i
PRISCILA PASSOS BARRETO COSTA
INFLUÊNCIA DA DOLOMITIZAÇÃO COMO
MECANISMO RESPONSÁVEL PELA CRIAÇÃO DA
POROSIDADE NOS CALCARENITOS
OOLÍTICOS/ONCOLÍTICOS DO MEMBRO MARUIM DA
FORMAÇÃO RIACHUELO DE IDADE ALBIANA DA
BACIA SERGIPE-ALAGOAS.
Salvador
2011
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
PROGRAMA
ii
PRISCILA PASSOS BARRETO COSTA
INFLUÊNCIA DA DOLOMITIZAÇÃO COMO
MECANISMO RESPONSÁVEL PELA CRIAÇÃO DA
POROSIDADE NOS CALCARENITOS
OOLÍTICOS/ONCOLÍTICOS DO MEMBRO MARUIM DA
FORMAÇÃO RIACHUELO DE IDADE ALBIANA DA
BACIA SERGIPE-ALAGOAS.
Monografia apresentada ao curso de Geologia, Instituto de Geociências, Universidade Federada Bahia, como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Geologia.
Orientador: Geólogo Cícero da Paixão Pereira.
Orientador: Prof. NOME DO ORIENTADOR(A) Co-orientadores:
Salvador
2011
iii TERMO DE APROVAÇÃO
PRISCILA PASSOS BARRETO COSTA
Salvador, 29 de Novembro de 2011
INFLUÊNCIA DA DOLOMITIZAÇÃO COMO
MECANISMO RESPONSÁVEL PELA CRIAÇÃO DA
POROSIDADE NOS CALCARENITOS
OOLÍTICOS/ONCOLÍTICOS DO MEMBRO MARUIM DA
FORMAÇÃO RIACHUELO DE IDADE ALBIANA DA
BACIA SERGIPE-ALAGOAS.
Monografia aprovada como requisito parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Geologia.
BANCA EXAMINADORA
________________________________________________________________
1º examinador - Geólogo Cícero da Paixão Pereira – Orientador, UFBA/ANP
________________________________________________________________
2º Examinador – Prof. MSc. Félix Ferreira de Farias - IGEO/UFBA
________________________________________________________________
iv AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, em primeiro lugar, por me conceder a vida a cada dia. Agradeço ao Senhor Jesus Cristo, o mais humilde entre os homens, nome sobre todo nome, que deu a vida para que eu e todos nós estivéssemos aqui neste exato momento.
Agradeço aos meus pais Ivaneide Passos Barreto Costa e Luís Aberto Cruz Barreto Costa, pelo amor e pelos ensinamentos. Vocês são minhas referencias!Amo vocês!
Agradeço aos meus irmãos Luís Rafael Passos Barreto Costa e Marcela Passos Barreto Costa por serem não apenas meus irmãos, mas também meus melhores amigos de todas as horas, das mais felizes as mais tristes! Amo vocês!
Agradeço a toda minha família de parte de mãe e pai, meus tios, primos que estão longe, a todos! Em especial agradeço a minha avó Ivete Passos e meus tios Jane Passos, Toinho Passos e Tânia Passos, pelo que representam em minha vida desde a minha infância até hoje. Amo vocês!
Agradeço as pessoas que tive o privilégio do encontro: Lívia Mattos, Silvandira Góes, Edmar Santos, Rebeca Lawinsky, Laura Silveira, Cryscia Dryele, Ádila Costa, Maria Figueiredo, Thiago Drummond, Eduardo Cardoso, Josafá Santos, Mateus Pires e Fabiane Natividade e muitos outros que não citei.
Agradeço aos professores que fizeram parte da minha vida acadêmica, que me ensinaram não só o conhecimento, mas que contribuíram para o meu amadurecimento pessoal, em especial ao meu orientador e amigo Cícero Paixão.
v “Tudo o que é sólido se desmancha no ar.” Karl Marx
vi RESUMO
O presente trabalho tem por objetivo identificar e discutir as principais feições diagenéticas observadas, principalmente a dolomitização nas rochas das Pedreiras Brejo e Carapeba, que se constituem ótimos afloramentos do Membro Maruim na bacia de Sergipe Alagoas. A partir das análises petrográficas, pôde-se formatar o modelo de dolomitização mais adequado. Análises macroscópicas e estudos petrográficos combinados revelaram que os principais litotipos encontrados nas Pedreiras Brejo e Carapeba são Packstones, Grainstones e Doloespatitos, sendo os principais constituintes os oncólitos, oólitos, bioclastos, peloides e intraclastos, além de romboedros de dolomita.Tais estudos revelaram, também, que as rochas analisadas apresentam graus diferentes de dolomitização, sendo o modelo que mais se adequa a estas rochas, a mistura de águas (Dorag), devido à quantidade de material terrígeno encontrado em lâmina, bem como nenhuma outra evidência que justifique os outros modelos. Constatou-se um acréscimo de porosidade dos Doloespatitos em detrimento dos demais litotipos confirmando o que já e conhecido na literatura. Por fim, quanto à interpretação ambiental associou-se os litotipos com presença de lama carbonática e oncólitos aos ambientes de baixa energia, possivelmente um ambiente lagunar, ao passo que os litotipos com cimento e oólitos, um ambiente de alta energia, possivelmente os bancos carbonáticos de aguas rasas e patch reefs.Devido à promoção de porosidade em Doloespatitos, sugere-se que tais rochas venham a ser alvo de estudos contínuos nas bacias brasileiras, tanto pelo potencial conhecido na literatura, quanto pela quantidade expressiva de reservatórios carbonáticos no mundo.
vii ABSTRACT
The final purpose of this work is identify and discuss the digenetic processes, mainly the dolomitization, associated with Brejo and Carapeba quarries rocks, and try to understand how can this processes influences their fabric and porosity. In order to characterize them has been used macroscopic-microscopic features. Another purpose is try to identify the dolomitization model what is applicable to this rocks. Macroscopic and microscopic studies showed the major rock types were Packstones, Grainstones and Dolomites, and the major components were ooids (oncoliths and ooliths), poloids, bioclasts and intraclasts. These studies also showed grater porosity associated with Dolomites and the lesser porosity in Grainstones, mainly because the dolomitization and cementation processes, respectively.The better dolomitization model suggested was the dorag model because the great content of Quartz in Dolomites, besides no other evidence of another process. The greater porosity in Dolomites, in other hand, is associated with excess solution over dolomite growth during late stage of dolomitizing process. The conclusions about the depositional environments remain the literature interpretation about the carbonate platform, which associates the Onocoliths to low-energy environments, a lagoon for example, but on the other hand, the ooliths is deposited in high-energy environments as a patch reef. The common relation between dolomites and hydrocarbonate is possibly about the porosity association with dolomitization. This present study suggests others studies about this process in Brazilians basins because of the great potential reservoir of these kinds of rocks.
