DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA E
SEDIMENTAR DO TALUDE CONTINENTAL
(FOZ DO AMAZONAS)
Autora:
DANIELLE CRISTINA COSTA DE SOUZA
Orientadora:
Profa. Dra. Helenice Vital (DG/PPGG/UFRN)
Co-Orientadora:
Profa. Dra. Odete Fátima Machado da Silveira (FAOC/IG/UFPA)
Dissertação N° 85/PPGG
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA E
SEDIMENTAR DO TALUDE CONTINENTAL
(FOZ DO AMAZONAS)
Autora:
DANIELLE CRISTINA COSTA DE SOUZA
Dissertação de mestrado apresentada à Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito à obtenção do grau de Mestre em Geodinâmica.
Banca Examinadora:
Profa. Dra. Helenice Vital (DG/PPGG/UFRN) Dr. Werner Falkart Tabosa (DG/UFRN)
Profa. Dra. Odete Fátima Machado da Silveira (FAOC/IG/UFPA)
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Dissertação desenvolvida no âmbito do Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (PPGG/UFRN), sendo subsidiada pelos seguintes agentes financiadores:
- Agência Nacional do Petróleo - ANP/PRH22
- Financiadora de Estudos e Projetos – FINEP
- PETROBRÁS
- PETRORISCO (FINEP/CNPq/CTPETRO): Monitoramento Ambiental das Áreas de Riscos a Derrames de Óleo e Derivados
- Projeto Piatam Oceano
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
“Eu guardo em mim dois corações,
Aos meus pais, João Bosco (in memória)
RESUMO
Criado em 3 de dezembro de 1997, o REMPLAC (Programa de Avaliação da Potencialidade Mineral da Plataforma Continental), teve como objetivos efetuar o levantamento básico, sistemático, geológico-geofísico da plataforma continental, detalhar em escala apropriada, sítios de interesses geoeconomicos; e efetuar a análise e a avaliação dos depósitos minerais. O REMPLAC deverá dar continuidade aos esforços desenvolvidos pelo Programa de Reconhecimento Global da Margem Continental
Brasileira – REMAC – encerrado em 1978, pelas operações Geofísicas do Mar (Geomar),
desenvolvidas pela Diretoria de Hidrografia e Navegação e pelas diversas iniciativas do Programa de Geologia e Geofísica Marinha (PGGM).
Apesar do elevado interesse sobre a Plataforma Amazônica, existe pouca informação sobre sua caracterização morfo-sedimentar, e visando suprir essa lacuna, o presente trabalho realizou coletas sedimentológicas pontuais seguido da aquisição sísmica.
E com os estudos realizados foram possíveis caracterizar a área de interesse como sendo influenciada diretamente pelas marés, os quais os sedimentos são retrabalhados ao longo de toda a plataforma caracterizando grão angular com cantos agudos, e o teor carbonato aumenta à medida que se aproxima da queda da plataforma, e os organismos encontrado fora os foraminíferos e os moluscos. Entretanto, divergindo com teor de matéria orgânica que diminui sua concentração a medida que se afasta da costa.
ABSTRACT
Created on 3 december 1997, the REMPLAC (Program for Assessment of Mineral Potencial of the Continental Shelf), this porgram aimed to make the basic survey, systematic geological and geophysical continental shelf, detail, at an appropriate scale, sites geo-economic, and perform the analysis and evaluation of mineral deposits. The REMPLAC should continue the efforts of Global Recognition Program of the Brazilian
Continental Margin – REMAC – closed in 1978, the operations Geophysical Sea
(GEOMAR) developed by the Directorate of Hydrography and Navigation and the various initiatives of the Program of Marine Geology and Geophysics (PGGM).
Despite the high interest on the Amazon platform, there is little information o their morphology and sediment characterization, and in order to fill this gap, the present work samples sedimentological point followed by seismic acquisition.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente gostaria de agradecer a Deus, minha força maior, pois sem ele nada disso seria possível.
Em seguida, a minha querida e maravilhosa família: João Bosco, que acredito que onde ele estiver estará muito feliz e orgulhoso por essa vitória, pelo apoio, conselhos, exemplo de luta e dedicação e principalmente, pelo amor. E a minha querida mãezinha, pelas conversas e incentivo, apoio, exemplo de mulher e principalmente, pelo amor dedicado. A meu irmão e companheiro Marcelo e minha cunhada, por todo incentivo, orações e carinho, me ajudando muito a agüentar a distância.
A minha orientadora Profa. Dra. Helenice Vital, pela oportunidade e contribuição nesta dissertação.
A minha co-orientadora e amiga Profa. Dra. Odete Silveira, pelo apoio, carinho, oportunidade, confiança e principalmente por seus ensinamentos e conselhos cedidos.
A ANP-PRH22, pela bolsa concedida. Ao Projeto Piatam Oceano.
A PETROBRAS.
A todos do PPGG, pelo apoio e infra-estrutura e principalmente, a querida Nilda. A todos os professores por terem repassado seus conhecimentos.
Ao grupo GGEMMA, em especial as minhas queridas amigas: Ilka Emmanuelle, Ana Karolina e Adriana e aos amigos: Gustavo Rocha, Everton Barbosa, por toda amizade, carinho, receptividade e principalmente, por toda ajuda. Quero levar essa amizade por toda a minha vida.
Ao colega Moab, por sua ajuda que foi de grande importância.
A amiga Fátima Alves, por toda a sua ajuda e amizade neste 2 anos de mestrado. Ao meu amigo e irmão de coração, Arthur Gustavo, por todo o seu apoio, ajuda, pela sua amizade dedicada.
Ao querido Alan, pelo seu amor, carinho e por todas as suas palavras de incentivo e força.
