regem a estratigrafia de sequências têm perfeita aplicação aos sistema formador de carvão nos sistemas parálicos.

Entendeu-se que volumes significativos de turfeiras ricas em matéria orgânica só serão preservados e formarão carvão se a criação de espaço de acomodação se igualar à taxa de acumulação (produção) de matéria orgânica (vide capítulo 4). Se a criação de espaço for inferior a taxa de produção da turfeira, haverá erosão e oxidação, caso contrário a turfeira será inundada por sedimentos clásticos ou afogada.

Quem aplicou esse conceito de modo pioneiro às sucessões portadoras de carvão foram os já mencionados geólogos de petróleo Bohacs & Suter (1997). Com base no que já tinha sido referido por Gastaldo et al. (1993), Aitken & Flint (1995) e outros, Bohacs e Suter (1997) discutiram detalhadamente esse papel e seu controle de formação de camadas de carvão, mostrando que a formação de carvão mais importante (no que se refere a espessura e extensão regional) ocorre na fase inicial do trato de sistemas transgressivo. O modelo preditivo de carvão como descrito por Bohacs e Suter pressupõem taxa de aporte constante, tal qual o modelo básico da estratigrafia de sequências. Só que aqui não se trata de siliciclásticos, mas de material formador de turfa, ou seja, a matéria vegetal produzida pelo ecossistema. Tendo o aporte de matéria vegetal constante, o modelo prevê o controle do espaço de acomodação (variável) frente ao aporte (constante) de matéria vegetal. Portanto, dentro de uma seqüência deposicional, a ocorrência e distribuição dos carvões paralicos são previsíveis.

Durante a deposição do trato de sistemas de nível baixo, a taxa de criação de espaço é pequena, e o espaço disponível na turfeira é prontamente preenchido verticalmente. Então a turfeira estende-se horizontalmente, formando carvão em camadas delgadas a moderadamente espessas , e relativamente contínuas.

Durante a fase final do trato de sistemas de nível baixo, no limite para o trato de sistemas transgressivo, a taxa de acomodação está em certo equilíbrio com a taxa de aporte de material vegetal, o que cria um ambiente propício à agradação, de modo que o espaço é preenchido sem que a turfeira precise estender para os lados para acomodar a matéria vegetal. Assim, se formam camadas relativamente espessas, mas lateralmente descontínuas de carvão.

Durante o desenvolvimento do trato de sistemas transgressivo, a taxa de acomodação é cada vez maior e, portanto, muito mais alta que a de aporte de matéria vegetal. As turfeiras podem se formar no início do TST, mas no decorrer da transgressão, são frequentemente inundadas pelo mar, diminuindo a preservação da turfa. Estes fatores – o aporte relativo baixo e a alta influência marinha - impedem acumulação significativa,

e apenas camadas finas, descontínuos e dispersas de carvão são formadas durante grande parte do TST. No trato de sistemas de nível alto inicial ocorre a situação similar aquela do limite entre os tratos de nível baixo e do transgressivo: a fase de agradação, devido a similaridade entre acomodação e aporte, levam à formação de carvões espessos e isolados. No trato de sistemas de nível alto final, que é fortemente progradante, as camadas de carvão são menos espessas e mais contínuas devido a diminuição na taxa de acomodação.

Durante a fase de regressão forçada e formação de discordância, camadas de carvão não se formam, e frequentemente as camadas do trato de nível alto subjacente são erodidas.

Como tudo em estratigrafia de sequências, esse modelo deve ser usado como ferramenta de análise para fins de compreensão da bacia sob estudo, não como esquema rígido de interpretação geológica. Os próprios autores chamam atenção para o fato que frente a uma determinada taxa de geração de turfa, a ocorrência de carvão parálico pode variar significativamente devido a variações locais na taxa de acomodação. Taxas mais baixas vão favorecer o desenvolvimento de espessas camadas de carvão no início do trato de nível baixo, porque o crescimento lento do espaço de acomodação é acompanhado relativamente fácil pelo aporte da matéria vegetal. Situação similar vai ocorrer no final do trato de nível alto. Já taxas muito elevadas de acomodação podem impedir a criação de turfeiras na bacia, já que a taxa de criação de espaço estaria sempre muito mais elevada que a de aporte de matéria vegetal. Nesse caso, apenas lamitos carbonosos iriam se desenvolver.

Esse modelo foi testado e aperfeiçoado por vários autores em diferentes bacias sedimentares, inclusive no Brasil (e.g., Diessel, 1998, 2000, 2007; Holz et.al, 2002; Holz & Kalkreuth, 2004; Suess et al., 2007; Desjardins et al., 2009). A Figura 9 mostra a ocorrência e distribuição ideais de carvões parálicos dentro de uma sequência de deposição completa.

Figura 9: Modelo conceitual das características das camadas de carvão formadas ao longo de um ciclo completo de queda

e subida do nível de base gerando uma seqüência deposicional. O modelo preditivo de carvão pressupõem taxa constante de aporte de matéria vegetal, sendo a geometria das camadas de carvão controladas pela variação de espaço de acomodação nas turfeiras. O modelo mostrado na figura é inspirado no modelo clássico de Bohacs & Suter (1997), na época proposto ainda sem o trato de sistemas de regressão forçada (modificado de