viii
SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS ... XIII LISTA DE FOTOS ... XV LISTA DE FOTOMICROGRAFIAS ... XVI
APRESENTAÇÃO ... 19 1.1-INTRODUÇÃO ... 19 1.2– LOCALIZAÇÃO E ACESSOS ... 20 1.2.1- Pedreira Brejo ... 20 1.2.2- Pedreira Carapeba ... 21 1.3-OBJETIVOS ... 22
1.4- BREVE SÍNTESE DOS TRABALHOS ANTERIORES ... 22
MATERIAIS E MÉTODOS... 23
2.1 LEVANTAMENTOS BIBLIOGRÁFICOS ... 23
2.2 AULAS TEÓRICAS ... 23
2.3 AQUISIÇÕES DE DADOS ... 24
2.4 DESCRIÇÕES MACRO E MICROSCÓPICAS ... 24
2.5 TRATAMENTO DE DADOS E INTERPRETAÇÃO DE DADOS... 24
GEOLOGIA REGIONAL ... 26 3.1- ESTRATIGRAFIA ... 27 3.1.1- Embasamento Cristalino ... 27 3.1.2- A sequência Paleozoica ... 30 3.1.3- A sequência Mesozoica ... 31 3.2-EVOLUÇÃO TECTONO-SEDIMENTAR ... 32
CONSTITUINTES DAS ROCHAS CARBONÁTICAS ... 35
4.1- CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES ... 35
4.2-CONSTITUINTES ESQUELETAIS (BIOCLASTOS) ... 37
ix 4.2.2 Filo Echinodermata ... 37 4.2.3 Filo Protozoa ... 37 4.3.1- Ooides ... 38 4.3.1.1 Oólitos ... 38 4.3.1.2- Oncólitos... 39 4.3.2- Peloides ... 39 4.3.3- Intraclastos ... 39 4.3.4- Calcita Microcristalina ... 40 4.3.5- Cimento Espático ... 40
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS CARBONÁTICAS ... 41
5.1- CLASSIFICAÇÃO DE TERRA ET AL. (2010) ... 41
5.1.1- Rochas cujos Elementos não foram Ligados durante aDeposição ... 43
5.1.1.1- Mudstone ... 43 5.1.1.2- Wackestone ... 43 5.1.1.3- Packstone ... 44 5.1.1.4- Grainstone ... 44 5.1.1.5- Floatstone ... 44 5.1.1.6- Rudstone ... 44 5.1.1.7- Bioacumulado ... 44 5.1.1.8- Brecha ... 45
5.1.2- Rochas cujas Texturas Originais não são Reconhecíveis... 45
5.1.2.1- Calcário Cristalino ... 45
5.1.2.2- Dolomito ... 45
CARACTERIZAÇÃO FACIOLÓGICA E AMBIENTAL DAS ROCHAS DAS PEDREIRAS CARAPEBA E BREJO ... 46
6.1- AMBIENTES DEPOSICIONAIS ... 46
x 6.2.1- Pedreira Carapeba ... 48 6.2.2- Pedreira Brejo ... 50 PROCESSOS DIAGENÉTICOS... 52 7.1- PROCESSOS DIAGENÉTICOS... 53 7.1.1- Cimentação ... 53 7.1.2- Dissolução ... 53 7.1.3- Compactação ... 54 7.1.4- Micritização microbial ... 55 7.1.5- Neomorfismo ... 55 7.1.6- Substituição ... 55
7.2- BREVE CONSIDERAÇÃO SOBRE OS AMBIENTES DIAGENÉTICOS ... 56
DOLOMITIZAÇÃO ... 57
8.1-CONSIDERACÕES PRELIMINARES ... 57
8.2- PROCESSOS DE DOLOMITIZAÇÃO ... 58
8.2.1- Ambientes Evaporíticos ... 59
8.2.2- Infiltração (Seepage Refluxe Dolomization) ... 60
8.2.4- Dolomitização por Compactação ... 61
8.2.5- Dolomitização por Fluxos Hidrotermais ... 63
POROSIDADE EM RESERVATÓRIOS DOLOMÍTICOS ... 64
9.1- CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES ... 64
9.3- CLASSIFICAÇÃO DE POROSIDADE ... 66
9.3.1- Classificação de Porosidade de Choquette e Pray (1971) ... 66
9.3.1.1- Porosidade interpartícula ... 68
9.3.1.2- Porosidade intrapartícula ... 68
9.3.1.3- Porosidade intercristalina ... 68
9.3.1.4- Porosidade móldica ... 68
xi
9.4- EVOLUÇÃO DA POROSIDADE EM RESERVATÓRIOS DOLOMÍTICOS ... 68
DESCRIÇÕES PETROGRÁFICAS DAS ROCHAS DAS PEDREIRAS BREJO E CARAPEBA ... 70
10.1- DESCRIÇÕES PETROGRÁFICAS DAS ROCHAS DA PEDREIRA CARAPEBA ... 70
10.1.1-Lâmina CP-02-4 ... 71 10.1.2-Lâmina CP-34 ... 72 10.1.3-Lâmina CP-SE-06 ... 74 10.1.4-Lâmina CP-17-A ... 75 10.1.5-Lâmina CP-A2-01 ... 76 10.1.6-Lâmina CP-02-05 ... 77 10.1.7- Lâmina CP-SE-08 ... 78 10.1.8- Lâmina PP-2011-01 ... 79 10.1.9- Lâmina PP-2011-02 ... 81 10.1.10-Lâmina PP-2011-03 ... 82 10.1.11-Lâmina PP-2011-04 ... 83 10.1.12- Lâmina PP-2011-05 ... 84 10.1.13 Lâmina PP-2011-06 ... 85 10.1.14- Lâmina PP-2011-07 ... 86 10.1.15- Lâmina PP-2011-09 ... 87 10.1.16- Lâmina PP-2011-10 ... 88 10.1.17- Lâmina PP-2011-11 ... 89 10.1.8- Lâmina PP-2011-15 ... 89
10.2-DESCRIÇÕES PETROGRÁFICAS DAS LÂMINAS DA PEDREIRA BREJO... 90
10.2.1- LÂMINA PP-2011-12 (TOPO) ... 90
10.2.2- Lâmina PP-2011-13 (Meio) ... 91
10.2.3- Lâmina PP-2011-14 (Base) ... 93
xii CONCLUSÕES ... 95 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 97 ANEXOS ...XVIII
xiii LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1: Localização da Bacia de Sergipe-Alagoas (a esquerda) e das Sub-bacias do Cabo, Alagoas, Sergipe e Jacuípe (a direita). Modificado de Souza-Lima et al. (2002). ... 20 Figura 1.2: Mapa de Localização das áreas de estudo, as Pedreiras Carapeba e Brejo. Modificado de Turbay (2002)... 21 Figura 3.1: Localização da Bacia de Sergipe- Alagoas dentro do compartimento geotectônico da Província Costeira e Margem continental brasileira. Retirado de Mohriak (2003). ... 26 Figura 3.2: Coluna estratigráfica da Sub- bacia de Sergipe. Retirado de. Campos Neto et al.(2007). ... 28 Figura 3.3: Domínios tectono-estratigráficos que compreendem a Faixa de Dobramentos Sergipana, representante da Provincia Borborema no estado de Sergipe. Modificado de Santos (1998). ... 30 Figura 3.4: Evolução tectônica associada a quebra do continente Gondwana. Reproduzido de Mizusaki et al.(1998) e Mizusaki & Thomaz-filho (2004). ... 33 Figura 3.5: Estágios de evolução de um rifte continental com a intalação de margem continental passiva, ilustrando o evento Sul-Atlantico que afetou a Plataforma Sul-americana no Neo-Jurássico. Retirado de Mohriak (2003). ... 34 Figura 4.1: Principais constituintes das rochas carbonáticas. Retirado de Terra et al. (2010)...36 Figura 5.1: (A) Classificação das rochas carbonáticas proposta por Folk (1962); (B) Classificação das rochas carbonáticas proposta por Embry & Klovan (1971). Modificado de Terra et al. (2010)...42
Figura 5.2: Classificação das rochas carbonáticas, segundo Dunham (1962). Modificado de Terra et al. (2010). ... 43 Figura 6.1: Bloco diagrama representativo exibindo a plataforma carbonática da Sub-bacia de Sergipe e a posição das Pedreiras Carapeba e Brejo neste contexto. Modificado de Rangel (2002)...48 Figura 6.2: Perfil da seção aflorante da Pedreira Carapeba com as cinco parassequências discriminadas, indicadas pelos números, por Rangel (2002). Modificado de Rangel (2002). . 49 Figura 6.3: Perfil da seção aflorante da Pedreira Brejo com as quatro parassequëncias, indicadas pelos números, discriminadas por Rangel (2002). Modificado de Rangel (2002). .. 51 Figura 7.1: Representação dos estágios diagenéticos. Retirado de Klein (2007)...53 Figura 7.2: Solubilidade dos diferentes tipos de Carbonatos de cálcio. Modificado de Pereira (2007). ... 54 Figura 7.3: Ambientes diagenéticos de uma plataforma isolada, sendo os processos representados a direita (I) ocorrem em qualquer tipo de plataforma. Retirado de Tucker e Wright (1990). ... 56 Figura 8.1: Mecanismo de dolomitização em ambientes evaporíticos do tipo Sabkha. Modificado de Tucker e Wright(1990). 60
xiv Figura 8.2: Mecanismo de dolomitização por infiltração de salmouras. Modificado de Tucker e Wright (1990)... 61 Figura 8.3: Mecanismo de dolomitização por mistura de águas (Dorag). Modificado de Tucker e Wright. (1990). ... 62 Figura 8.4: Mecanismo de dolomitização por Fluxos hidrotermais. Modificado de Frape et al. (1990). ... 63 Figura 9.1: Distribuição dos reservatórios dolomíticos com expressão econômica no mundo. Modificado de Sun (1995)...65 Figura 9.2: Classificação de porosidade por Choquette e Pray (1971)...67 Figura 12.1: Classificação de rochas Carbonáticas de Terra et al. (2010). Modificado de Terra et al. (2010)... xx Figura 12.2: Classificação granulométrica segundo Terra et al. (2010). Modificado de Terra et al. (2010). ... xxi
xv LISTA DE FOTOS
Foto 6.1: A- Afloramento da Pedreira Brejo.Coordenadas (UTM): 701764E; 8807678N. B- Afloramento da Pedreira Carapeba. Coordenadas (UTM): 701341; 8809152. ... 47 Foto 11.1: Nível dolomitizado na Pedreira Carapeba. ... 70
xvi LISTA DE FOTOMICROGRAFIAS