SUMÁRIO
RESUMO ABSTRACT
AGRADECIMENTOS SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS
CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO
1.1 Apresentação e Motivação... 15
1.2 Objetivos... 17
1.2.1 Objetivo Geral... 17
1.2.2 Objetivos Específicos... 17
1.3 Área de Estudo... 18
CAPÍTULO 2 CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
2 Caracterização de Área de Estudo... 192.1 Geologia... 19
2.1.1 Evolução Estrutural e Estratigráfica da Margem Continental... 19
2.1.2 Bacia da Foz do Amazonas... 20
2.1.3 Plataforma Continental Amazônica... 22
2.1.3.1 Sedimentologia da Plataforma... 24
2.1.4 Cone do Amazonas... 26
2.1.5 Talude Continental Amazônico... 28
2.2 Dados Oceanográficos... 29
2.2.1 Processos Hidrodinâmicos... 29
2.2.2 Dinâmica Sedimentar na Plataforma Amazônica... 33
2.2.3 Marés... 34
2.2.4 Correntes Oceânicas... 35
CAPÍTULO 3 METODOLOGIA
3 Metodologia... 38
3.1 Introdução... 38
3.2 Etapa Pré-campo – Levantamento Bibliográfico e Cartográfico... 38
3.3 Etapa de Campo – Coleta Sedimentológica e Aquisição Sísmica... 40
3.4 Etapa de Laboratório... 45
3.4.1 Tratamento Prévio das Amostras... 45
3.4.2 Quantificação do Carbonato e Matéria Orgânica... 45
3.4.3 Análise Granulométrica... 47
3.4.3.1 Análise Granulométrica á Laser... 47
3.4.3.2 Peneiramento á Seco... 49
3.4.3.3 Análise Morfoscópica dos Grãos ... 50
3.5 Etapa de Escritório... 52
3.5.1 Análise, Interpretação e Representação dos Dados Sedimentológico... 52
3.5.2 Sísmica de Alta Resolução... 53
CAPÍTULO 4 CARCATERIZAÇÃO SEDIMENTOLÓGICA
4 Caracterização Sedimentológica... 564.1 Introdução... 56
4.2 Sedimentos em Suspensão... 56
4.3 Sedimentos de Fundo... 57
4.3.1 Análise Granulométricas... 58
4.3.2 Análise Textural... 62
4.3.3 Análises Morfoscópicas... 65
4.3.4 Análises do Teor de Carbonato e Matéria Orgânica... 68
4.3.4.1 Teor de Carbonato... 68
4.3.4.2 Teor de Matéria Orgânica... 72
4.4 Fácies Sedimentares... 74
4.4.1 Distribuição das Fáceis Sedimentares... 74
4.5 Conclusões Parciais... 76
5.1 Introdução... 77
5.2 Sísmica Rasa... 78
5.3 Classificação das Fáceis Submersas... 78
5.3.1 Feições Submersas... 79
5.4 Interpretação Sísmica... 88
5.5 Conclusões Parciais... 91
CAPÍTULO 6 INTEGRAÇÃO DOS DADOS
6 Integração dos Dados... 926.1 Introdução... 92
6.2 Integração... 92
6.3 Conclusões Finais e Recomendações... 95
LISTA DE FIGURAS
Figura 01 Localização da área de estudo... 18
Figura 02 Seção sísmica na Foz do Amazonas, mostrando falhas extensionais e comprenssionais... 21
Figura 03 Seção geossísmica na Foz do Amazonas, mostrando sequencias estratigráficas... 22
Figura 04 Isolinhas de profundidades da Plataforma Continental Amazônica... 23
Figura 05 Concentração de sedimentos em suspensão (CSS)... 24
Figura 06 Distribuição sedimentar na Plataforma Amazônica... 26
Figura 07 Batimetria do Cone do Amazonas... 28
Figura 08 Linhas 5020415 (batimétrica) e 5030004 (batimétrica e sísmica)... 30
Figura 09 Desenho esquemático de como se comportam os processos hidrodinâmico na Plataforma Amazônica... 31
Figura 10 Imagem do satélite MODIS, mostrando a pluma de sedimentos nos períodos de cheia e seca da Foz do Amazonas... 33
Figura 11 Atuação da CCNB ao longo da Plataforma Continental Norte... 36
Figura 12 Fluxograma com a descrição das atividades de trabalho realizadas ao longo desta dissertação... 39
Figura 13 Mapa da malha amostral proposta pelo projeto Piatam Oceano... 42
Figura 14 Amostras sedimentológicas sendo coletadas com o buscador de fundo tipo Van-Veen... 43
Figura 15 A - Perfilador de fundo X-Star, B – GPS e-trex e C- Nho Amorim do Valle... 44
Figura 16 Etapa de laboratório, amostras sendo preparadas para o peneiramento... 46
Figura 17 Amostras sendo atacadas com HCI e H2O2, para eliminação do carbonato e matéria orgânica, respectivamente... 47
Figura 18 Amostras sendo analisadas no granulômetro a laser Cilas 1180... 48
Figura 19 Amostras sendo peneiradas a seco no Rot up... 50
Figura 20 Análise morfoscópica com lupa binocular... 51
Figura 22 Sinal sísmico, com a transmissão e reflexo variando de acordo com a variação do quociente de tensão eficaz das camadas de sedimento abaixo do fundo marinho... 54
Figura 23 Fluxograma proposto por Gomes (2009)... 55
Figura 24 Histograma da classificação pela média ... 58
Figura 25 (A) Diagrama triangular de Folk para classificação dos sedimentos finos e (B) Diagrama triangular pela classificação dos sedimentos grossos... 59
Figura 26 Histograma da classificação granulométrica por Folk... 60
Figura 27 Histograma da classificação granulométrica pela classificação de Dias (1996) ... 61
Figura 28 Mapa de distribuição de sedimentos pela classificação pela média... 62
Figura 29 Histograma representando a composição textural e os grãos esféricos e não esféricos... 63
Figura 30 Histograma representando os grãos vítreos, oxidados e foscos... 64
Figura 31 Visualização dos grãos vítreos, oxidados e foscos em lupa binocular com o aumento de 6x... 64
Figura 32 Mapa de distribuição de sedimentos pela classificação de Folk... 66
Figura 33 Visualização do grau de arredondamento em lupa binocular (aumento de 4x)... 67
Figura 34 Histograma representando o grau de arredondamento dos grãos... 68
Figura 35 Mapa de distribuição do teor de carbonato feito a partir dos dados
obtidos durante a Pernada 2 da expedição Piatam Oceano... 70
Figura 36 Gráfico em 3D das amostras com o percentual de teor de carbonato... 71
Figura 37 Organismos carbonáticos identificados neste estudo... 72
Figura 38 Mapa de distribuição do teor de matéria orgânica feito a partir dos
dados obtidos durante a Pernada 2 da expedição do Piatam Oceano.... 73
Figura 39 Gráfico em 3D das amostras com o percentual de teor de matéria
orgânica da expedição do Piatam Oceano... 74
Figura 40 Mapa de distribuição de sedimentos pela classificação de Dias (1996)
baseado na classificação de Larsonneur... 76
Figura 42 Mapa de distribuição dos perfis sísmico... 80
Figura 43 Representação sísmica do perfil 1... 81
Figura 44 Representação sísmica do perfil 2... 82
Figura 45 Representação sísmica do perfil 3... 83
Figura 46 Representação sísmica do perfil 6... 84
Figura 47 Representação sísmica do perfil 7... 85
Figura 48 Representação sísmica do perfil 8... 86
Figura 49 Representação sísmica do perfil 9... 87
Figura 50 Localização dos perfis sísmicos interpretados... 88
Figura 51 Perfil sísmico 3 representado com figura esquemática de estruturas refletidas. A) perfil bruto; B) perfil tratado baseado no fluxograma de Gomes (2009); e, C) perfil interpretado... 89
Figura 52 Perfil sísmico 7 representado com figura esquemática de estruturas refletidas. A) perfil bruto; B) perfil tratado baseado no fluxograma de Gomes (2009); e, C) perfil interpretado... 90
1 INTRODUÇÃO
1.1 Apresentação e Motivação
Os mais importantes agentes de transporte de sedimentos para os oceanos são os rios, num volume de 25, 33 bilhões de ton/ano (Lisitzin, 1996). Dessa forma, esse transporte resulta em margens continentais, planícies costeiras, plataformas, taludes, elevações e outras feições deposicionais. No entanto, as dimensões e morfologias dessas feições dependem da fonte sedimentar e da dinâmica regional (Lisitzin, 1996).
A plataforma continental amazônica possui um suprimento sedimentar de
aproximadamente 1,2 X 109 ton./ano (Meade et al., 1985), sendo considerado o segundo
do mundo, em termos de descarga de sedimento. Portanto, o rio Amazonas destaca-se por suas dimensões e transporte de sedimento para o oceano (Grossmann, 2002).
Nesta região destaca-se a influência do Rio Amazonas que despeja um volume de
água médio de 6,3 trilhões m3/ano, o que representa aproximadamente 16% de toda a
água doce descarregada nos oceanos (Oltman, 1968), apresentando uma descarga
líquida com 209.000 m³/s e 6.108 ton.dia-1 de aporte de sedimentos ao Oceano (Filizola,
1999).
Segundo Figueiredo et al. (1972) a descarga sedimentar do rio Amazonas, constrói
O talude continental constitui uma província fisiográfica estreita, com no máximo 45
km, tendo uma descontinuidade com a presença do Cone Amazônico (Zembruscki et al.,
1971). Schaller et al. (1971) determinou inicialmente a primeira coluna estratigráfica da
Bacia da Foz do Amazonas, seguido mais recente por Brandão & Feijó (1994), que propuseram uma nova carta estratigráfica na qual, estabelecem as principais sequências para a bacia: uma Sequência Rifte e outra Sequência de Margem Passiva.
A elaboração de trabalhos voltados para a evolução geológica da bacia da Foz do amazonas só foi possível devido a intensificação da exploração petrolífera na região (Oliveira, 1996). Um dos primeiros estudos estratigráficos foi realizado por Schaller (1971).
