Esta pesquisa caracterizou as brechas carbonáticas da Formação Serra Quilombo na região de Nobres (MT) em três tipos de brechas dolomíticas com características distintas e propôs os possíveis mecanismos para sua origem. As brechas são compostas de fragmentos centimétricos a métricos de brechas cimentadas e dolomitas maciças (C e D). O dique arenoso se alterna com as brechas cársticas e forma um contato abrupto com essas rochas (E).
OBJETIVO
METODOLOGIA
Considerando as definições de transgressões aqui apresentadas, estas são de natureza geral e não possuem um significado específico onde se considera a litologia e a relação entre os elementos que compõem as transgressões. O trabalho de campo ocorreu entre os dias 21 e 31 de julho de 2011 na região de Nobres e as melhores exposições a brechas foram encontradas nas minas Ecoplan, EMAL e Cuiabá, todas localizadas na periferia da cidade de Nobres.
LOCALIZAÇÃO E ACESSO
CONTEXTO REGIONAL
As brechas carbonáticas em foco neste trabalho ocorrem na Formação Serra do Quilombo, unidade do Grupo Araras localizada no segmento norte da Faixa Paraguai. O cinturão Paraguai teria sido deformado no final da Orogênese Brasiliana entre 550 e 500 Ma, seguido de magmatismo granítico pós-orogênico. As rochas Neoproterozóicas que formam o cinturão são separadas pelos sedimentos Neógenos da Bacia do Pantanal e subdivididas em uma parte norte e uma parte sul.
As unidades mais antigas representariam uma margem passiva e as mais recentes uma bacia de foreland associada à orogenia brasileira (ALVARENGA et al., 2010).
CONTEXTO GEOTECTÔNICO
Dados obtidos por Souza (2012) indicam que o processo deformacional que afetou as rochas do segmento norte da Faixa Paraguai ocorreu em um sistema transpressivo com compartimentação deformacional em diferentes escalas.
ROCHAS NO CONTEXTO REGIONAL
Grupo Araras
Formação Serra do Quilombo
Na parte superior, dolomitos espessos com estratificação plana paralela estão associados a estratificação cruzada de relevo. A deposição de dolomita fina teria ocorrido em uma plataforma carbonática profunda de baixa energia, abaixo da base do golfo. Na parte superior da formação, onde se localizam os espessos dolomitos, sugere-se que tempestades atuem em depósitos na parede costeira superior, em ambiente de plataforma rasa.
CONTEXTO GEOLÓGICO NA REGIÃO DE NOBRES
BRECHA CIMENTADA
Petrografia
Foram coletadas cinco amostras manuais de blanks cimentados em diferentes bancadas da Mineração Ecoplan, das quais foram confeccionadas nove chapas finas de diferentes seções das amostras. Brechas cimentadas estão fielmente representadas no slide, clastos de dolomita (principalmente argilitos) são separados por veios compostos por quartzo subédrico relativamente equidimensional e cristais de dolomita, que na maioria dos casos formam mosaicos granulares. Foram observados sinais de silicificação, tais como: preenchimento dos espaços interpartículas entre os cristais de dolomita e substituição de parte da estrutura oóide por quartzo microcristalino (Figura 11B); a presença de cristais de quartzo alongados juntamente com cristais de dolomita nos veios; e características esferulíticas de cristais de quartzo em aglomerados isolados.
Existe uma clara diferença entre áreas com vazios cimentados e áreas apenas venuladas (ausência de vazios), o que se reflete no revestimento. Nas áreas menos brechadas, há mais veios e vênulas mais finas, ambas preenchidas por quartzo e dolomita (B e C). Somente em amostras coletadas em cotas mais baixas (215-230 m) ocorre o mecanismo de preenchimento dos veios fissurados (Figura 12A), onde um primeiro veio de quartzo dominante, mais espesso, carrega em seu interior um veio posterior, também de quartzo, menos espesso.
A maioria dos clastos é fraturada, as fraturas, quando preenchidas, apresentam quartzo microcristalino e cristais de dolomita bloqueados em seu interior. Às vezes, as bordas dos clastos são cercadas por cristais de quartzo e dolomita do cimento.
BRECHA SINSEDIMENTAR
Petrografia
Duas amostras de mão foram coletadas de brechas synsedimentares na Mineração EMAL, das quais foram feitas duas seções delgadas. A composição mineralógica é dada por dolomita, presente nos clastitos e na matriz, e quartzo (microcristalino) em raras vênulas que permeiam brechas sinsedimentares. Há uma sutil diferença textural entre os clastitos (com maior teor de lama) e a matriz porque ambos são compostos de dolomita.
A maior presença de lama nos clastos (canto esquerdo) os distingue da matriz nas brechas sinsedimentares (C). Há uma abundância de grãos nessas brechas que ocorrem tanto preenchidas com quartzo microcristalino quanto não preenchidas. À esquerda, contato entre quartzo microcristalino e vênulas de cristal em blocos de dolomita e a matriz da brecha.
Vênulas compostas por cristais em forma de blocos de dolomita e quartzo são bastante raras nessas brechas e possuem espessura milimétrica; são semelhantes aos veios que ocorrem nas áreas de maior elevação topográfica da Mineração Ecoplan, onde as brechas cimentadas estão ausentes e ocorrem apenas veios e veios (Figura 16).
BRECHA CÁRSTICA
Os corpos cársticos geralmente ocorrem em cavidades (ao desenhar geometrias irregulares, como bolsões) ou falhas perpendiculares ou oblíquas ao plano de deposição de dolomitas maciças. Os blocos de brecha são de diferentes dimensões, comprimento máximo de 1,5 m e espessura de até 8 m, dependendo da abertura das fraturas; eles também aparecem como blocos laminados com um diâmetro de até 1 m. O contato entre os corpos cársticos e os dolomitos é abrupto, e como as falhas estão na maioria dos casos dispostas paralelamente entre si, há intercalação entre as fissuras preenchidas pelas brechas e os maciços dolomíticos.