Fotomicrografia 1: Oncólito simples com núcleo de bioclasto, preenchido por mosaico de calcita espática Observa-se, também, a matriz parcialmente dolomitizada e peloides distribuídos. Lamina CP-02-4, nicóis cruzados e aumento de 2,5 x. ... 72 Fotomicrografia 2: Grainstone oolítico bioclastico intraclástico. Observa-se bioclastos, entre eles o Inoceramus(I) e foraminíferos (II)- indicados pelas setas- e além destes, intraclastos em contatos retilíneos e côncavo-convexos. Lâmina CP-34 com nicóis cruzados e aumento de 10x. ... 73 Fotomicrografia 3: Cimento de duas gerações, sendo o primeiro representado por uma franja sutil ao longo dos constituintes (seta) e o segundo em posição de extinção na fotomicrografia da lâmina CP-34, com nicóis cruzados e aumento de 10x. ... 73 Fotomicrografia 4: Oncólitos, matriz micrítica dolomitizada, além de feições de cimentação observados em posição de extinção (seta), lâmina CP-SE-06 com nicóis cruzados e aumento de 10x. ... 74 Fotomicrografia 5: Observa-se oólitos e oncólitos, pelóides e material terrígeno, na lâmina CP-17 A, com nicóis cruzados e aumento de 2,5x. ... 75 Fotomicrografia 6: Cimento de calcita espática preenchendo os poros da rocha, entre os oncólitos, sendo que um deles apresenta núcleo de material terrígeno. Lâmina CP-17 A, com nicóis cruzados e aumento de 10x. ... 76 Fotomicrografia 7: Rocha com 95 % de romboedros de dolomita e matriz residual (seta), denominada Doloespatito, segundo classificação de Dunham (1962). Lamina CP-A2-01, em nicóis cruzados e aumento de 10x. ... 77 Fotomicrografia 8: Porosidade intergranular (seta) e intercristalina observadas na lâmina CP-02-05, com nicóis cruzados e aumento de 2,5x. ... 78 Fotomicrografia 9: Porosidade vulgular e intercristalina pronunciada no Doloespatito na lâmina CP-SE-08, com nicóis cruzados, aumento de 10x e lâmina de gipso... 79 Fotomicrografia 10: Romboedros de dolomita milimétricos, peloides e matriz micrítica residual são os constituintes da rocha. Lâmina PP-2011-01, nicóis cruzados com aumento de 10x e cunha de gipso. ... 80 Fotomicrografia 11: Fragmento de oncólito que não foi totalmente dolomitizado. Percebe-se os envoltórios circulares difusos sutis que os caracterizam (seta). Lâmina PP-2011-02 evidenciada em nicóis cruzados e aumento de 10x e cunha de gipso. ... 81 Fotomicrografia 12: Doloespatito impuro com porosidade intercristalina evidenciada por cunha de gipso. Lâmina PP-2011-03, em nicóis cruzados e aumento de 10x. ... 82 Fotomicrografia 13: Porosidade do tipo vulgular e intercristalina observada em Doloespatito. Lâmina PP-2011-04 em nicóis cruzados, aumento de 10x e lâmina de gipso. ... 83
xvii Fotomicrografia 14: Porosidade do tipo oolmódica associada à dissolução de oncólitos em Doloespatito. Lâmina PP-2011-05, nicóis cruzados e aumento de 10x e lâmina de gipso ... 84 Fotomicrografia 15: Oncólito com núcleo de molusco preenchido por calcita espática. Lâmina PP-2011-06, nicóis cruzados e aumento de 10x. ... 86 Fotomicrografia 16: Observa-se cimento de duas gerações (seta), sendo a primeira associada à franja ao redor dos oncólitos e a segunda formada por calcita espática em posição de extinção. Grainstone oncolítico oolítico peloidal. Lâmina PP-2011-07 foi analisade em nicóis cruzados e aumento de 10x. ... 87 Fotomicrografia 17: Observa-se porosidade oolmódica no Grainstone oncolítico oolítico peloidal. Lâmina PP-2011-07, nicóis cruzados, aumento de 10x com auxílio da lâmina de gipso. ... 87 Fotomicrografia 18: Oncólito superficial com núcleo de equinoide imerso em matriz micrítica intensamente dolomitizada. Lâmina PP-2011-10, em nicóis cruzados, aumento de 10x e auxílio de lâmina de gipso. ... 88 Fotomicrografia 19: Solução de Alizarina coloriu de vermelho as partes da rocha associadas ao carbonato de cálcio (setas), não colorindo as partes de dolomita. Lâmina é PP-2011-13, nicóis cruzados com aumento de 10x. ... 92 Fotomicrografia 20: Feição de dissolução evidenciada pelo grão do arcabouço flutuando em meio ao mosaico de cimento carbonático. Observa-se também cimento de duas gerações (seta), no Grainstone oncolítico peloidal dolomitizado. Lâmina PP-2011-14, nicóis cruzados e com aumento de 10x ... 93
xviii
LISTA DE TABELA
Tabela 1: Principais minerais do grupo dos Carbonatos...34
Tabela 2: Relação Ca/Mg ao longo do Tempo Geológico...57
Tabela 3: Mecanismos de dolomitização x Tempo de Deposição...58
Tabela 4: Classificação da Porosidade quanto ao tempo de deposição e processos...67 Tabela 5: Relação de Lâminas...xlvll Tabela 6: Relação de Lâminas...xlx
19 CAPÍTULO 1
APRESENTAÇÃO
Abaixo, seguem as localizações e acessos as Pedreiras Brejo e Carapeba, representantes do Membro Maruim da Formação Riachuelo, as quais constituem as rochas-alvo desta pesquisa. Além disto, os objetivos são evidenciados num item à parte, e, por fim, um breve histórico dos trabalhos já realizados nestes locais.
1.1-INTRODUÇÃO
A produção brasileira de óleo e gás, nos últimos 12 anos, apresentou indicadores positivos, no que tange os seus aspectos quantitativos, fato que pode ser observado no salto dos valores de produção de barris de petróleo por dia de 1 milhão, em 1998, para 2,13 milhões de barris em meados de 2010. O aumento significativo dos valores de produção, no entanto, reflete o salto qualitativo das etapas anteriores a mesma, denominadas de exploração, ocorridas no Brasil nos últimos anos.
A descoberta das rochas da camada Pré-Sal, amplamente divulgada pelos meios de comunicação, constituem um exemplo sólido da expansão das fronteiras de exploração das bacias sedimentares brasileiras, relativamente ainda pouco estudadas, como a Bacia de Santos. Dentro deste mesmo contexto, a descoberta de grandes reservatórios carbonáticos na bacia anteriormente citada, abre amplas perspectivas para a intensificação dos estudos relacionados a tais rochas, qualitativamente falando, embora já se saiba da importância das mesmas, nos diversos sistemas petrolíferos, pois cerca de metade dos reservas de hidrocarbonetos conhecidos atualmente estão contidas nas rochas carbonáticas.
20 O presente trabalho insere-se neste contexto de contribuição ao entendimento dos processos diagenéticos, principalmente a dolomitização, que atuam sobre o sistema permoporoso das rochas-reservatório do Membro Maruim da Formação Riachuelo, na Bacia de Sergipe-Alagoas. Tal compreensão pode servir, dentre outros, como casos análogos para estudos em reservatórios pouco estudados.
1.2– LOCALIZAÇÃO E ACESSOS
A Bacia de Sergipe-Alagoas localiza-se na costa e margem continental brasileira, em sua porção nordeste (Figura 1.1), segmentada em quatro sub-bacias denominadas Cabo, Alagoas, Sergipe e Jacuípe, segundo Souza-Lima et. al (2002). Apresenta 350 Km de extensão, com trend NE, e 20 a 50 Km de largura média em sua porção emersa, com área total de 53.000 Km², sendo 40.000 Km² submersas e 13.000 km² emersas.
1.2.1- Pedreira Brejo
A Pedreira Brejo localiza-se nas proximidades do município de Laranjeiras. Para se ter acesso a Pedreira Brejo, tendo como origem a cidade de Salvador, deve-se seguir pela BA-099 (Estrada do Coco), depois continuar pela SE-318 até proximidades da cidade de Aracaju, quando se deve seguir pela BR-101 até a entrada do município de Laranjeiras. A Pedreira Brejo situa-se nas proximidades da localidade de Pedra Branca, a qual pertence ao município de Laranjeiras, distante de 23 Km da cidade de Aracaju, em Sergipe (Figura 1.2).
Figura 1. 1: Localização da Bacia de Sergipe-Alagoas (a esquerda) e das Sub-bacias do Cabo, Alagoas, Sergipe e Jacuípe (a direita). Modificado de Souza-Lima et al. (2002).
21 1.2.2- Pedreira Carapeba
A pedreira Carapeba localiza-se nas proximidades da cidade Riachuelo, que dista de 30 Km da cidade de Aracaju. Para se ter acesso a Pedreira Carapeba (Figura 1.2), tendo como origem a cidade de Salvador, deve-se seguir pela BA-099 (Estrada do coco), depois continuar pela SE-318 até proximidades de Aracaju, quando se deve seguir pela BR-101 até a entrada da cidade de Riachuelo. A Pedreira Carapeba situa-se nas proximidades do distrito Bom Jesus.