Damuth (1975), pioneiro na realização de trabalhos em escala regional na margem continental amazônica mapeou diferentes tipos de ecofácies e as relacionou com as características dos sedimentos que compõem o fundo marinho. O mesmo mostrou uma distribuição bastante diversificada de sedimento no fundo marinho, principalmente na região do talude continental.
Durante o projeto Amasseds (Amazon Shelf Sediment Study), uma cooperação entre pesquisadores do Brasil e dos Estados Unidos, no período entre 1989 e 1992, foi realizados esforços no sentido de entendimento da dinâmica na plataforma adjacente ao rio Amazonas (Nittrouer & Kuehl, 1995).
Iniciado em 1997, o REMPLAC (Programa de Avaliação da Potencialidade Mineral da Plataforma Continental), tem como objetivos efetuar o levantamento básico, sistemático, geológico-geofísico da plataforma continental, detalhando os sítios de interesse geoeconômico, e efetuar a análise e a avaliação dos depósitos minerais, afirma Mendes (2006).
O REMPLAC deverá dar continuidade aos esforços desenvolvidos pelo Programa
de Reconhecimento Global da Margem Continental Brasileira – REMAC - encerrado em
1978, pelas operações Geofísicas do Mar (Geomar) desenvolvidas pela Diretoria de Hidrografia e Navegação e pelas diversas iniciativas do Programa de Geologia e Geofísica Marinha (PGGM).
Da mesma forma, apesar de inúmeros trabalhos sobre a Margem Continental Brasileira, e especificamente sobre a Plataforma Continental, ainda são poucos os trabalhos realizados no Talude Continental. O que consta na bibliografia atual é quase
inexistente e/ou superficial, por isso Zembruscki et al. (1976) questionam que o
conhecimento das feições topográficas da margem continental brasileira encontra-se ainda bastante limitado pela escassez de levantamentos ecobatimétricos de detalhe.
O presente trabalho reflete a lacuna de conhecimentos sobre os processos geológicos no Talude Continental, e tem a finalidade de minimizá-las, através da caracterização da morfologia e sedimentação do Talude Continental (Foz do Amazonas), como subsídio ao Projeto Piatam Oceano (Potenciais Impactos Ambientais da Exploração, Produção e Transporte de Petróleo e Derivados).
1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo Geral
O trabalho tem como objetivo principal realizar a caracterização sedimentológica e morfológica do Talude Continental (Foz do Amazonas), utilizando-se de amostragem direta de sedimentos superficiais e sísmica de alta resolução.
1.2.2 Objetivos Específicos
Os objetivos específicos do presente estudo foram:
- Mapear áreas específicas do Talude Continental.
- Caracterizar a cobertura sedimentar do trecho estudado quanto à distribuição
espacial de aspectos texturais e faciológicos através da confecção de mapas temáticos georeferenciados.
- Avaliar os processos hidrodinâmicos através da coleta e tratamento de dados
sedimentológicos.
- Definir, classificar e interpretar padrões sísmicos obtidos com o imageamento
1.3 Área de Estudo
A área de estudo está localizada na região do Talude Continental Superior (Foz do Amazonas), na zona equatorial na Plataforma Continental, adjacente à foz do rio Amazonas e está compreendida entre as latitudes de 2° e 4° N e as longitudes 47° e 49° W, como mostra a figura 01. Encontra-se limitada entre as isóbatas de 10m, próximo à costa amapaense e paraense até a isóbata de 3.000m, da plataforma externa.
2. CARACTERIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
2.1 Geologia
A bacia da Foz do Amazonas formou-se com a abertura do oceano Atlântico, a inversão da drenagem do Amazonas e a elevação dos Andes, ou seja, possui sua gênese relacionada à evolução tectônica do Oceano Atlântico. A mesma compreende uma área de aproximadamente 360.000 km², que se estende da Plataforma Continental, talude e a
bacia até a isóbata de 3.000m (Silva et al., 1990).
2.1.1 Evolução Estrutural e Estratigráfica da Margem Continental
A partir da década de 70 o interesse sobre o conhecimento do arcabouço estratigráfico da margem continental brasileira tem evoluído consideravelmente, com o advento da Tectônica de Placas, que relaciona a formação das bacias sedimentares da margem atlântica à separação da placa sul-americana da placa africana (CPRM, 2003).
Utilizando paradigmas desse modelo, as megassequências sedimentares, separadas normalmente por discordâncias erosivas e angulares, estão relacionadas às fases evolutivas pré-rifte, sinrifte, transicional, e margem continental passiva (CPRM, 2003).
Segundo Cainelli e Mohriak (1998), o arcabouço estratigráfico adotado para as bacias da margem continental engloba fases tectônicas com princípios estratigráficos hierarquicamente agrupados em seqüências, super-seqüências e megassequências
deposicionais. Ponte et al. (1977) define para estas bacias 4 megassequências: a
pré-rifte, a sinpré-rifte, a transicional e a pós-rifte.
2.1.2 Bacia da Foz do Amazonas
A Bacia da Foz do Amazonas situa-se na porção oeste da margem equatorial
brasileira. Limita-se a noroeste com o platô de Demerara e a sudeste com a Bacia Pará–
Maranhão, na parte oeste da Ilha de Santana. Ocupa uma área de aproximadamente 350.000 km², incluindo a plataforma continental, talude e região de águas profundas, até o limite entre a crosta continental e oceânica (Brandão e Feijó, 1994). De acordo com estes autores os primeiros registros sedimentares desta bacia compreendem sedimentos clásticos da megasseqüência pré-rifte, representados pela Formação Calçoene, de idade triássica, inferida a partir da datação radiométrica de basaltos intercalados com sedimentos arenosos. Esses sedimentos são recobertos pelas megassequências sinrifte e pós-rifte.
A megassequência sinrifte relaciona-se à abertura final do Atlântico e na região equatorial desenvolveu-se entre o Cretáceo Inferior e o Alboaptiano, correspondendo a sedimentos siliciclásticos da Formação Caciporé.
A megassequência pós-rifte (ou marinha) pode ser subdividida em três intervalos estratigráficos principais:
1. O primeiro inclui sedimentos depositados entre o Albiano Superior-Cenomaniano e
o Santoniano (Formação Limoeiro), sendo caracterizado por uma sedimentação clástica marinha transgressiva.
2. O segundo intervalo inclui sedimentos depositados do Campaniano ao Mioceno
Médio, que formam uma espessa plataforma carbonática proximal (Formação Amapá), ladeada por areias proximais (Formação Marajó), e em direção ao eixo da bacia, em sedimentação regressiva, ocorrem sedimentos pelágicos distais (Formação Travosas).
3. O terceiro intervalo inclui sedimentos depositados do Mioceno ao Recente e é
representado por uma expressiva cunha sedimentar clástica progradante (Grupo Pará), que forma uma grande espessura sedimentar na Foz do Amazonas.
meio de falhas extensionais e falhas de empurrão na direção da bacia profunda (Silva e
Rodarte, 1989). O arcabouço estratigráfico e estrutural com base em seção sísmica
regional na região da Foz do Amazonas é representado pela figura 02.
Figura 02 - Seção sísmica na Foz do Amazonas, mostrando falhas extensionais e compressionais. Fonte: Silva & Rodarte (1989).
A figura 03 baseada em dados sísmicos, representa uma seção geológica com
vários compartimentos tectônicos, desde o domínio extensional na plataforma até a região
de quebra da plataforma. Segundo Silva e Rodarte (1989) a seção sísmica e a seção
geológica sugerem que a movimentação do embasamento e dos sedimentos terciários pode estar relacionada à presença da zona de fratura de São Paulo.
Figura 03 - Seção geosísmica na Foz do Amazonas, mostrando seqüências estratigráficas. Fonte: Silveira 1993, modificado de Silva e Rodarte (1989).
2.1.3 A Plataforma Continental Amazônica
A plataforma continental brasileira nas proximidades da foz do rio Amazonas constitui um ambiente oceanográfico altamente energético, onde a circulação hidrodinâmica é originada pela ação conjunta de diversos fatores.
