4.5 Relação entre Tectônica Experimental e Estratigrafia
Mecânica da Formação Irati
O padrão de fraturamento observado para as rochas carbonáticas da Formação Irati, e sua relação com a Estratigrafia Mecânica observada em campo pode ser intimamente relacionada com o que foi observado pela análise dos experimentos realizados.
As fraturas mais destacadas e que apresentam mesma direção dos principais lineamentos estruturais da Bacia do Paraná e das estruturas que controlam o arranjo do Alto Estrutural de Pitanga, de modo geral, estão sempre ultrapassando as Interfaces Mecânicas, que são repre- sentadas pelas camadas de folhelhos diretamente em contato superior com o banco basal de calcários estudados. As fraturas secundárias observadas normalmente terminam na Interface Mecânica, ou tem pouca persistência alem dela.
O arranjo descrito acima foi observado no Experimento 2, onde as principais fraturas for- madas durante a progressiva distensão ultrapassaram a Interface Mecânica (caracterizada pela areia fina vermelha), enquanto as fraturas secundárias, que formavam pares conjugados de fa- lhas normais não se propagavam além da Interface Mecânica.
O padrão de fraturamento e Estratigrafia Mecânica observada na Pedreira Bonança, onde nenhuma fratura se propagou além da Interface Mecânica (camada de folhelhos), pode ser rela- cionada com o Experimento 3, onde a deformação concentrou-se abaixo da Interface Mecânica, fazendo com que a deformação relacionada a formação de fraturas não se propagasse.
Assim, observando-se o padrão de fraturamento do Experimento 2 (Figura 4.41), observa-se algumas falhas preenchidas por areia vermelha, marcando fraturas abertas e com potencial per- colação de fluídos. Estas falhas correspondem as primeiras a se formarem, mais bem marcadas, e algumas delas tem sua continuação além da Interface Mecânica. Esse comportamento pode ser observado, de modo geral, nas pedreiras estudadas, onde os maiores e mais persistentes planos de fraturas apresentam preenchimento e impregnação de óleo.
Deste modo, o fraturamento está intimamente relacionado com a diferença de competên- cia entre as camadas intercaladas. Camadas competentes se fraturam de maneira rúptil, en- quanto camadas menos competentes podem sofrer deformação dúctil (sofrendo dobramentos, por exemplo), ou acomodas a deformação, fazendo com que a fratura não se propague ou tenha sua direção e mergulhos fortemente alterados.
Vale ressaltar que as análises sobre Estratigrafia Mecânica aplicada para o banco de calcário basal e as Interfaces Mecânicas imediatamente acima, se repetem para cada par de folhelho e calcário presentes nas intercalações do pacote de rochas acima do banco. Assim, cada par apresenta uma Unidade Mecânica (calcário) e uma Interface Mecânica (folhelho).
4.6 Análise de Calcinação 4 Resultados e Discussões
4.6 Análise de Calcinação
Durante as etapas de campo nas três regiões estudadas, compreendendo os municípios de Rio Claro (distrito de Assistência), Saltinho e Ipeúna, foram coletadas amostras de rocha da For- mação Irati que apresentassem preenchimentos de seus poros com óleo ou impregnação de óleo em microfraturas. Assim, foram escolhidas quatro amostras, sendo duas amostras de calcários da região de Ipeúna, uma amostra de folhelho do distrito de Assistência e uma última amostra de calcário do município de Saltinho. Tais amostras foram catalogadas e armazenadas para que posteriormente fossem feitos ensaios de calcinação, que consiste na queima do material em uma estufa durante certo período de tempo, com o intuito de comparar o peso das amostras antes e depois da queima, calculando assim a quantidade de matéria orgânica que esteve presente nas mesmas.
Deste modo, foram submetidas a calcinação 4 amostras, sendo duas da pedreira Bonança, município de Ipeúna (BO-1 e BO-2), uma da região de Saltinho (VT-1) e outra amostra da região do distrito de Assistência (AS-1).
A Tabela apresentada na Figura 4.44, a seguir, apresenta todos os valores obtidos para o ensaio de calcinação realizado, contendo os pesos iniciais das quatro amostras, pesos finais após a calcinação, bem como as porcentagens de umidade de cada amostra e a porcentagem de perda de matéria orgânica após a calcinação.
Figura 4.44: Tabela contendo as informações de pesos iniciais, peso sem umidade, porcentagem de umidade retirada da amostra, peso final e porcentagem da perda de matéria orgânica, antes e após a calcinação das quatro amostras.