Figura 1.2: Mapa de Localização das áreas de estudo, as Pedreiras Carapeba e Brejo. Modificado de Turbay (2002).
22 1.3-OBJETIVOS
Os alvos desta pesquisa consistem em identificar as feições diagenéticas que atuam nas rochas do Membro Maruim da Formação Riachuelo, já que os processos diagenéticos modificam os aspectos texturais das rochas e estas relações influenciam diretamente no sistema poroso das rochas. Sendo assim, constituem-se objetivos específicos desta pesquisa: Análise petrográfica das rochas coletadas nas Pedreiras Carapeba e Brejo.
Análise quantitatia e qualitativa dos processos que atuam sobre tais rochas, no sentido de promoção de porosidade.
Identificação dos tipos de porosidades.
Formatação de uma hipótese sobre os mecanismos de dolomitização que atuaram no Membro Maruim da Formação Riachuelo.
Interpretação ambiental das rochas coletadas nas Pedreiras Carapeba e Brejo.
1.4- BREVE SÍNTESE DOS TRABALHOS ANTERIORES
As rochas carbonáticas das Pedreiras Carapeba e Brejo já foram alvos de diversos estudos, devido ao fato de serem excelentes afloramentos de rochas de uma seqüência carbonática albiana, a qual ocorre também nas demais bacias brasileiras, mas diferentemente da Sub-bacia de Sergipe, não se apresentam expostas.
Dentre os diversos publicados a respeito da Formação Riachuelo, na Bacia de Sergipe, destacam-se o de Bandeira Junior (1978), que caracterizou a evolução paleoambiental da seção albiana-cenomaniana a partir do estudo das microfácies carbonáticas, tema que também foi foco do trabalho de Turbay (2002).
Os trabalhos de Turbay et al.(2002) e Camacho (2009) tiveram como foco a análise petrográfica dos carbonatos da Formação Riachuelo. O trabalho de Camacho (2009) foi realizado sobre as rochas da Pedreira Carapeba com o intuito de caracterização fóssil. O trabalho de Turbay (2002), por sua vez, enfatizou a partir da análise petrográfica de amostras de diversos afloramentos da Formação Riachuelo, entre eles os das Pedreiras Brejo e Carapeba, as características litológicas, faciológicas, texturais, diagenéticas e contextos ambientais destas rochas.
23 CAPÍTULO 2
MATERIAIS E MÉTODOS
A metodologia a ser utilizada para a realização dos objetivos propostos é téorico-prática, sendo utilizados os procedimentos de investigação científica, tais como a dedução, indução, hipótese e comparação.
Dito isso, a sequência dos métodos, técnicas e procedimentos adotados foram o levantamento bibliográfico, aulas teóricas, aquisição de dados, descrições macro e microscópicas, tratamento de dados, interpretação de dados e formulação do presente trabalho.
2.1 LEVANTAMENTOS BIBLIOGRÁFICOS
Nesta etapa, realizou-se o levantamento bibliográfico referente à Sub-bacia de Sergipe, principalmente sobre a Formação Riachuelo, e, também, sobre as rochas carbonáticas, os seus principais constituintes, os processos diagenéticos, em específico a dolomitização, e os ambientes de sedimentação, já que direta ou indiretamente correlacionam-se com o tema estudado.
2.2 AULAS TEÓRICAS
As aulas teóricas, ministradas pelo orientador, foram realizadas concomitantemente ao levantamento bibliográfico e tiveram por finalidade o acréscimo teórico e atualização do tema em discussão.
24 2.3 AQUISIÇÕES DE DADOS
Os dados deste trabalho foram obtidos em meso escala (amostras colhidas em afloramento) e trabalhados em meso e micro escalas (lâminas delgadas confeccionadas a partir das amostras). Realizou-se amostragem em dois afloramentos, a Pedreira Carapeba e a Pedreira Brejo, contabilizando um total de 21 amostras e suas respectivas lâminas, para o trabalho microscópico.
2.4 DESCRIÇÕES MACRO E MICROSCÓPICAS
As descrições macro e microscópicas foram realizadas concomitantemente, utilizando-se, para tal, lupa de mão, binocular, no primeiro caso e microscópio petrográfico, no segundo. Nesta etapa, enfatizou-se os constituintes, as principais feições diagenéticas e os tipos de porosidade observadas nas rochas estudadas, sendo as descrições organizadas em formulários específicos, tanto nas descrições macro e microscópicas (Anexo II).
Para a classificação granulométrica e das rochas estudadas, utilizou-se aquelas propostas por Terra et al. (2010) (Figuras 12.1 e 12.2- Anexo I),e por vezes os termos correspondentes de outras classificações que os próprios autores sugerem, as quais serão abordadas no capítulo de classificações das rochas carbonáticas (capítulo 6).
Já para a análise de porosidade, utilizou-se a classificação de Choquette e Pray (1970), explicado no capítulo de porosidade (capítulo 10).
Para a análise dos conteúdos de dolomita e calcita, utilizou-se em uma lâmina (PP-2011-13) a solução de Alizarina, que colore de um pigmento vermelho os minerais de calcita e não colore os de dolomita. Ainda durante as etapas de descrições, as feições mais características das lâminas foram fotografadas com câmaras digitais.
2.5 TRATAMENTO DE DADOS E INTERPRETAÇÃO DE DADOS
Esta etapa constitui-se da integração dos dados obtidos na etapa anterior, que permitiu a caracterização quantitativa e qualitativa das feições resultantes dos processos diagenéticos atuantes sobre as rochas do Membro Maruim, Formação Riachuelo da Bacia de Sergipe.
25 A partir do tratamento de dados, juntamente com aplicação dos conceitos da literatura e associações de casos existentes, pôde-se caracterizar a influência dos processos diagenéticos no sistema poroso, em específico a dolomitização, interpretar o ambiente de deposição das rochas estudadas e propor os modelos de dolomitização e criação de porosidade.
26 CAPÍTULO 3
GEOLOGIA REGIONAL
A Bacia de Sergipe-Alagoas insere-se no compartimento geotectônico da Província Costeira e Margem Continental (Figura 3.1).
Localiza-se no nordeste da costa e margem continental brasileira, limitando-se a norte com a Bacia de Pernambuco-Paraíba, através do alto de Maragogi, ao passo que ao sul o limite com a Bacia de Camamu corresponde às falhas de Itapuã (SOUZA-LIMA, 2002),
Figura 3.1: Localização da Bacia de Sergipe- Alagoas dentro do compartimento geotectônico da Província Costeira e Margem continental brasileira. Retirado de Mohriak(2003).
27 admitindo, portanto, que a Bacia de Sergipe-Alagoas consiste nas Sub-bacias de Jacuípe, Sergipe, Alagoas e Cabo.
O preenchimento sedimentar desta bacia que culminou com a formação de uma sucessão estratigráfica considerada a mais completa e aflorante dentre as bacias sedimentares da margem continental brasileira (SOUZA-LIMA, 2002), associa-se a abertura do oceano Atlântico Sul, no final do Jurássico e no Cretáceo.
3.1- ESTRATIGRAFIA
A evolução tectônica acima citada, na qual, segundo Estrela (1972), a subsidência seria branda e o tectonismo dominante seria flexural, propiciou a formação de vinte e três sequências deposicionais. A estratigrafia da Sub-bacia de Sergipe, portanto, consta das seguintes unidades: o embasamento neoproterozoico, que corresponde às rochas da Faixa de Dobramentos Sergipana; a sequência Paleozoica; a sequência Mesozoica e por fim a sequência Cenozoica (Figura 3.2).
3.1.1- Embasamento Cristalino
O embasamento cristalino da Sub-bacia de Sergipe corresponde às rochas da Faixa de dobramentos Sergipana, representante da Província Borborema no estado de Sergipe. A província Borborema é uma complexa faixa colisional originada pela convergência de placas, incluindo a de São Francisco e a do Oeste da África, a qual se estende pela região nordeste do Brasil e corresponde à Região de Dobramentos Nordeste (BRITO NEVES, 1975; ALMEIDAet al., 1976 apud SANTOS et al., 1998). É constituída por faixas de dobramentos meso a neoproterozóicas, alternadas com terrenos granito-gnáissicos, denominados maciços medianos, que correspondem a rochas paleoproterozoicas a arqueanas. Além destes litotipos, a região é afetada por intenso plutonismo e zonas de cisalhamento, moldadas no Ciclo Brasiliano. A faixa de dobramentos Sergipana, um orógeno colisional do pré-cambriano (BRITO NEVES E CORDANI, 1973), é constituída por terrenos tectono-estratigráficos (CONNEY et al., 1980 apud SANTOS et al.,1998), limitados por descontinuidades estruturais profundas, em que cada domínio é caracterizado por associações litológicas, ambiente de sedimentação, deformação, metamorfismo, magmatismo e mineralizações distintos.