A maré semidiurna é a principal forçante na plataforma e caracteriza-se por amplitudes 1 a ~0,8 m nas proximidades do talude continental, alcançando valores de 1,5
a 3,5 m ao longo da costa, e correntes de maré de ~2 m/s (Beardsley et al., 1995).
A enorme vazão fluvial do rio Amazonas sobre a plataforma gera uma pluma de
baixa salinidade que não permite a entrada d’água do mar no rio. Uma cunha salina se
forma sobre a plataforma, e os gradientes horizontais de salinidade gerados no encontro
d’água doce do rio com a água salgada do mar, originam uma circulação baroclínica
(Kuehl et al, 1982).
O campo de ventos que atuam durante todo o ano e a Corrente Norte do Brasil circulando na plataforma externa são fatores que somam a complexidade da
hidrodinâmica local (Figueiredo et al., 1972).
desembocadura do rio Amazonas a plataforma interna é ampla e rasa, devido à deposição do sedimento em suspensão (silte e argilas) transportado pelo rio em um delta
subaquático que estende-se até a isóbata de 50 m (Figueiredo et al., 1972).
Figura 04 - Isolinhas de profundidades da Plataforma Continental Amazônica, interpoladas com informação extraída das Cartas Náuticas fornecidas pela Diretoria de Hidrografia Navegação (DHN) e os pontos de coletas sedimentológicas. Fonte: Mapa adaptado Kuehl et al., (1982), Gabiuox (2002) e LEPLAC.
Em frente ao Cabo Norte, no Estado de Amapá, existe uma zona de baixa profundidade (aproximadamente menores que 5 m) formada por depósitos de areia, o qual se estende sobre a parte interna da plataforma, até aproximadamente 100 km da
pode ser considerada como um obstáculo para a circulação ao longo da costa (Beardsley
et al., 1995).
A plataforma externa, entre as isóbatas de 60 e 100 m, está coberta de areias do tipo relíquia, isto é, que se depositaram em condições de nível de mar inferior ao atual,
cuja fonte é ainda indeterminada (Figueiredo et al., 1972).
A largura da plataforma continental é variável, com mínimos de aproximadamente 100km ao noroeste (próximo a Cabo Cassiporé), 150km a sudeste do rio Pará, e máximos
de 250km nas proximidades da desembocadura dos rios Amazonas e Pará (Nittrouer et
al., 1983).
2.1.3.1 Sedimentologia da Plataforma
A descarga fluvial, a circulação estuarina e a dinâmica das marés, são os parâmetros que controlam a dinâmica sedimentar na plataforma Amazônica.
A zona de turbidez definida por Jaeger e Nittrouer (1995), devido a floculação, é uma região onde ocorre a maior sedimentação, formando as chamadas lamas fluídas. Os fortes gradientes de concentração de sedimentos que formam as lutoclinas e as camadas
de lama fluida são características destes ambientes (Jaeger et al., 1995)
Através Projeto AmasSeds sobre a plataforma Amazônica foram observados dois perfis de concentrações de sedimentos em suspensão, à noroeste do cabo Norte no período de cheia (maio de 1990), e neste período ocorreu o maior evento de sedimentação, foram depositados 44cm durante 14 horas.
Vinzón (1997) observou que nas proximidades do fundo as concentrações de
sedimentos em suspensão superam os 100 g/l, como mostra a figura 05.
As grandes descargas de material fluvial causam a acumulação de sedimentos, e seqüestro de carbono, de forma direta ou indireta (Nittrouer e DeMaster, 1996). Segundo Oliveira (1996) a distribuição superficial dos sedimentos na Plataforma Amazônica é formada por sedimentos terrígenos na plataforma interna e sedimentos carbonáticos numa porção restrita da plataforma externa.
Gibbs (1973) apresentou mapas de distribuição das porcentagens de sedimento fino e grosso na Plataforma Amazônica. Na parte interna da plataforma, a maioria das amostras foram caracterizadas como material fino, com porcentagens maiores de 60%, ao contrário das representadas na parte externa, onde o sedimento fino constituiu aproximadamente menos de 10% e o material grosso mais de 80%. Esta mesma porcentagem de material grosso foi observada também nas amostras coletadas na embocadura do rio Amazonas.
Já Nittrouer et al. (1983) reconheceu três tipos de depósitos sedimentar na
plataforma Amazônica, como mostra a figura 06:
- O primeiro depósito com 90 % de areias finas, localizado na plataforma externa (área pontilhada da figura 06).
- O segundo depósito é identificado na plataforma interna com lamas constituídas por 95 % de silte e argila, correspondendo à área tracejada na figura 06.
Figura 06 - Distribuição sedimentar na Plataforma Amazônica.
2.1.4 Cone do Amazonas
A Margem Continental Brasileira possui uma feição peculiar chamada de Cone do Amazonas, a mesma possui uma acumulação anômala de sedimentos. A plataforma continental nesta região é a mais larga de toda margem continental brasileira e não existe um talude e/ou elevação continental típicos, em termos de gradientes como definidos por
Heezen et al.,(1959). Entretanto, existe um talude contínuo desde a quebra da plataforma
como cânios, cicatrizes de deslizamento, fluxo de detritos e estruturas deformacionais não tectônicas, como diapirismo de lama (Gabioux, 2002).
O Cone possui os limites laterais para o norte e para o sul, por configurações contrastantes das curvas batimétricas relacionadas à deposição do mesmo em águas
profundas com a batimetria do talude convencional adjacente (Jeck et al., (2005). Ainda
segundo estes autores, o limite sul é realçado por um pronunciado embasamento, no qual as curvas batimétricas evidenciam uma grande cicatriz de deslizamento.
Damuth (1973) propôs uma divisão do Cone do Amazonas com base em suas características morfológicas gerais e sua característica acústica, isto é, em cone superior, médio e inferior.
O cone superior apresenta um gradiente de 1:70, o médio de 1:200 e o inferior de
1:570. Richards et al. (1998) por sua vez afirmam que os limites ao longo de um talude
suavizado em cones submarinos, utilizando-se apenas como critério os gradientes, é difícil e inadequada, ou seja, cones de geometria similar não apresentam, necessariamente, gêneses e características internas similares. Já os canais chamados de
“channel-leeves” diminuem gradualmente em tamanho em direção à porção distal de cone
médio e se extinguem, dando origem a lóbulos frontais de sedimentos e canais rasos
como mostra a figura 07 (Jeck et al., 2005).
As porções superiores e médias do cone foram submetidas aos mesmos processos geológicos de construção e erosão. O limite entre elas também foram definidos por Damuth (1973) com base em gradientes médios, na curva batimétrica de 3000 metros. Posteriormente Damuth et al. (1988), observaram que as porções superior e média do
cone interceptam os sistemas de channel-leeves e de fluxo de detritos, provando que esta
divisão foi adquirida com base em gradientes médios, e não em uma mudança regional abrupta.
Dessa forma os processos geológicos identificados na porção do cone médio e superior permitem considerar estas duas porções como uma unidade geológica e geomorfológica, que poderia ser análogo ao talude continental de uma típica margem passiva (Damuth & Kumar, 1975).
A estratigrafia acústica do cone inferior é caracterizada por refletores fortes e
contínuos, associados com camadas de turbiditos, trazidos pelos depósitos de sheet
2.1.5 Talude Continental Amazônico
Recentemente o talude continental brasileiro tem despertado grande interesse, e vem sendo atualmente intensamente pesquisado no que diz respeito à sedimentologia, morfologia e hidrologia (Viana & Faugères,1998).
Figura 07 - Batimetria do Cone do Amazonas. Fonte: Jeck, I.K et al. (2005). Centro de
De acordo com os argumentos expostos anteriormente para o Cone do Amazonas, a base do talude foi definida como o limite fisiográfico entre o cone médio e inferior, através das interpretações dos perfis batimétricos e sísmicos, em especial pela
caracterização dos channel-levees e de sua área de influência.
