Modelos evolutivos de bacias do tipo rifte

Os trabalhos acerca da evolução tectonoestratigráfica de bacias rifte são restritos, porém de suma importância, uma vez que estes propõem modelos com consideráveis contribuições para uma aplicação mais harmônica da estratigrafia de sequências às bacias do tipo rifte.

Prosser (1993) enaltece a importância do controle tectônico predominante durante a sedimentação, responsável pela distribuição e evolução de sistemas deposicionais em bacias rifte. A autora associa os sistemas deposicionais, descritos em termos de fácies e padrões de empilhamento e de acordo com as mudanças locais do nível de base (nível do lago), com padrões de refletores sísmicos, além dos eventos tectônicos e a resposta sedimentar já impostos na instalação dos sistemas deposicionais.

O modelo proposto (Figura 3.3), caracteriza-se por tratos de sistemas tectônicos relacionados com fases de preenchimento do rifte, sendo reconhecidas cinco estágios tectônicos principais (S1 a S5) que definem os seguintes tratos de sistemas: (S1) equivale ao intervalo pré-rifte da bacia; o Trato de Sistema de Início de Rifte (S2) compreende o desenvolvimento incipiente de semi-grabens, rasos e isolados lateralmente, com a redistribuição das drenagens primárias, revelando um estágio com baixas taxas de criação de espaço de acomodação totalmente preenchido por depósitos fluviais e eólicos, com padrão de empilhamento progradacional a agradacional.

O estágio subsequente corresponde ao Trato de Sistema de Clímax de Rifte (S3) e exprime o maior desenvolvimento da bacia, atingindo sua extensão máxima, com a instalação do semi-graben propriamente dito. Neste estágio são registradas as maiores taxas de criação de espaço de acomodação bem como o momento de máximo rejeito da falha de borda, provocando o soerguimento da área fonte. Com isto, há a necessidade de reorganização da rede de drenagens e assim, o aporte sedimentar é superado pelo espaço de acomodação criado. Espera-se para este trato um padrão de empilhamento retrogradacional, assinalado por uma sedimentação lacustre predominante na porção central do semi-graben e sistemas de leques aluviais, subaquosos e deltaicos ocorrendo lateralmente, em função da falha de borda.

O Trato de Sistema de Pós-Rifte ocorre em duas fases: o trato de Pós-Rifte Imediato (S4) e o trato de Pós-Rifte Tardio (S5), marcados pelo fim do tectonismo ativo. No estágio (S4), tem-se a interrupção da subsidência provocada pela rotação do teto através do plano da falha e a diminuição da taxa de subsidência regional, tornando-se fator controlador os efeitos de resfriamento da litosfera. A instalação do Trato de Sistema de Pós-Rifte Tardio (S5) é definida pela criação de espaço de acomodação e seu posterior preenchimento ocorrendo de modo lento e gradual. O fim da atividade tectônica estabelece como fatores controladores da sedimentação

Brito, L.H. – Análise Estratigráfica das seções Rifte e Pós-Rifte offshore na região do Campo de Pescada, Bacia Potiguar, Margem Equatorial Brasileira

as condições climáticas e a eustasia. Este último trato pode ser ocultado pela existência de episódios tectônicos posteriores.

Figura 3.3 – Modelo de tratos de sistemas tectônicos proposto por Prosser (1993), sugerindo uma sucessão vertical (A) e uma seção sísmica (B) dos tratos de Início de Rifte (S2), de Clímax de Rifte (S3), de Pós-Rifte Imediato (S4) e Pós-Rifte Tardio (S5).

A proposição formulada por Bosence (1998) baseia-se no reconhecimento de discordâncias, que permitem identificar um evento rifte e sua evolução. O desenvolvimento da seção rifte pode ser reconhecido por duas superfícies limítrofes, uma superfície basal marcada pela discordância sin-rifte e no topo, uma discordância pós-rifte. Além desta referência, outro fator a ser considerado é o comportamento geométrico dos estratos internos ao rifte (Figura 3.4). O autor descreve três fases evolutivas da instalação do rifte: (i) a fase pré-rifte, depositados em uma estágio anterior à progressão do rifte, caracterizada por estratos plano-paralelos e inclinados; (ii) a fase sin-rifte expressa uma sedimentação associada a um intenso tectonismo, refletindo na geometria dos estratos, que apresentam-se com aspecto divergente e revelam o espessamento destas unidades contra a falha de borda devido à deposição sin-tectônica; (iii) a fase pós-rifte se expressa por estratos plano-paralelos horizontais, representando um regime de subsidência termal (pós-rifte). Essas três fases evolutivas de um rifte podem ser verificadas pelo mapeamento das superfícies e pela análise do padrão dos estratos internos característicos, conforme explanado anteriormente.

Gawthorpe & Leeder (2000) propuseram um modelo evolutivo de bacias rifte não evidenciado nos padrões de empilhamento, mas embasado nos aspectos estruturais da bacia. Para este modelo, os autores contemplaram a interação de falhas em um sistema de fault linkage, onde são considerados os processos de propagação e crescimento das falhas, revelando-se como o fator controlador da estruturação da bacia. Quanto aos padrões de revelando-sedimentação,

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estes são regidos por fatores não tectônicos: as mudanças climáticas e variações no nível de base efetivos na bacia. Os estágios iniciais do rifte no sistema de fault linkage, revelam segmentos de falhas paralelos, afastados, com baixo deslocamento. Com o desenvolver do rifte, ocorre a coalescência destes segmentos de falhas, gerando falhas e deslocamentos maiores, até a interação completa de todos os falhamentos, resultando em uma falha de borda bem desenvolvida ao final do processo.