28
29 Os terrenos tectono-estratigráficos, acima citados, correspondem aos domínios Canindé, Poço Redondo, Marancó, Macururé, Vaza-Barris, além do domínio Estância.
O domínio Estância, localizado na porção sudoeste da faixa de dobramentos Sergipana, é composto pelos sedimentos do Grupo Estância, que apresenta as Formações Acauã, Lagarto e Palmares. Os sedimentos do Grupo Estância são predominantemente psamíticos e estão fracamente deformados. A formação Acauã é formada por calcários e calcários dolomíticos; a Formação Lagarto é composta por uma alternância de arenitos finos, argilitos e siltitos laminados; a Formação Palmares é constituída, principalmente, por grauvacas e arenitos finos, feldspáticos, muito litificados, compactos.
O domínio Vaza-Barris localiza-se aproximadamente no centro da Faixa de Dobramentos Sergipana, em contato tectônico com as rochas do domínio Estância. É composto pelos sedimentos dos Grupos Miaba, Simão Dias e Vaza-Barris. O grupo Miaba é contituído pelas Formações Itabaiana (quartzitos), Ribeirópolis (filitos, grauvacas seixosas e metavulcânicas) e Jacoca (metacarbonatos). O grupo Simão Dias é constituído pela Formação Lagarto (siltitos, argilitos e arenitos subordinados), Palmares (arenitos), Jacaré (siltitos) e Frei Paulo (filitos). Por fim, o grupo Vaza-Barris composto pelas formações Palestina (diamictitos) e Olhos d’água (metacarbonatos) (SANTOS, 1998).
O domínio Macururé encontra-se em contato tectônico com as rochas do domínio Vaza-Barris, sendo constituído, segundo Santos (1998) por micaxistos aluminosos, filitos, metassiltitos e metagrauvacas, com intercalações de metacarbonatos, quartizitos e metavulcânicas. Freqüentes corpos intrusivos granitoides são encontrados.
O domínio Marancó localiza-se acima na porção norte da faixa de Dobramentos Sergipana e é separado do domínio anterior pela zona de cisalhamento Belo Monte-Jeremoabo. Segundo Santos (1998), esta unidade é dominantemente vulcanossedimentar, sendo possível discriminar os metassedimentos pelíticos, psamíticos e carbonáticos com metabasitos, metaultrabasitos e vulcânicas ácidas.
No norte da faixa de Dobramentos Sergipana, tem-se, também, o domínio Poço Redondo, que está em contato tectônico com o domínio anterior e é composto por migmatitos polideformados e granitoides tardi a pós tectônicos. Por fim, tem-se o domínio Canindé, no extremo norte do domínio da faixa de Dobramentos Sergipana, limitado com o domínio anterior por zona de cisalhamento contracional.
30 Este domínio é constituído por rochas vulcanossedimentares e pela suíte Intrusiva Canindé, além de granitoides diversos, tardi a pós tectônicos (SANTOS, 1998).
3.1.2- A sequência Paleozoica
As unidades da supersequência Paleozoica representam o estágio de sinéclise, ocorrido entre o neocarbonífero ao eopermiano (SOUZA-LIMAet al., 2002). Correspondem às Formações Batinga (Carbonífera) e Aracaré (Permiana). A Formação Batinga é composta pelos membros Mulungu, Boacica e Atalaia, embora Campos Neves et al. (2007) tenham proposto e suprimido o membro Atalaia da Formação Batinga, associando aquela a Formação Candeeiro de idade Juro-eocretácea.
O Membro Mulungu está associado a conglomerados matriz-suportados, os diamictitos. O Membro Boacica é constituído por conglomerados, arenitos, siltitos e folhelhos que foram depositados através de leques deltaicos, embora Souza-Lima et al. (2002) sugira um ambiente deposicional glácio-marinho. O membro Atalaia é constituído por arenitos imaturos de granulação grossa.
Figura 3.3: Domínios tectono-estratigráficos que compreendem a Faixa de Dobramentos Sergipana, representante da Provincia Borborema no estado de Sergipe. Modificado de Santos (1998).
31 A Formação Aracaré, segundo Campos Neto et al. (2007), é representada por uma sucessão sedimentar caracterizada por um ciclo transgressivo-regressivo (T-R), no qual os folhelhos pretos são recobertos por arenitos, calcarenitos associados a laminitos algais silicificados.
3.1.3- A sequência Mesozoica
As unidades da Supersequência Mesozoica da Sub-bacia de Sergipe compreendem as sequências Pré-rifte, Rifte, Pós-rifte e Drifte.
A sequência Pré-Rifte é representada pelas Formações Candeeiro, Bananeiras, Serraria e a parte inferior da Formação Barra de Itiúba. Segundo Campos Neto et al. (2007), a fase de estabilidade tectônica depositou a Seqüência Juro-Cretácea representada pelos folhelhos vermelhos lacustres da Formação Bananeiras e os arenitos flúvio-deltaicos da Formação Candeeiro. Os sistemas fluviais entrelaçados com retrabalhamento eólico depositaram os arenitos de granulação grossa da Formação Serraria sobre as rochas anteriormente citadas.
A Formação Deserto Feliz marca o início do estiramento inicial da Fase Rifte e compreende uma sucessão de folhelhos esverdeados com delgadas intercalações de arenitos. O primeiro pulso tectônico o rifte marca as deposições das Formações Rio Pintanga, Penedo, Morro do Chaves e Barra de Itiúba.
A Formação Rio Pintanga é composta por conglomerados polimíticos que ocorrem na borda da bacia. A Formação Penedo é representada por arenitos de granulação grossa a média, os quais foram depositados em ambiente flúvio-deltaico. A Formação Barra de Itiúba, segundo Souza-Lima et al. (2002), é composta por monótona sucessão de folhelhos e arenitos de granulação fina. Nas partes rasas da Sub-bacia de Sergipe, durante os períodos de baixo aporte sedimentar, depositava-se as coquinas da Formação Morro do Chaves (CAMPOS NETOet al., 2007).
O segundo pulso tectônico, marcado por uma atividade tectônica mais intensa, propiciou a deposição da Formação Coqueiro Seco, que é constituída por arenitos de granulação fina a grossa e argilitos depositados em ambiente flúvio-deltaico lacustre. No fim do estágio rifte, quando o tectonismo estava bastante intenso, depositou-se os arenitos, folhelhos, evaporitos e calcilutitos da Formação Maceió (CAMPOS NETOet al., 2007). A sequência transicional é marcada pela Formação Muribeca, a qual apresenta os Membros
32 Carmópolis, Ibura e Oiterinhos. O Membro Carmópolis é constituído por siliciclásticos grossos alúvio-fluviais, ao passo que o Membro Ibura corresponde aos evaporitos, carbonatos microbiais e folhelhos, depositados e condições de mar raso, e por fim o membro Oiterinhos, que corresponde às intercalações de folhelhos e calcilutitos (CAMPOS NETOet al., 2007). Tal formação, segundo Souza-Lima et al. (2002), não está exposta na bacia de Sergipe.
A sequência drifte é representada pelas Formações Riachuelo (Neoaptiano ao Neoalbiano), Cotinguiba (Cenomaniano ao Mesoconiaciano), Marituba e Calumbi, além da Formação Mosqueiro,os quais começaram a depositar-se no fim do Cretáceo.
A Formação Riachuelo associa-se ao contexto de subsidência térmica da bacia, contexto este que permite a inserção desta plataforma, do Neo-Aptiano ao Neo-Albiano. Apresenta três membros, denominados Angico, Maruim e Taquari. O Membro Angico depositado na borda da bacia, corresponde às rochas siliciclásticas de granulação grossa num sistema de leques deltaicos. O Membro Maruim corresponde a uma rampa carbonática instalada numa área de menor aporte sedimentar da bacia, constituída por calcarenitos oolíticos e oncolíticos dolomitizados (estas camadas dolomitizadas são conhecidas como Aguilhada). Por fim, o Membro Taquari, é constituído por calcilutitos e folhelhos, os quais e associam aos contextos de lagunas e talude da bacia (CAMPOS NETOet al., 2007).
A Formação Contiguiba (Cenomaniano) associa-se a um evento transgressivo que propiciou a deposição desta rampa carbonática, cujos membros são Sapucari e Aracaju, os quais correspondem a calcilutitos e brechas carbonáticas e margas e folhelhos, respectivamente. Sobre a Formação Contiguiba, depositou-se a Formação Calumbi (NeoConaniano) que corresponde a folhelhos verdes e arenitos e siltitos amarelo-clara. Sobre a Formação Calumbi, por sua vez, depositou-se Formação Marituba, no neocampaniano, que consiste em arenitos médios a grossos (CAMPOS NETOet al., 2007).