Posteriormente, foi definido como o “Pé do Talude” o ponto de variações máximas
do gradiente, que para isto foram utilizados métodos da segunda derivada no perfil
batimétrico (Nittrouer et al 1983). A figura 08 mostra claramente o perfil batimétrico (em
preto) e a segunda derivada (em azul), bem como o “Pé do Talude” representado com o
triângulo vermelho eo início do perfil sísmico indicado pela barra verde (Gabiuox, 2002). Numa visão panorâmica, a segunda derivada possui um padrão que muda do cone médio para o inferior, suavisando ao longo, e com amplitudes menores. Isso deve-se à ausência de irregularidades nos perfis batimétricos do cone inferior, em virtude de suas
características deposicionais. A base foi representada com seta vermelha, onde os
refletores ainda apresentam características de channel-levees. Posteriormente, os
refletores nesta região tornam-se planoparalelos, típicos do cone inferior. O Pé do talude foi definido na segunda derivada em seu máximo. Este perfil sísmica é um típico exemplo
da influência dos channel-levees no cone médio, com isso seus refletores pode ser
observados, sejam em superfície e/ou subsuperfície (Gabiuox, Op. Cit.).Ainda segundo
este autor, na região do Talude a corrente flui para noroeste, aproximadamente paralela à
plataforma. Há predominância dos ventos alísios e intensa corrente norte do Brasil.
2.2 Dados Oceanográficos
2.2.1Processos Hidrodinâmicos
Antes de chegarem à plataforma continental, os sedimentos clásticos precisam ultrapassar vários ambientes costeiros que agem como armadilhas retentoras de sedimentos, tais como, os estuários, baías, lagunas, deltas e planícies de maré. Embora sobre a plataforma, os sedimentos ainda possam ser distribuídos pelos variados tipos de processos hidrodinâmicos, entre eles ondas, marés, correntes oceânicas e correntes de
processos dinâmicos atuais, as flutuações nível do mar no Quaternário, exerceram grande
influencia na morfologia e sedimentação da plataforma. (Vizón et al, 2007)
Figura 08 - Linhas 5020415 (batimétrica) e 5030004(batimétrica e sísmica). Fonte: Modificado de Jeck et al. (2005). Centro de Hidrografia da Marinha (CHM).
A moderna deposição nas plataformas continentais é tipicamente lamosa, embora areia fina ou silte grosso possam ser supridos durante tempestades intensas, contribuindo para a formação de depósitos conhecidos como tempestitos. A maior fonte de sedimentos lamosos supridos para a plataforma, sem dúvida é representado pelo material em suspensão trazido pelos rios. (Gabiuox, 2002).
Sendo assim, o volume de sedimentos que chega à plataforma depende da distância entre a fonte de sedimento e a foz do rio, da disponibilidade de sedimentos finos
na área fonte e da capacidade de transporte do rio (Vinzón et al., 2007), figura 09.
Figura 09 - Desenho esquemático de como se comporta os processos hidrodinâmicos na Plataforma Amazônica. Fonte: Modificado de Whright, 1994.
Ainda segundo Vinzón et al. (2007), os processos hidrodinâmicos atuantes na
plataforma moderna são definidos através dos tipos dos sedimentos e os acamamentos que se depositam e se formam sobre a mesma. Dessa forma, os regimes hidráulicos da plataforma caracterizam-se pela interação de processos em escala de tempo (dias a meses), e pela freqüência e intensidade de tempestades.
Quatro tipos principais de plataformas foram identificadas por (Figueiredo Jr. et al, 2007) com base no regime hidráulico:
- As dominada por maré, dominada por onda, dominada por tempestade e dominada por corrente oceânica.
Plataformas dominadas por maré são varridas diariamente por poderosas correntes de maré, que causam significativas erosões no fundo marinho assim como o transporte do sedimento em grande escala, tanto paralela quanto transversalmente. As mesmas são mais comuns em bacias fechadas e indicam evidência de transporte de sedimentos em direções opostas
Há uma verdadeira complexidade na distribuição dos sedimentos que chegam na plataforma dominada por maré. E essa distribuição dependerá da posição das correntes de marés. Existe uma tendência à redução de granulometria, de areia grossa para lama,
Aproximadamente 17% das plataformas do mundo são dominadas por marés. No território brasileiro, as macromarés ocorrem ao longo da costa norte, que abrange o litoral do Maranhão, Pará e Amapá, Desta forma a plataforma adjacente a costa norte brasileira é dominada por maré.
Geyer & Kineke (1995) descreveram a oceanografia física sobre a plataforma continental adjacente à foz do Amazonas em detalhes, e a caracterizaram como de alta energia e extrema variabilidade, em decorrência da combinação de fortes corrente de maré, grande descarga de água fluvial e ventos constantes associados à Corrente Norte do Brasil.
Apesar da alta vazão de água doce do Amazonas que interfere no movimento das
águas na plataforma, são as marés e os ventos os fatores determinantes. As correntes de
maré transversais à plataforma atingem velocidades de até 2 m/s que influenciam a posição e estrutura da mistura de águas doce e salgada. Os ventos alísios dominantes são mais intensos de dezembro a abril, promovendo o aumento de energia das ondas e modificando o fluxo do Amazonas sobre a plataforma. A presença de densa camada de lama fluida (> 10 g/l), próxima da cunha salina gera estratificação por densidade, que inibe a mistura vertical da água. Esta camada de lama fluida pode alcançar até 7 m de
espessura e cobrir uma extensa área com variações sazonais de 5.700 a 10.000 km2
(Kineke & Sternberg, 1995). A pluma superficial do Amazonas apresenta 3-10m de espessura e 8-200 km de largura (Lentz & Limeburner, 1995).
É importante ressaltar que a combinação da morfologia estuarina e as forçantes hidrodinâmicas determinam o posicionamento da frente salina sobre a plataforma continental. Como demonstrado na figura 10 que mostra duas imagens do Satélite MODIS, correspondentes a um período de seca (26 de novembro de 2002) e de cheia (28 de Agosto de 2003) do rio, onde pode-se notar a divergente distribuição da pluma superficial de sedimento.
Lentz & Limeburmer (1995) propuseram uma caracterização da pluma superficial,
ressaltando inicialmente o efeito da vazão sobre a extensão da mesma. No entanto, com
Figura 10: Imagem do satélite MODIS, mostrando a pluma de sedimentos nos período de cheia e seca da Foz do Amazonas: a) Imagem do satélite MERIS (ENVISAT) de 25 de março de 2005; b) Imagem do satélite AQUA (MODIS) de 8 de setembro de 2005. Fonte: NASA (disc.sci.gsfc.nasa.gov/oceancolor).
2.2.2 Dinâmica Sedimentar na Plataforma Amazônica
O Projeto AmasSeds registrou uma grande quantidade de sedimentos em suspensão na plataforma, formando zonas de turbidez máxima (Kineke & Stermberg,
1995). Contudo, de acordo com Meade et al. (1985), o Rio Amazonas despeja 1,2 x 109
ton/ano de sedimentos. Esta é aproximadamente a quantidade encontrada de sedimento em suspensão na plataforma, o que significa que o tempo de residência do sedimento na zona de turbidez máxima é de aproximadamente um ano, afirma Vinzón (1997). De acordo com Vinzón (1997), a suspensão é sustentada principalmente pelas fortes correntes de maré, entretanto, não foi observado correlação entre a sazonalidade do suprimento de sedimentos pelo rio e a quantidade de sedimento encontrado sobre a plataforma ao longo do ano.
será transportado para o talude continental. É importante ressaltar que a zona de máxima deposição coincide com a localização da zona de máxima turbidez (Allison & Lee, 2004).