Em relação a porcentagem de matéria orgânica (M.O) perdida após a queima, pode-se ob- servar que as amostras de calcário, BO-1, BO-2 e VT-1 apresentam grande variação de perda de M.O. Isso contradiz as observações de campo de que, na região de Saltinho, por não apre- sentar grandes exposições e exsudações de óleo nos planos de fratura e nas frentes de lavra, a ocorrência de óleo torna-se pequena e pouco expressiva. A amostra desta região apresentou a maior porcentagem de perda de M.O, ultrapassando até as amostras da pedreira de Ipeúna, que apresenta expressiva quantidade de óleo nos planos de fratura.
4.6 Análise de Calcinação 4 Resultados e Discussões
Essa diferença observada pode ser entendida devido ao fato do óleo na região de Saltinho estar presente quase que exclusivamente nos poros e microfraturas dos carbonatos ali presentes, enquanto nas regiões de Ipeúna e Rio Claro (distrito de Assistência), as ocorrências de óleo se restringem em grande parte as fraturas e brechas encontradas nas exposições da frente de lavra. Talvez a grande quantidade de falhas relacionadas a gênese do Alto Estrutural de Pitanga tenha influenciado fortemente a ocorrência de impregnações de óleo nestas duas regiões, enquanto a ausência dos sistemas de falha da região de Saltinho faça com que maior parte do óleo migre e se acumule nos poros e microfraturas das rochas carbonáticas da Formação Irati.
Capítulo
5
Conclusões
Em relação à Estratigrafia Mecânica estudada nas três pedreiras visitadas, pode-se concluir que a continuidade e persistência das fraturas além do banco de calcário basal do Membro Assistência da Formação Irati está diretamente relacionada com a existência de uma camada de folhelho logo a cima da mesma, com espessuras variadas, que podem chegar até 30 - 40 centímetros. O folhelho faz com que a maioria das fraturas não se propague, sendo caracterizado como uma Interface Mecânica.
Deste modo, as fraturas que apresentam maiores persistências e ultrapassam a Interface Me- cânica apresentam íntima relação com os Sistemas de Falhas Passa Cinco - Cabeças e Ipeúna- Piracicaba, que controlam a estruturação do Alto Estrutural de Pitanga (Sousa, 1997, 2002), apresentando sempre direções NW-SE e apresentando em grande maioria impregnação de óleo em seus planos de fratura. Assim, a deformação tende a ser mais intensa nesta direção, fa- zendo com que os planos de fratura ultrapassem a Interface Mecânica, o que não se observa nas demais famílias de fratura, como por exemplo a família de fratura NE-SW, que tendem a apresentar pequenas persistência e quase sempre são barradas pelas Interface Mecânicas.
Uma exceção ao caso é o padrão de fraturamento presente na região de Ipeúna (Pedreira Bo- nança), que é afetado por falhamentos de direção NE-SW gerando brechas de falha de mesma direção. Nesta região observa-se a Interface Mecânica de maior espessura, chegando a 40 cen- tímetros, onde nem a família NW-SE que apresentava maiores persistências e continuidades, nem a família NE-SW que tende a apresentar maior intensidade de deformação gerando bre- chas, ultrapassam esta Interface Mecânica. Assim, as brechas só são identificadas na região abaixo desta Interface Mecânica, e as impregnações de óleo estão predominantemente nos pla- nos de fraturas de direção NE-SW ou preenchendo a “matriz” das brechas de mesma direção, e secundariamente nas intersecções das famílias NE-SW e NW-SE.
Com base na análise de calcinação, ausência de impregnação de óleo nos planos de fratura na região de Saltinho - SP (Pedreira Vitti), pode estar diretamente associada a ausência de importantes sistemas de falhas na região das cavas, que são importantes caminhos migratórios para os hidrocarbonetos presentes na Formação Irati. Isso faz com que a presença de óleo
5 Conclusões
se resuma principalmente na porosidade do carbonato, podendo ser uma porosidade primária ou secundária, caracterizada por microfraturas que armazenem os hidrocarbonetos. Assim, as exsudações de óleo, como observado nas pedreiras de Ipeúna e Assistência, não ocorrem.
Este comportamento entre calcários e folhelhos (Interface Mecânica) também é valido para as intercalações finas entre estas rochas acima do banco principal. Nestas pequenas interca- lações também se observa a mudança de direção e a não continuidade das fraturas além das camadas de folhelhos.
Pode-se dizer que as fraturas que ultrapassam as Interfaces Mecânicas estão associadas a regiões com maior intensidade de fraturamento e estão sempre relacionadas diretamente com algum sistema de falhas que controla a estruturação do Alto Estrutural de Pitanga, apresentando mesma direção, com exceção do observado na Pedreira Bonança. Assim, na Pedreira Bonança a espessura da Interface Mecânica pode ser um fator fundamental da não propagação das fraturas pela interface.