A Formação Mosqueiro representa os primeiros depósitos terciários (Eopaleceno) e corresponde a calcarenitos bioclásticos. No Plioceno, um evento regressivo permitiu a deposição dos sedimentos do Grupo Barreiras, que são arenitos e conglomerados que recobrem grande área da Sub-bacia de Sergipe (CAMPOS NETOet al., 2007).
3.2-Evolução tectono-sedimentar
As bacias da costa e margem continental brasileira têm seu evento evolutivo primordial associado à quebra do continente Gondwana (Figura 3.4), que propiciou, entre
33 outros, a instalação do oceano Atlântico-Sul. O rifteamento Sul-Atlântico representou um processo progressivo e diácrono (BUENO, 2004), determinado pela resistência do material envolvido (natureza do embasamento, presença de grandes descontinuidades) e pelas variações no campo de esforços (LANA, 1987 apud ZALÁN, 1987).
A Bacia de Sergipe-Alagoas evoluiu como um subsistema do sistema de bacias extensionais (HAMSI, 1998), sintetizado acima. A evolução tectônica, a luz da Teoria da Tectônica de Placas, que propiciou a instalação de uma bacia de margem continental passiva típica, corresponde ao modelo clássico, sendo reconhecidos e discriminados, portanto, as seqüências do continente, do lago, do golfo e do mar, inclusas nas fases tectônicas, distintas e contínuas, pré-rifte, sin-rifte, pós-rifte e drifte (Figura 3.5) (ASMUS e PONTE, 1973; ASMUS e PONTE, 1978; ASMUS E PORTO, 1980 apud BUENO, 2004; CAMPOS NETO
et al., 2007).
Figura 3. 4: Evolução tectônica associada a quebra do continente Gondwana. Reproduzido de Mizusaki et al.(1998) e Mizusaki & Thomaz-filho (2004).
34
Figura 3.5: Estágios de evolução de um rifte continental com a intalação de margem continental passiva, ilustrando o evento Sul-Atlantico que afetou a Plataforma Sul-americana no Neo-Jurássico: (a) Fase Pré- Rifte (b) e (c) Fase Rifte (d) Pós-Rifte e (e) Fase Drifte. Retirado de Mohriak (2003).
35 CAPÍTULO 4
CONSTITUINTES DAS ROCHAS CARBONÁTICAS
As caracterizações macro e microscópicas tem como objetivo o reconhecimento dos constituintes e texturas, além das feições diagenéticas, em escalas de amostra de mão e lâminas delgadas das rochas carbonáticas. Segue abaixo breves considerações a respeito dos principais constituintes encontrados nas rochas carbonáticas, os quais também foram identificados nas 21 amostras, e nas suas respectivas lâminas, recolhidas nas Pedreiras Brejo e Carapeba.
4.1- CONSIDERAÇÕES PRELIMINARES
As rochas carbonáticas cuja composição dos seus constituintes está associada ao grupo de minerais cuja estrutura química contém o íon CO32-(Tabela 1), tem como principais contituintes os grãos aloquímicos, micrita (matriz) e calcita espática (cimento) (Figura 4.1).
TABELA 1- Principais minerais do grupo dos Carbonatos
Minerais Fórmula Química Sistema Cristalino
Calcita Ca(CO3)2 Romboédrico
Dolomita CaMg(CO3)2 Romboédrico
Aragonita Ca(CO3)2 Ortorrômbico
Fonte: Pereira (2007)
Por grãos aloquímicos, ou apenas aloquímicos, Adams (1984) afirma ser constituintes carbonatos, formados dentro da bacia de deposição, resultantes de processos químicos ou
36 bioquímicos (TERRA, 2001 apud SOUZA, 2004). Tucker et al. (1990) sub-classifica os grãos aloquímicos em esqueletais e não-esqueletais, diferenciando-os entre si pela origem, como os próprios nomes sugerem, sendo os esqueletais derivados de esqueletos de organismos, invertebrados ou algas calcáreas. Os constituintes não esqueletais correspondem aos intraclastos, Pellets, Peloides, ooides (oncólitos e oólitos) e pisólitos vadosos.
37 A micrítica, ou calcita microcristalina corresponde ao componente carbonático em forma de grão com menos de 4µm em diâmetro, também denominado de lama carbonática. A calcita espática, por sua vez, refere-se a cristais com 4µm ou maisem diâmetro, os quais, normalmente ocorrem preenchendo os poros das rochas, como cimento, em processos secundários (ADAMS, 1984).
4.2-CONSTITUINTES ESQUELETAIS (BIOCLASTOS)
A maior parte dos constituintes aloquímicos das rochas carbonáticas são representados pelos fósseis ou bioclastos, os quais, segundo Pereira (2007), correspondem, normalmente, a organismos invertebrados que pertencem a grupos taxonômicos bastante diversificados.
Os principais fósseis encontrados nas amostras coletadas e estudadas das Pedreiras Carapeba e Brejo pertencem aos Filos Molusco (pelecípodos e gastrópodos), Echinodermata (equinoides) e raramente do Filo Protozoa (foraminíferos).
4.2.1 Filo Molusco
O Filo Molusco abriga importantes Classes de organismos cujos registros temporais ocorrem desde o Cambriano. A maior parte de seus organismos são marinhos, entretanto é possível encontrá-los em ambientes de água doce ou mesmo continentais (TERRA, 2005).
4.2.2 Filo Echinodermata
São organismos exclusivamente marinhos. Segundo Terra (2005), os restos dos organismos deste Filo, sejam placas, espinhos, entre outros, são encontrados desde a zona intermaré ao mar profundo. A classe mais famosa, Echinoidea, abriga os Ouriços do mar.
Embora ainda sejam encontrados no Recente, tiveram expressão maior no Paleozoico.
4.2.3 Filo Protozoa
A ordem Foraminífera da Classe Sarcodina abriga os organismos pertencentes ao Filo Protozoaencontrados nas lâminas das rochas estudadas no presente trabalho. Tratam-se dos
38 foraminíferos, organismos predominantemente marinhos, mas que habitam ambientes continentais e de água doce, unicelulares, os quais segregam testas de natureza calcária, quitinosa, aglutinada e de formar e tamanhos bastante variáveis- menor que 1,0 mm a 5 cm- (PEREIRA, 2007). Tais organismos apresentam uma distribuição muito ampla em todos os ambientes marinhos desde o Ordoviciano até o Recente.
4.3- CONSTITUINTES NÃO-ESQUELETAIS
Serão representados abaixo os ooides, intraclastos, cimento espático e matriz micrítica.
4.3.1- Ooides
Os ooides são constituintes carbonáticos, que segundo Pereira (2007), apresentam morfologia esférica, sub-esférica ou elipsoidal, e, normalmente estão inclusos na faixa de granulometria tamanho areia. O mesmo autor destaca que tais constituintes apresentam envoltórios conconcêntricos, regulares, ou não, núcleos de natureza diversas, além de micro estrutura radial, como nos oólitos.
4.3.1.1 Oólitos
Os oólitos são ooides esféricos ou aproximadamente esféricos com menos de 2 mm de diâmetros e com morfologia regular formada por envoltórios concêntricos ao longo de um núcleo diverso. Os oólitos antigos exibem, também, estrutura fibro-radiada calcítica, resultante da recristalização da aragonita (ADAMS et al., 1990).
Quanto à mineralogia, Tucker et al. (1990) afirma que os oólitos podem ser formados por aragonita, como no caso daqueles encontrados em ambientes de sedimentação recentes ou em lagos salinos (com alta relação de Mg/Ca), onde também são encontrados ooides formados por calcita de alto teor de magnésio.
Diversos autores incluem os oólitos na categoria de grãos formados por precipitação química, diferenciando-os, portanto, dos oncólitos. Acredita-se atualmente, contudo, que os oólitos podem, também, ser formados biogenicamente, utilizando-se de exemplos de estudos
39 que comparam os envoltórios de aragonita dos oólitos recentes com estruturas algais (TUCKER et al.,1990) .
4.3.1.2- Oncólitos
Os oncólitos são ooides que apresentam envelopes descontínuos e camadas concêntricas ou, comumente, envoltórios difusos (PEREIRA, 2007). Adams et.al (1984) define oncólitos como grãos carbonáticos de tamanhos variáveis, podendo ser milimétricos ou mesmo decimétricos, estes mais raros. Originam-se por processos biogênicos e apresentam envoltórios de cyanobactérias, as quais são responsáveis, também, pelo trapeamento de sedimentos muito finos ou testas de foraminíferos, encontrados entre tais camadas (PEREIRA, 2007). O mesmo autor afirma ser comum a presença de oncólitos compostos, ou seja, com mais de um núcleo.