Para a formação de uma zona de turbidez máxima, mantendo os sedimentos em suspensão sem que se dispersem para o oceano, são necessárias condições propicias à captura e deposição dos sedimentos, bem como uma fonte de energia que mantenha os
sedimentos em suspensão, em geral em um mecanismo do tipo “feedback”. O papel das
ondas nas plataforma amazônica ainda não foi avaliada, mas a forte assinatura de maré indica que a principal fonte de energia para manter os sedimentos em suspensão é fornecida pela maré (Allison & Lee, 2004).
2.2.3 Marés
Há uma complexa circulação na desembocadura do rio Amazonas, assim como na plataforma continental adjacente, em virtude da variados fatores atuantes, entre os quais, a maré semidiurna e a vazão fluvial, que são as suas principais forçantes logo em seguida
do campo de ventos alísios e a Corrente Norte do Brasil. (Vinzón et al., 2007)
Beardsley et al. (1995) realizaram um estudo das características da maré na
plataforma Amazônica, e determinaram as componentes principais da maré na parte externa da plataforma, tais como, semidiurnas (M2, S2, e N2) e diurnas (K1 e O1) e calcularam as amplitudes de onda correspondente. E concluíram que as três primeiras componentes semidiurnas são as responsáveis por 85 % da variação do nível d´água.
Geyer & Kineke (1995) concluíram que a maré propaga-se como uma onda progressiva amortecida ao longo da embocadura do rio Amazonas e como uma onda quase estacionaria nas proximidades da costa ao noroeste do rio Amazonas e a sudeste do rio Pará, observaram uma significativa variação quinzenal e mensal dos níveis e das velocidades. Nas proximidades da embocadura do rio Amazonas as máximas correntes ocorrem durante as sizígias (~2 m/s) e as mínimas nas quadraturas (~0,7 m/s).
Geyer & Beardsley (1995) descreveram que a vazão de sedimento em suspensão se comporta como uma importante fonte de variação de densidade, estratificando a coluna de água e reduzindo o efeito de mistura vertical em grande parte da plataforma, mas também as correntes de inframaré constituem uma outra componente importante da circulação na plataforma, sejam elas em períodos de dias ou semanas.
2.2.4 Correntes Oceânicas
A plataforma Amazônica é extremamente dinâmica, controlada pela intensa corrente oeste de retorno e a corrente Norte do Brasil (CNB) (Hogg & Jonhs, 1995).
A orientação das correntes é predominantemente ao longo da plataforma, exceto na embocadura do rio Amazonas onde existe uma componente importante no sentido do mar. O escoamento médio de inframaré é fortemente estratificado e tem geralmente direção noroeste, o que poderia estar relacionado com a Corrente Norte do Brasil, com isso pode se dizer que fatores como a CNB e a emissão de vórtices de mesoescalas, que refletem à 45°W, determinam os padrões, as variações e interações entre a circulação superficial da região e a circulação oceânico (Geyer & Kineke, 1995).
Assim, os ventos alíseos que sopram durante todo o ano sobre a plataforma, constituem outra forçante da circulação hidrodinâmica. E os mesmos, caracterizam-se por ter variação sazonal associada à migração da Zona de Convergência Inter-Tropical (ZCIT) da atmosfera, ou seja, quando a ZCIT está localizada próxima ao equador, fenômeno que ocorre nos períodos entre março e abril, a plataforma está submetida à ação dos ventos alísios de nordeste, e quando a ZCIT migra para o norte, aproximadamente 5° N, nos períodos entre agosto e setembro, a região está sob a influência predominante dos alísios de sudeste (Fontes, 2000).
Segundo Fonseca et al. (2000), a Corrente Norte do Brasil (CCNB) é a maior
corrente de contorno Oeste nas latitudes tropicais do Oceano Atlântico. A mesma, sustenta um sistema zonal de contracorrentes, e transporta águas do Atlântico Sul através
do Equador, constituindo parte da Meridional Overturning Cell (célula de Revolvimento
Meridional) do Oceano Atlântico, um importante componente da circulação da termohalina global.
Km da linha da costa, enquanto que as velocidades máximas se desenvolvem numa faixa,
que dista entre 150 a 200 Km da costa (Richardson et al., 1994).
O sistema de circulação equatorial superficial é formado basicamente por duas correntes para oeste e quatro para leste. A primeira corrente para oeste está localizada a sul de 10°N, denominada de corrente Norte Equatorial (CNE), sendo caracterizado por concentrações de oxigênio inferior a 4ml/L combinado com salinidades menores que 36,5. A segunda corrente é a corrente sul Equatorial, que possui ampla distribuição latitudinal, entre 3° N e 6°S, apresentado um mínimo vertical de oxigênio e transporte médio de 13,2 Sv. Ambas as correntes são superficiais, atingindo 200metros de profundidade. Sendo assim, a circulação oceânica na região é resultado de processos de larga escala associados à circulação tropical no Atlântico. Logo, está descrição da circulação oceânica abrangerá todos estes processos e escalas que determinam, direta ou indiretamente, as condições oceanográficas na região de interesse, como mostra a figura 11 (Figueiredo Jr.
et al., 2007)
Figura 11 - Atuação da CCNB ao longo da Plataforma Continental Norte. Fonte: Carvalho et al., 2003.
2.2.5 Parâmetros Oceanográficos e Meteorológicos
plumas com efeitos de densidade, seja pela maior salinidade ou por altas concentrações de sedimentos em suspensão, influencia das correntes oceânicas na plataforma média e efeitos de ondas gravitacionais de superfície, e processos litorâneos na zona de arrebentação, entre a plataforma interna e a costa.
A variabilidade sazonal do cisalhamento eólico é considerado um fator de extrema importância, que influencia a dinâmica da região. Ressaltando que os ventos alísios apresentam uma variação sazonal vinculada às oscilações da zona de convergência inter-tropical (ZCIT), para a qual os mesmos convergem, como citado anteriormente. E a mesma permite que os ventos alísios atuantes na Plataforma sejam predominantes de SE, no período de junho-novembro de NE de dezembro-maio.
Em média, os ventos alísios apresentam uma componente superficial de transporte em direção ao hemisfério norte. Como conseqüência, a componente paralela à costa predominante do transporte devido ao vento aponta para noroeste durante todo o ano. (Fontes, 2000).
A corrente na região é a corrente Norte do Brasil (CNB), fluindo ao longo do talude, em direção ao noroeste, com velocidades entre 0.5 e 1.0 m/s, máximas em agosto e
3. METODOLOGIA
3.1 Introdução
O trabalho de pesquisa realizado ao longo dessa dissertação foi desenvolvido em quatro etapas, como demonstrado na figura 12. Na primeira etapa foi feito um levantamento bibliográfico e cartográfico sobre as características físicas e ambientais da região sobre a Plataforma Amazônica e área adjacente. A segunda etapa correspondeu ao trabalho de campo com a expedição do Projeto Piatam Oceano na área de interesse para as coletas sedimentológicas e aquisição dos dados geofísicos. A terceira etapa realizou-se em laboratório, com o tratamento das amostras sedimentológicas, e o processamento dos perfis sísmicos. E por último a quarta etapa, que constou da interpretação conjunta dos dados sedimentológicos e geofísicos, que resultou na elaboração dessa dissertação.
3.2 Etapa pré-Campo - Levantamentos Bibliográficos e Cartográficos
O levantamento bibliográfico referente à Plataforma Amazônica e Talude Continental foi realizado com base na literatura científica específica. Incluindo consulta ao acervo da Biblioteca Central da Universidade Federal do Pará (UFPA), da Biblioteca Setorial do Instituto de Geociências (UFPA), da Biblioteca do MPEG, no Museu Paraense Emílio Goeldi, e da Biblioteca Central da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Também foram
feitas pesquisas na Internet, no Portal Capes, de forma a estabelecer uma base teórica,
3.3 Etapa de Campo - Coleta Sedimentológica e Aquisição Sísmica
A seguir, são descritos os principais materiais e metodologias que foram utilizadas em campo seguindo uma ordem cronológica.
Aplicou-se uma malha amostral regular com perfis perpendiculares às feições de fundo, com distâncias aleatórias, seguindo o Protocolo do Projeto Piatam Oceano (Figura 13), nos quais foram planejados 24 pontos e 24 perfis.