Figura 3.4 – Modelo de Bosence (1998) utilizando-se de critérios geométricos, estratais e de superfícies limítrofes que distinguem os diferentes estágios (pré-, sin- e pós-rifte) de preenchimento de um rifte.

Semelhante ao que foi proposto por Gawthorpe & Leeder (2000), com um modelo evolutivo desenvolvido segundo aspectos estruturais, Morley (2002), baseado em dados oriundos do sistema de bacias rifte do leste africano, propôs um modelo de evolução de falhas normais – fault propagation. Este modelo abrange inicialmente um sistema de falhas paralelas, segregadas, com pequeno rejeito, compondo pequenos semi-grabens. Com a propagação e deformação deste sistema inicial, através da conectividade lateral dos segmentos, uma falha de borda é gerada, assim como a geometria de um semi-graben amplo. O autor ainda explana acerca da evolução dos semi-grabens, descrita em quatro estágios: (i) rifte inicial; (ii) meio-graben inicial; (iii) meio-meio-graben maduro; e (iv) meio-meio-graben final. É possível determinar que existe um forte controle de falhas, sobretudo da falha de borda, sobre a formação de riftes neste modelo, como também sobre a sedimentação e preenchimento dos semi-grabens.

Kuchle & Scherer (2010), baseado nos modelos preexistentes e na reavaliação dos fatores controladores observados para a sedimentação em bacias rifte, propuseram um modelo estratigráfico evolutivo fundamentado na disposição dos padrões de empilhamento, do arranjo de sistemas deposicionais e distribuição de fácies sísmicas, onde a compartimentação interna é definida por tratos de sistemas tectônicos (Figura 3.5), estes originalmente introduzidos por

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Prosser (1993) e conceituado em Brown & Fischer (1977). A partir da observação dos padrões de empilhamento são reconhecidas as fases que compõem a seção rifte; na sísmica, os tratos de sistemas tectônicos podem ser investigados segundo as terminações de refletores dos estratos, suas configurações e a geometria das sismofácies.

São descritas para este modelo quatro fases distintas: (1) o Trato de Sistemas Tectônico de Início do Rifte retrata o início da fase rifte, registrando os primeiros pulsos tectônicos devido aos esforços distensivos atuantes e limita-se na base por uma discordância sin-rifte (conforme definida por Bosence, 1998). Os depósitos que ocorrem nesta fase correspondem a sistemas lacustres recobertos por sistemas fluviais em um ambiente continental, de bacia extensa e rasa com padrão de empilhamento agradacional; (2) o Trato de Sistemas Tectônico de Desenvolvimento de Meio-Graben revela uma geometria incipiente do meio-graben, marcado pela reordenação da rede de drenagens e preenchido por sistemas fluvio-lacustres rasos. Na base deste trato ocorre a superfície de desenvolvimento de meio-graben, uma discordância na margem flexural marcada por uma inundação no teto; (3) o Trato de Sistemas Tectônico de Clímax de Rifte, assinala o momento de máxima atividade tectônica da bacia, gerando um padrão retrogradacional na margem flexural e a progradação de leques deltaicos, correlatos com a falha de borda, em direção ao depocentro. O limite inferior é definido pela superfície de clímax de rifte, enquanto o topo é marcado pela superfície de máximo rifteamento, que registra o momento de máxima expansão lacustre, com o recuo total dos sistemas continentais na margem flexural e o maior avanço da cunha conglomerática da falha de borda; (4) o Trato de Sistemas Tectônico de Final do Rifte representa o momento de diminuição da atividade tectônica na bacia, bem como da taxa de criação de espaço de acomodação – a chegada atrasada do aporte sedimentar reflete um padrão progradacional na margem flexural, recuo da cunha conglomerática de borda e do sistema lacustre como um todo. O final da fase rifte limita-se pela discordância pós-rifte.

Considerando que, o modelo proposto por Kuchle & Scherer (2010) apoia-se nos padrões de empilhamento observados em uma bacia rifte, a carência de dados de poço na seção sin-rifte acarretam dificuldade em diferenciar os tratos de Clímax de Rifte e de Final do Rifte. Desta forma, autores como Alvarenga (2016) propuseram adaptações quanto ao modelo de Kuchle & Scherer (2010), definindo os tratos tectônicos com base nas variações de atividade tectônica, a partir de três tratos sin-riftes: (1) Trato de Sistema Tectônico de Início do Rifte, marcando uma fase inicial de depressão sinformal, sem estruturas de meio-grabens desenvolvidas; (2) Trato de Sistemas Tectônico de Alta Atividade Tectônica, caracterizado por um padrão de refletores divergentes e alta geração de espaço de acomodação, onde a

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deformação concentra-se em determinados falhamentos, gerando falhas de borda e estruturas de meio-grabens; e (3) Trato de Sistemas Tectônico de Baixa Atividade Tectônica, marcado por uma significativa diminuição na atividade das falhas de borda, gerando deposição relativamente menor de sedimentos ao longo da falha de borda, ainda dentro de uma estrutura de meio-graben.

Figura 3.5 – Modelo evolutivo de uma bacia rifte, por Kuchle & Scherer (2010), estruturado em tratos de sistemas tectônicos – de Início do Rifte, de Desenvolvimento de Meio-Graben, de Clímax de Rifte e de Final do Rifte; são representadas também as superfícies limítrofes e a configuração dos sistemas deposicionais.