Souza (2004) afirma existir certa tendência a formação de oncólitos subesféricos devido à acresção orgânica se processar em ambientes onde não se tenha tanta energia, diferentemente do que acontece com os oólitos. Quanto a este assunto, Pereira (2007) afirma que tais constituintes são formados em ambientes lagunares, associados a bancos rasos, onde o efeito baffle se processe. O efeito baffle decorre da ação de alguns vegetais que habitam o fundo em amortecer a ação de ondas para que o ambiente propício seja instalado.
Tanto os oólitos quanto os oncólitos podem ser formados em ambientes marinhos e não marinhos. Ambos ocorrem em sequências de carbonatos que vão desde o Proterozoico ao Recente.
4.3.2- Peloides
Segundo Tucker et al.(1990), os peloides são um grupo de grãos poligenéticos, que abrangem uma grande quantidade de constituintes formados por calcita micrítica, cuja morfologia predominantemente é variável. Os peloides não apresentam estrutura interna e dispõem-se na faixa granulométrica entre 0,03-1 mm.
Os peloides são associados à fragmentação de bioclastos micritizados e principalmente intraclastos.
40 Os intraclastos correspondem a sedimentos carbonáticos retrabalhados e penecontemporâneos, originados dentro da bacia de deposição (PEREIRA, 2007).
Os intraclastos podem originar-se de inúmeras maneiras, a partir de lamas carbonáticas semi-consolidadas, que fornecem fragmentos de micrita retrabalhados ou não; a partir de sedimentos carbonáticos expostos, devido ao rebaixamento periódico do nível do mar, os quais fornecem fragmentos achatados, curvos ou tabulares (PEREIRA, 2007).
Apresentam-se como indicadores paleoambientais, já que representam fragmentos litificados ou semi-litificados que foram erodidos e transportados para ambientes próximos a sua origem.
4.3.4- Calcita Microcristalina
Lama carbonática, matriz microcristalina, ou seu diminutivo, micrita, é constituída por calcita cujo tamanho de seus cristais são menores do que 4 µm.
Ao microscópio petrográfico apresenta coloração acastanhada e vista macroscopicamente é semelhante ao gis (PEREIRA, 2007).
4.3.5- Cimento Espático
O cimento é constituído por calcita espática, geralmente formado por cristais hialinos bem maiores do que 4 µm, que aparecem preenchendo os poros ou espaços vazios das rochas carbonáticas.
41 CAPÍTULO 5
CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS CARBONÁTICAS
A classificação de rochas carbonáticas, segundo Terra et al. (2010), sempre apresentou complexidade, devido, entre outros fatores, a ação dos processos digenéticos sobre as mesmas, entretanto as classificações surgiram para suprir as necessidades e peculiaridades principalmente no que tange as ocorrências em bacias com prospecção petrolífera. Apresentados os principais constituintes das rochas carbonáticas, no capítulo anterior, segue abaixo alguns aspectos sobre a classificação utilizada no presente trabalho, proposta por Terra et al. (2010).
5.1- CLASSIFICAÇÃO DE TERRA et al. (2010)
A classificação mais atual, utilizada pela Petrobras e aplicável às bacias sedimentares brasileiras, segundo Terra et al. (2010), apresenta, dentro do possível, os termos mais consagrados pela literatura como referências, além de classificações conhecidas, das quais se pode citar as de Folk (1962) e Embry & Klovan (1971) (Figura 5.1), Dunham (1962) (Figura 5.2), ao passo que introduz, também, termos de outros autores, como Carozzi et al.(1972), Pettijohn (1974), Riding (2000) e Flügel (2004), visando incluir as ocorrências das bacias brasileira, que não são tratadas na literatura.
A classificação de Terra et al. (2010) (Anexo I) será sintetizada abaixo, com os nomes e definições de cada tipo de rocha, no âmbito das rochas cujos elementos não foram ligados durante a deposição, bem como naquelas as quais a textura original não é identificável, já que são os únicos tipos encontrados nas amostras e lâminas estudadas. Vale ressaltar, contudo, que tal classificação se estende para o âmbito das rochas cujos elementos são ligados durante a sua formação, in situ.
42 A
B
Figura 5. 1: (A) Classificação das rochas carbonáticas proposta por Folk (1962); (B) Classificação das rochas car bonáticas proposta por Embry & Klovan (1971). Modificado de Terra et al. (2010).
A
43 5.1.1- Rochas cujos Elementos não foram Ligados durante aDeposição
São elas Mudstone, Wackestone, Packstone, Grainstone, Floatstone, Rudstone, Bioacumulado e Brecha.
5.1.1.1- Mudstone
Termo proposto por Dunham (1962) para evidenciar uma rocha suportada pela matriz com menos de 10 % de grãos (tamanho areia ou maior), segundo Terra et al. (2010). Caso ocorram grãos aloquímicos, pode-se fazer referencias aos mesmos, utilizando-se da palavra com, seguido do nome do grão.
5.1.1.2- Wackestone
Termo proposto por Dunham (1962) para evidenciar uma rocha suportada pela matriz com mais de 10 % de grãos (tamanho areia ou maior), segundo Terra et al. (2010). Caso
Figura 5.2: Classificação das rochas carbonáticas, segundo Dunham (1962). Modificado de Terra et al. (2010).
44 ocorram grãos aloquímicos, pode-se fazer referencias aos mesmos, utilizando-se da palavra com, seguido do nome do grão.
5.1.1.3- Packstone
Segundo Terra et al. (2010), trata-se de uma rocha suportada por grãos com matriz, termo que foi proposto por Dunham (1962). Os grãos aloquímicos e demais constituintes encontrados devem ter seu nome citados, por ordem de predominância, após o nome da rocha.
5.1.1.4- Grainstone
Segundo Terra et al. (2010), trata-se de uma rocha suportada por grãos sem matriz (menos de 5 % de matriz), termo que foi proposto por Dunham (1962). Os grãos aloquímicos e demais constituintes encontrados devem ter seu nome citados, por ordem de predominância, após o nome da rocha.
5.1.1.5- Floatstone
Segundo Terra et al. (2010), trata-se de uma rocha suportada pela matriz com mais de 10% de grãos maiores que 2 mm, termo que foi proposto por Embry & Klowan (1971). Caso ocorram grãos aloquímicos, pode-se fazer referencias aos mesmos, utilizando-se da palavra com, seguido do nome do grão.
5.1.1.6- Rudstone
Segundo Terra et al. (2010), trata-se de uma rocha suportada pelos grãos com mais de 10% de grãos maiores que 2 mm, termo que foi proposto por Embry & Klowan (1971). Os grãos aloquímicos e demais constituintes encontrados devem ter seu nome citados, por ordem de predominância, após o nome da rocha.
45 Segundo Terra et al. (2010), trata-se de uma rocha constituída pela dominância de um tipo de organismo sem retarabalhamento e granulometria areia ou maior, termo que foi proposto por Carozzi (1972). Os nomes organismos formadores devem ser citados.
5.1.1.8- Brecha
Segundo Terra et al. (2010), trata-se de uma rocha suportada pelos grãos com mais de 50 % dos grãos angulosos maiores que 2 mm. Os grãos aloquímicos e demais constituintes encontrados devem ter seu nome citados, por ordem de predominância, após o nome da rocha.
5.1.2- Rochas cujas Texturas Originais não são Reconhecíveis
Tratam-se do Calcário Cristalino e o Dolomito, definidos abaixo.
5.1.2.1- Calcário Cristalino
Segundo Terra et al. (2010), trata-se de uma rocha carbonática totalmente recristalizada, não sendo possível identificar sua textura original. Este termo foi proposto por Dunham (1962) e Folk (1962). O termo Espatito é um correspondente utilizado no presente trabalho.
5.1.2.2- Dolomito
Segundo Terra et al. (2010), trata-se de uma rocha carbonática totalmente dolomitizada, não sendo possível identificar sua textura original.
No presente trabalho, contudo, o termo utilizado, correspondente, é o Doloespatito, que corresponde a uma rocha que apresenta mais de 50 % de dolomita, independente do reconhecimento da sua textura original. Quando reconhecida, contudo, o constituinte é citado, por ordem de predominância, após o termo Doloespatito.
46 CAPÍTULO 6
CARACTERIZAÇÃO FACIOLÓGICA E AMBIENTAL DAS ROCHAS DAS PEDREIRAS CARAPEBA E BREJO
Apresentados os constituintes e classificações das rochas carbonáticas, seguem abaixo as contextualizações ambientais e faciológicas das rochas das Pedreiras Carapeba e Brejo, ambos baseados no trabalho de Turbay (2002).
6.1- AMBIENTES DEPOSICIONAIS
As áreas de trabalho, as Pedreiras Brejo e Carapeba (Foto 6.1), são afloramentos da Formação Riachuelo, precisamente do Membro Maruim, que corresponde a uma plataforma carbonática desenvolvida no Albiano, durante a fase Drifte da Bacia de Sergipe (Figura 6.1). Como se pode observar na Figura 6.1, as pedreiras encontram-se na porção sudoeste da borda do alto de Aracaju, posição que influenciou no sentido de promover fácies de mais baixa energia, já que se encontravam quase sempre imersas.