Os clastos ocorrem de duas formas: A) são fragmentos de brechas cimentadas (onde clastos de dolomita ainda estão cimentados) cujo tamanho varia de pequenos blocos centimétricos a blocos métricos (megabrechas); A matriz das brechas cársticas é arenosa, constituída por grãos de quartzo arredondados, bem selecionados e de granulação fina (Figura 18). Destaca-se a presença de uma barragem arenosa num dos afloramentos onde as brechas cársticas são mais perceptíveis.
Com aproximadamente 1,5 m de comprimento e 8 m de espessura, essa estrutura é composta por arenito de granulação fina, semelhante ao presente como matriz nas brechas cársticas. As várias brechas carbonáticas identificadas na região de Nobres têm três géneses distintas: A) Hidrofracturação, que atingiu as brechas cimentadas, após a litificação dos dolomitos; B) Brechação induzida por ondas, limitada a brechas matrizes, coevas com sedimentação e C) Dissolução cárstica, causadora de brechas cársticas.
HIDROFRATURAMENTO
Modelo
O desenvolvimento dos lóbulos cimentados tem um comportamento cíclico - derivado tanto dos mecanismos de fraturamento hidráulico e crítico quanto do processo de preenchimento da fissura - que pode ter sido iniciado por obstruções de fratura. O modelo aqui proposto para as fraturas cimentadas ocorridas nas minas Ecoplan e EMAL compreende quatro estágios de desenvolvimento, que podem ser repetidos ciclicamente, onde se assume que houve um gradiente de pressão de fluido vertical consistente com a direção das fraturas e parcialmente veios e vênulas, posteriormente o líquido penetrou nos planos estratificados da rocha hospedeira (subhorizontal) (Figura 24). À medida que a pressão do fluido aumentou, ocorreram fraturas incipientes enquanto a pressão do fluido se equalizava com a resistência das dolomitas.
O desenvolvimento de brechas ocorreu quando a pressão do fluido excedeu a resistência frágil da rocha (hidrofraturamento) e produziu fragmentos angulares. A etapa final ocorreu com a queda da pressão do fluido que permitiu a precipitação dos cristais de dolomita e quartzo que selaram os veios. Como resultado, houve maior conectividade entre as fraturas e aumento da permeabilidade na rocha, causando queda na pressão do fluido.
BRECHAÇÃO INDUZIDA POR ONDAS
Eventos de tempestade produzem grandes ondas que afetam partes profundas da plataforma e estão associadas a estruturas como estratificação cruzada de relevo. Esta estrutura foi identificada próximo ao afloramento onde estão localizadas as bolsas de brechas synsedimentares; têm até 3 m de comprimento e 0,5 m de largura. As ondas de tempestade causaram movimento lateral na interface água-sedimento e também abaixo desta superfície; a cada ciclo de onda, o movimento lateral causava uma deformação no arcabouço sedimentar carbonático e uma variação em seu volume.
Com a atividade cíclica das ondas, a pressão da água nos poros (pressão dos poros) foi igual à pressão confinante e ao sedimento. A deformação dos sedimentos por carregamento induzido pode ser iniciada tanto por indução ondulatória quanto por indução sísmica (BOUCHETTE; SÉGURET; . MOUSSINE-POUCHKINE, 2001). Em ambos os casos, a fragmentação da rocha é causada por tensão de cisalhamento cíclica, que aumenta gradualmente a pressão do fluido nos sedimentos abaixo do fundo do mar.
Os resultados da modelagem mecânica de Bouchette; Séguret e Moussine-Pouchkine (op. cit.) do processo de brechação indicaram que fortes cargas induzidas por ondas durante um único evento podem causar o retrabalho de um pacote de sedimentos de 40 m. Quando fissuras suficientes são conectadas, classes de formato irregular são geradas; se a intensidade das ondas for forte, o material é retrabalhado e forma uma mistura de clastos, partículas de carbonato e água.
DISSOLUÇÃO CÁRSTICA
Duas das feições que indicam exposição subterrânea de carbonatos são: brechas cársticas de intraformação e enchimentos de fissuras (FLÜGEL, 2004). As brechas cársticas encontradas na Mineração Ecoplan apresentam as seguintes características: matriz arenosa, grupos angulares de dolomitos maciços e brechas cimentadas e má seleção; além da geometria irregular da falha, são compatíveis com os gaps de colapso que se formaram de microbrechas a megabrechas. Os preenchimentos são por brechas cársticas como descrito anteriormente e o mais importante é o dique de arenito delimitado por blocos de brechas cársticas.
Este trabalho caracterizou as brechas dolomíticas da formação Serra do Quilombo, com base em seus atributos texturais, classificou-as quanto à sua gênese e propôs possíveis mecanismos que levaram ao desenvolvimento dessas rochas. Com base na literatura sobre os mecanismos de formação dos corpos brechados e em informações geológicas da região, foram considerados os diversos processos geológicos a que essas rochas foram submetidas e sugeridas três formas pelas quais as brechas poderiam ter se originado. As brechas cimentadas são constituídas por clastos de dolomita e cimento de quartzo-dolomita, têm origem hidrotérmica e apresentam diferentes graus de brechação.
As brechas cársticas são compostas por uma matriz arenosa com clastos que são fragmentos de brechas cimentadas ou dolomita sólida. A dissolução do leito rochoso criou vazios e fraturas que foram preenchidas por: brechas cársticas formadas por dolomitos maciços ou blocos de brecha cimentados, ambos envolvidos em uma matriz arenosa; e sedimentos siliciclásticos.