Em uma análise estrutural mais ampla, as fraturas com ocorrência de óleo possuem mesma direção de importantes lineamentos estruturais presentes na Bacia do Paraná, como o Arco de Ponta Grossa e os Lineamentos Guapiara, Rio Tietê, Rio Mogi-Guaçu e Rio Paranapanema. As fraturas impregnadas com óleo são interpretadas como fraturas de extensão, tendo sido forma- das em resposta a ruptura do Gondwana durante o início do Cretáceo, período também associado a intenso vulcanismo (Formação Serra Geral). Falhas com direção NW mapeadas na região de influência do Alto Estrutural de Pitanga apresentam-se muitas vezes preenchidas por diabásio e material asfáltico (Sousa (1997); Sousa (2002); Godoy (2006)), o que não é geralmente ob- servado em falhas com direção NE, exceto na região de Ipeúna. Nos afloramentos descritos, as fraturas de direção NW são mais persistentes que as demais, ocorrendo tanto no banco de calcário quanto nas intercalações entre folhelho e calcário sobrejacentes, evidenciando que as fraturas NW geralmente não são barradas pela Interface Mecânica representada pela camada de folhelho imediatamente acima do banco de calcário. A Pedreira Partecal está inserida no con- texto do Sistema de Falhas Passa Cinco-Cabeças. Sousa (2002) calculou, para o conjunto de falhas com direção NW-SE, eixo de tensão principal máxima (σ1) na posição vertical, eixo de tensão principal intermediário (σ2) com atitude NNW-SSE/horizontal e eixo de tensão principal mínima (σ3) com atitude ENE-WSW/horizontal, com indicação de dois pulsos de movimenta- ção, o primeiro associado à quebra continental mesozoica e o segundo ao quadro de esforços vigente, neotectônico. Neste cenário, processos distensivos de direção NE-SW levariam à aber- tura de fraturas posicionadas NW-SE, pelas quais o óleo migrou.
Levando em conta a competência das Interfaces Mecânicas (folhelhos) que impedem a pro- pagação da deformação e o prolongação das fraturas, o modelo ideal de reservatório seria o que foi observado na Pedreira Bonança, onde nenhuma fratura se prolongava além da Interface Mecânica. Assim, na região, temos um “modelo ideal de reservatório"e aplicação da Estrati- grafia Mecânica, onde o banco de carbonatos de aproximadamente 4 metros de espessura está
5 Conclusões
composta pelo folhelho) e abaixo (folhelhos e siltitos do Membro Taquaral).
A análise do padrão de fraturamento utilizando Laser Scanner Terrestre, pela interpretação dos Modelos Digitais de Afloramento (MDA), não mostrou-se eficaz, com os métodos apli- cados, para rochas carbonáticas, uma vez que as fraturas não apresentam grande destaque e exposição para “fora” do afloramento, fazendo com que o nível de detalhe e precisão do Laser Scanner Terrestre não identifique os planos de fratura que predominam na Pedreira Partecal.
Assim, a análise do padrão de fraturamento através dos MDA gerados a partir de escanea- mentos utilizando o Laser Scanner Terrestre se torna efetiva apenas em rochas que apresentem fraturas bastante expostas nos afloramentos, no caso da grande maioria das rochas ígneas (por exemplo diabásio), tornando as fraturas identificáveis e detectáveis pelos feixes de laser emiti- dos pelo aparelho.
Melhores resultados para análise do padrão de fraturamento utilizando Laser Scanner Ter- restre podem ser obtidos com imageamento de maior resolução espacial, ou seja, menor distân- cia entre os pontos. A identificação e orientação de planos de fraturas foram feitas de forma manual, com demanda grande de tempo, mas que a partir do trabalho de Gomes et al. (in re- view) serão feitas de forma automática por um algoritmo baseado em análise de componentes principais, diminuindo erros e incertezas. Assim, resultados satisfatórios podem ser obtidos para a análise do padrão de fraturamento de rochas como as da Formação Irati, por conta do desenvolvimento de novos métodos e técnicas de análise.
Os experimentos de Tectônica Experimental realizados foram de grande importância para gerar em pequena escala, as deformações e o padrão de fraturamento observado em afloramen- tos das rochas carbonáticas da Formação Irati. Viu-se que a diferença de reologia das rochas e a propagação da deformação associada ao crescimento e origem de fraturas estão intimamente ligadas, uma vez que camadas de rochas de comportamento dúctil, contrastando com rochas de comportamento dúctil, impedem a continuação de planos de fraturas.
As camadas dúcteis inseridas nos experimentos (areia fina e massa flubber) correspondem muito bem as camadas de folhelhos observadas em escala de afloramento, caracterizadas como Interfaces Mecânicas. Estas interfaces são responsáveis pela não propagação da deformação além delas, fazendo com que as fraturas não persistam além delas.
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