Assim, com essa situação geológica/estrutural tem-se:
1- Altos estruturais que promoveram a inserção de bancos carbonáticos rasos serviam como uma espécie de barreira da intensidade das ondas para o litoral, formados de calcarenitos e possivelmente patch reefs.
2- Bancos de menores proporções na interface laguna/bancos carbonáticos rasos, compostos de calcarenitos intraclásticos, bioclasticos peloidais, com contribuição, principalmente dos bancos carbonáticos rasos, acima citados.
3- Ambiente lagunar que continha os litotipos de mais baixa energia, material terrígeno e carbonizado, além dos níveis dolomitizados, como se pode observar nas análises petrográficas.
47 6.2- CARACTERIZAÇÃO FACIOLÓGICA
Para a caracterização dos afloramentos das Pedreiras Carapeba (Foto 6.1 b) e Brejo (Foto 6.1 a), utilizou-se o trabalho de Turbay (2002), o qual aplicou, entre outros, os conceitos de estratigrafia de sequências, descrevendo as seções sedimentares e dividindo-as em parassequências de acordo com os ciclos sedimentares identificados e discriminados pelas fácies de menores energias (relacionadas a subida do nível do mar) e de maiores energias (relacionadas a queda do nível do mar), além das feições que indicam exposição sub-área.
Foto 6.1: A- Afloramento da Pedreira Brejo.Coordenadas (UTM): 701764E; 8807678N. B- Afloramento da Pedreira Carapeba. Coordenadas (UTM): 701341; 8809152.
48 6.2.1- Pedreira Carapeba
Segundo Turbay (2002), a seção sedimentar exposta da Pedreira Carapeba consiste em cinco parasequências (Figura 6.2):
1- A base da primeira parassequência é composta por mudstones peloidais bioclásticos, os quais gradam para packstones/grainstones intraclásticos e packstones intraclásticos-peloidais. Estes níveis são seguidos por um nível de mudstone peloidal e fina camada de folhelhos e acima destes, ocorre pacotes de packstones intraclásticos-peloidais e packstones/grainstones peloidais-intraclásticos, respectivamente.
2- A base dasegunda parassequência associa-se a um grainstone/packstone intraclástco-peloidal com oólitos e oncólitos associados, que migram superiormente para um mudstone peloidal-bioclástico. Acima destes ocorrem packstones/grainstones peloidais-intraclásticos com bioclastos e oólitos associados.
3- A terceira parassequência apresenta em sua base um pacote de dolomita, seguida por packstones/grainstones peloidais-intraclásticos com bioclastos e oólitos associados.
4- A quarta parassequência apresenta, também em sua base, um pacote de dolomitos e sobre este nível ocorrem packstones/grainstones peloidais-intraclásticos e
Figura 6.1: Bloco diagrama representativo exibindo a plataforma carbonática da Sub-bacia de Sergipe e a posição das Pedreiras Carapeba e Brejo neste contexto. Modificado de Turbay (2002).
49 grainstones/packstones intraclástcos-peloidais com oólitos e oncóitos associados, respectivamente. O nível seguinte é composto por mudstones peloidais que gradam lateralmente e superiormente para packstones/grainstones peloidais-intraclásticos com porções intensamente dolomitizadas, seguido por grainstones/packstones intraclásticos-peloidais com oólitos e oncólitos associados. Por fim, ocorrem grainstones/packstones peloidais intraclásticos.
5- A quinta e última parassequência tem em sua base dolomitos e acima deles uma delgada camada de folhelhos escuros, a qual é sobreposta por um pacote de grainstone peloidal-intraclástico com bioclastos e oólitos associados, seguidos de grainstones oolíticos-peloidais-intraclásticos com oncólitos associados.
Figura 6.2: Perfil da seção aflorante da Pedreira Carapeba que mostra uma sucessão de calcarenitos distribuídos em cinco parassequências discriminadas, indicadas pelos números, por Turbay (2002). Modificado de Turbay (2002).
50 6.2.2- Pedreira Brejo
Segundo Turbay (2002), a seção sedimentar exposta da Pedreira Brejo consiste em quatro parasequências (Figura 6.3):
1- A primeira parassequência corresponde a Packstones oncolíticos-intraclásticos com peloides e bioclastos.
2- A segunda parassequência consiste também em Packstones oncolíticos-intraclásticos com peloides e bioclastos, seguidos de Grainstones oólitico-peloidal intraclástico.
3- A terceira parassequência, a mais espessa de todas, consiste de, em ordem, Wackstone terrígeno-bioclástico, que é sucedido por Packstone oncolítico com bioclastos, parcialmente dolomitizados. Acima deste estrato, tem-se um wackstone oncolítico com matriz parcialmente dolomitizada, seguido de Packstone oncolítico. Sobre este, ocorrem dois estratos de Packtones oncolíticos intraclásticos com matriz parcialmente dolomitizada os quais são sucedidos por Grainstones oóliticos peloidais intraclásticos. Acima deste, ocorre um estrato quartzo-feldspático e em seguida um estrato composto por siltito amarelo. Por fim, tem-se um Grainstone bioclástico-intraclástico que passa gradualmente a Grainstone oolítico-peloidal-intraclástico compõem a terceira parassequência.
4- A quarta parassequência corresponde a um pacote onde há alternância entre folhelhos escuros e siltitos e arenitos muito finos, os quais são sobrepostos por uma camada de Packstones oncolíticos-intraclásticos.
51 1
2 3 4
Figura 6.3: Perfil da seção aflorante da Pedreira Brejo que apresenta uma sucessão de calcarenitos dispostos em quatro parassequëncias, indicadas pelos números, discriminadas por Turbay (2002). Modificado de Turbay (2002).
52 CAPÍTULO 7
PROCESSOS DIAGENÉTICOS
A diagênese compreende o conjunto de processos físicos, químicos e biogênicos que atuam e afetam os sedimentos, durante, logo após ou muito tempo depois de sua litificação, sendo excluídos o intemperismo e o metamorfismo. Trata-se de processos controlados por diversos fatores naturais, como a temperatura, a pressão e a assembléia mineralógica, mas também as atividades dos íons dissolvidos nas águas intraformacionais, Eh, Ph e interação com sistemas orgânicos, entre outros (PEREIRA, 2007; GALLOWAY, 1984 apud SILVA, 2009).
Três estágios de diagênese são discriminados a partir da relação entre a profundidade, a temperatura e os processos atuantes, denominados de eodiagênese, mesodiagênese e telodiagênese (Figura 7.1). A eodiagênese associa-se ao conjunto de processos que ocorrem próximos a superfície, a uma dada temperatura de até 70°C e profundidade de até 2 Km, sobre a influência dos fluidos deposicionais (CHOQUETE & PRAY, 1970 apud KLEIN, 2007). A mesodiagênese, por sua vez, processa-se entre o estágio de eodiagênese e o inicio do metamorfismo, o que corresponde a um intervalo de temperatura entre 70 °C e 250 °C. Neste estágio, as reações envolvem águas de formação mais evoluídas, sendo os principais fatores influenciadores das mudanças mesodiagênicas, a história termal do soterramento, a mineralogia primária e a fábrica, a geoquímica das águas do poros e a presença de fluidos relacionados a hidrocarbonetos (KLEIN, 2007; SILVA, 2009). Já a Telodiagênese corresponde aos processos que são impostos a rochas que foram expostas devido o soerguimento tectônico, fato que possibilita a formação de discordâncias e dissolução por águas meteóricas.
53 7.1- PROCESSOS DIAGENÉTICOS
Segundo Tucker e Write (1990), os seis maiores processos diagenéticos, que afetam as rochas carbonáticas, são cimentação, micritização microbial, neomorfismo, dissolução, compactação e a substituíção.
7.1.1- Cimentação
A cimentação é o processo diagenético mais comum e corresponde a precipitação de carbonatos nos poros das rochas, devido o fluido supersaturado da fase cimentada não apresentar fatores cinemáticos que inibam a precipitação. As condições para a deposição de cimento incluem, ainda, a estabilidade dos sedimentos em questão, a manuntenção do estado de super-saturação nos poros da rocha e renovação no suprimento do material em solução. Os cimentos carbonáticos mais comuns são de aragonita, calcitas de alto e baixo teores de magnésio e dolomita, sendo os dois primeiros relacionados à ambientes de sedimentação marinha recentes, sobre condições de hipersalinidade ou não.
7.1.2- Dissolução
A dissolução pode ser entendida como o mecanismo que cria os espaços vazios das rochas e para que isto ocorra é necessário que os fluidos presentes nos poros estejam