Na primeira quinzena de novembro de 2008 foram coletadas as amostras de sedimentos superficiais de fundo ao longo da área de estudo, e aquisição dos dados sísmicos. Em cada ponto amostral, coletou-se aproximadamente 1 kg de sedimento (Figura
14), utilizando-se de um amostrador pontual tipo Van-Veen, que é um equipamento de
funcionamento simples e robusto, que dependendo de seu tamanho, pode apanhar grande volume de sedimentos. Ele é constituído de duas concha articuladas por uma dobradiça através de duas barras cruzadas presas a um cabo que vai até a embarcação. As conchas se mantêm abertas por um sistema de trava que é liberado assim que o equipamento toca o fundo. O recolhimento do cabo faz com que as conchas se fechem, apanhando o sedimento. Por não ter vedação perfeita, pode ocorrer lavagem da amostra, ou seja, perda de sedimentos finos (Figueiredo & Brehme, 2000).
Os sedimentos trazidos pela draga foram depositados em uma bandeja de plástico, de onde foram recolhidos de baixo para cima com auxílio de uma espátula para dentro de sacos plásticos e devidamente etiquetados com a identificação de cada ponto de coleta. O posicionamento para a coleta em campo foi realizada por um GPS e-Trex da Garmin (Figura 15b).
A aquisição dos dados sísmicos foram coletadas simultaneamente com o perfilador de subfundo X-star do tipo Chirp, modelo SB-512i (Figura 15a).
A malha amostral com a rota da aquisição sísmica foram traçados seguindo o protocolo do Projeto Piatam Oceano, proposto pela coordenação do mesmo.
no passadiço do navio, local onde fica a cabine de comando e conectado ao amplificador e processador.
O sistema de coordenadas utilizado nas unidades de longitude e latitude foi grau
decimal, com datum WGS-84, e o sinal de retorno do sinal sísmico foi amplificado e
registrado utilizando o programa Discovery SB 3100, onde o pulso de freqüência variou de 0,5 e 8Hz, e os dados brutos foram gravados em formado *.SEG.
Toda a operação foi conduzida à bordo do Navio Hidro-Oceanográfico Amorim do Valle, gentilmente cedido pela Marinha do Brasil, com aproximadamente 47,57m de comprimento, calado de 3,50m, como mostra a figura15c.
Figura 15 - A) Perfilador de Fundo X-Star; B) - GPS e-Trex e C) - Nho Amorim do Valle (Marinha do Brasil).
A)
B)
3.4 Etapa de Laboratório
3.4.1 Tratamento Prévio das Amostras
Os sedimentos coletados em campo foram analisados no Laboratório de Sedimentologia do Departamento de Geologia na UFRN e no Laboratório de Geologia e Geofísica Marinha e Monitoramento Ambiental (GGEMMA) da Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica da UFRN.
Foram realizadas análises granulométricas (classificação textural dos sedimentos) em 19 amostras coletadas. Iniciando as amostras foram lavadas e secas em uma estufa Tecnal TE 394/2 a uma temperatura de aproximadamente 60°C, durante 24 horas para amostras
arenosas e no liofilizador da marca Thermo Savant – modelo Modulyor/115 durante 5 dias
para amostras argilosas, seguida ambas de quarteamento, para uma melhor homogeneização. Após o quarteamento da amostra foram separadas 10 gramas para a análise sedimentológica, iniciando com a separação da fração maior que 2 mm (Figura 16) para posterior análise morfoscópica e granulométrica.
3.4.2 Quantificação do Carbonato e Matéria Orgânica
Iniciou-se o ataque com ácido clorídrico (HCl) diluído a 10% para quantificação do carbonato presente na amostra. Este processo apresentou duração média de 24 horas para cada amostra. Em seguida, a amostra foi lavada e posteriormente atacada com peróxido de
hidrogênio (H2O2) concentrado a 50%, para quantificação da matéria orgânica (Figura 17).
Figura 17 - Amostras sendo atacadas com HCl e H2O2, para eliminação do carbonato e
matéria orgânica, respectivamente.
3.4.3 Análise Granulométrica
A análise granulométrica consiste em técnicas utilizadas para determinar o tamanho das partículas, dentre as quais, as mais comuns são peneiramento a úmido, peneiramento a seco, análise a laser e a centrifugação, todas utilizadas neste trabalho.
3.4.3.1 Análise Granulométrica à Laser
A análise granulométrica foi realizada no granulômetro a laser Cilas 1180 com range
Figura 18 - Amostras sendo analisadas no granulômetro a laser Cilas 1180.
Foi feito o cálculo estatístico da distribuição de tamanho de partículas para equivalentes esféricas. Opções de software por partículas irregulares foram preteridas, uma vez que provavelmente utilizam funções de transformação internas sobre as quais não se
tem controle. Pela mesma razão, optou-se por “propósitos gerais”, ao invés de “pico estreito”
ou “múltiplos picos”.
Nesta metodologia utilizou-se a equação geral estereológica para distribuição de tamanhos de partículas, a fim de correlacionar medidas de distribuição por peneiramento com medidas por difratometria a laser.
A função de transformação (2) é estabelecida com base em um modelo logístico (1),
onde P(M) é a distribuição de tamanhos medida pelo granulômetro a laser, P(M|D)
representa a distribuição de tamanhos medidos, gerada por partículas de tamanho D , e M é
o tamanho medido.
O parâmetro α é adquirido a partir da normalização da equação da linha de tendência
do gráfico dos valores medianos das medições das esferas equivalentes contra tamanhos representativos de peneira (d p), equivalentes às médias geométricas das faixas estreitas de
tamanho de partículas. Já o parâmetro λ é calculado a partir das distribuições medidas no
difratômetro a laser, após normalização com o parâmetro α. (Schneider et al., 2007).
3.4.3.2 Peneiramento à Seco
Este processo consistiu na separação de frações com diferentes classes granulométricas. Para tal, usou-se o método de peneiramento a seco, com auxílio de um
agitador automático Rota up da marca Produtest, que segundo Dias (2004), imprime às
peneiras movimentos de elevada freqüência que viabilizam o peneiramento das partículas. De acordo com este autor a peneira consiste em um suporte metálico (latão, alumínio, inox, etc.), cilíndrico que serve de suporte a uma rede de malha calibrada, geralmente metálica, mas que em alguns casos pode ser de outro material.
Cada amostra foi colocada sobre uma seqüência de 11 peneiras sobrepostas em ordem de abertura de diâmetros decrescentes e dispostas em intervalos de ½ø (ø = - log2 mm), na parte superior existe uma tampa que evita a perda de sedimentos e na base se
encaixa uma peneira “cega” denominada “pan” (Dias, 2004). As amostras foram submetidas no Rota up durante um período de 10 minutos cada, com vibração 2 (Figura 19).
Figura 19 - Amostras sendo peneiradas a seco no Rota up.
3.4.3.3 Análise Morfoscópica dos Grãos
O estudo da morfoscopia dos grãos de areia analisa a forma e a textura das partículas, o modo de transporte e as condições de deposição dos sedimentos.
O estudo foi feito em todas as amostras, num total de 5.700 grãos das frações granulometricas de 0,125mm (areia fina).
Foi utilizada uma lupa binocular, com iluminação por reflexão dirigida a 45º. Inicialmente foi selecionado o tipo mineralógico a considerar, pois o grau de arredondamento depende da mineralogia, e índice de dureza dos grãos. Por essa razão, a análise deve incidir sempre sobre a mesma espécie mineralógica. O quartzo foi o mineral utilizado por ser bastante resistente, conservar bem as marcas e ocorrer de forma abundante. Todavia, em casos especiais, pode fazer-se a análise morfoscópica de outras espécies minerais duras,
como o zircão e a granada.
arredondamento foi definido mediante parâmetros estabelecidos por Shepard (1954) (Figura 21).
Figura 20 - Análise morfoscópica com lupa binocular.
Não se deve misturar, numa mesma análise, grãos de frações granulométricas diferentes, tendo em vista que o grau de arredondamento diminui à medida que os grãos se vão tornando menores. No final, efetuou-se o tratamento estatístico dos resultados, isto é, das frequências por classe de arredondamento.
3.5 Etapa de Escritório
3.5.1 Análise, Interpretação e Representação dos Dados Sedimentológicos
O processamento dos dados granulométricos foi efetuado no Software SAG desenvolvido pelo LAGEMAR-UFF (Dias e Ferraz, 2004).
Tomando como base as análises granulométricas realizadas em laboratório, os dados foram agrupados em planilha e ordenados por colunas da seguinte forma: X (latitude), Y(longitude) e Z (classificação faciológica). Os dados foram devidamente organizados em arquivo no formato Excell (.xls) e Surfer 8.0, (dat).
A partir das coordenadas geográficas dos pontos de coleta (obtidas com projeção das Coordenadas Geográficas) e dos valores assumidos pela variável (classificação faciológica) nesses pontos, foi gerado o mapa de distribuição espacial desta, mediante a utilização de um algoritmo de interpolação do software Surfer 8.0.
Para o processo de geração dos grids e do mapa de contorno derivado, foram
efetivados testes com os interpoladores disponíveis no software Surfer 8.0, quais sejam:
inverso da distância, kriging, vizinho mais próximo, método de Shepard, regressão
A paleta de cores adotada para a representação cartográfica da distribuição de fácies texturais foi em tons degradê marrom. A cor das máscaras das áreas emersas obedeceu ao padrão utilizado nas cartas náuticas elaboradas pela Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN) da Marinha do Brasil.
O contorno da linha de costa foi digitalizado a partir de uma imagem de satélite Landsat 7 ETM.
A escala adotada para a representação cartográfica dos levantamentos sedimentológicos foi 1:50.000.
3.5.2 Sísmica de Alta Resolução
A sísmica de alta resolução nos fornece dados importantes sobre a disposição
estrutural das camadas sedimentares abaixo do fundo marinho. Com os registros sísmicos é
possível identificar características, assim com, parâmetros geológicos como espessura de camadas, mergulho, presença de falhas, ocorrências de acumulações rasas de gás e deslizamentos submarinos. A classificação de sedimentos do fundo do mar é a organização de tipos de fundo em unidades distintas de acordo com a característica do sinal de retorno. A sísmica utiliza-se de ondas elásticas, também conhecidas como ondas sísmicas, que por
sua vez, viajam com diferentes velocidades em diversos tipos de rochas. (Ayres Neto, 2000)
Observando o tempo de chegada das ondas sísmicas em diferentes pontos através da geração de ondas, é perfeitamente possível determinar a distribuição de velocidade, assim
como localizar as interfaces onde as ondas são refletidas e refratadas (Ayres Neto, 2000).
De acordo com este autor o sinal é refletido sempre que a onda sísmica encontra um
material com quociente da tensão eficaz pela intensidade duma corrente alterna acústica,
diferente daquele onde está se propagando. A amplitude do sinal refletido é função de uma
Ou seja, o coeficiente de reflexão depende do contraste de impedância acústica (produto da velocidade pela densidade) entre dois meios físicos. Estas interfaces aparecem nos registros sísmicos como horizontes refletores ou simplesmente refletores sísmicos. De uma maneira geral cada refletor representa uma camada geológica (Figura. 22).
Na aquisição sísmica marinha, existem diversos tipos de fontes sísmicas, cada uma emitindo um sinal dentro de um determinado espectro de freqüência com assinaturas características ao tipo de aplicação desejada. Portanto, para cada tipo de fonte utilizada há uma finalidade. De uma forma geral, quanto mais alto for o espectro de frequência de uma fonte sísmica, maior será a sua atenuação e, menor será a sua capacidade de penetração abaixo do fundo marinho (Ayres Neto, 2000).
Figura 22 -Sinal sísmico, com a transmissão e reflexão variando de acordo com a variação do quociente de tensão eficaz das camadas de sedimento abaixo do fundo marinho. Fonte: Ayres Neto (2000).
apresentam no domínio da freqüência e da amplitude, atenuar múltiplo de fundo marinho, compensar a perda de amplitude pelo decaimento de energia do sinal e interpretar a seção, como mostra a figura 23.
Figura 23 - Fluxograma proposto por Gomes (2009).
Utilizando-se do programa ReflexWin 4.5, os dados brutos foram convertidos para o
formato interno do Reflezwin 4.5 com taxas de entre 16 e 32 bits e carregados no módulo
4. CARACTERIZAÇÃO SEDIMENTOLÓGICA
4.1 Introdução
A Sedimentologia é definida como a geologia dos depósitos sedimentares. Esta definição é bastante abrangente, pois, respeita todas as fases, desde a produção das partículas sedimentares até a fase final de litificação, passando pelo transporte, pela deposição temporária, pela remobilização, pela acumulação, pela diagénese, entre outros (Dias, 2004).
Segundo alguns autores, provavelmente o mais coerente é usar o termo
“Sedimentologia” para o estudo das propriedades dos sedimentos em si, tais como: textura, dimensão e forma das partículas. Assim como designar tudo o que tem a ver com os processos por dinâmica sedimentar. É importante ressaltar que o termo sedimento carece de definição precisa. A maior parte dos sedimentos tem como destino final a acumulação nas plataformas e taludes continentais, onde estão sujeitos a processos diagenéticos (Dias, 2004).
Ainda segundo Dias (2004), o desenvolvimento da Sedimentologia foi estimulado em virtude da grande importância em que o resultado das características ambientais em
que se depositam os sedimentos tem para várias áreas do conhecimento. Este avanço
nos estudos dos sedimentos foi bastante útil na prospecção de hidrocarbonetos, transformando-se numa importante ferramenta para a identificação de formações e ambientes em que se pode ter gerado petróleo. No entanto, não só para o estudo dos sedimentos, mas também como ferramenta auxiliar na determinação dos ambientes deposicionais.
4.2 Sedimentos em Suspensão
Ainda segundo este autor, aproximadamente 50% do sedimento em suspensão acumulado na plataforma Amazônica forma um delta subaquoso, e por volta de 15% é transportado para noroeste ao longo da costa das Guianas, e pouco sedimento é transportado para o sudeste ou para o mar. Esta interpretação está de acordo com a distribuição de minerais de argila a partir da foz do Amazonas para a plataforma continental exterior. Já as análises das concentrações de sedimentos em suspensão a partir do norte e sul sugerem que há um ligeiro aumento de carga suspensa a jusante provavelmente resultante das fortes correntes de maré que corroem os bancos de areia. Também há o transporte e deposição sobre a plataforma interna e média, além da região noroeste ao longo da costa do Amapá.
Medições de sedimentos em suspensão combinada com outras observações sugerem que <5% da descarga sólida anual é transportado pela pluma de superfície de baixa salinidade e, 7-17% são trazidos para fora da plataforma, para o noroeste próximo da costa, e 35-70% é acumulando na plataforma, através do fluxo episódico de maré e a lama fluida são os agentes de transporte através da plataforma para a região de altas
taxas de acumulações (Kineke et al., 1996).
Milliman et al. (1975), interpretando dados de material em suspensão na superfície
da água do mar, verificaram que a contribuição moderna de terrígenos em suspensão para a plataforma é quase nula e concluíram que a maior parte da lama da plataforma interna é relíquia, formada durante períodos de nível de mar baixo por progradação.
4.3 Sedimentos de Fundo
Torres (1997) encontrou três zonas de deposição a partir da costa do Amapá e Ilha de Marajó. As areias finas a muito finas são encontradas perto da costa do Amapá e Marajó, onde bancos de areia estão freqüentemente presentes. A zona de transição é dominada por sedimentos de areia siltosa.
Nittrouer et al. (1983), observaram na plataforma externa areia fina (90%) e na
