Bacias Sedimentar

Bacias Sedimentar

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Análise de bacia sedimentar

(anotações para aula – baseado em Geologia Sedimentar – Kenitiro Suguio).

Introdução

Uma bacia sedimentar corresponde a uma área deprimida (depressão topográfica) em geral de origem tectônica preenchida por rochas sedimentares e/ou vulcânicas com várias centenas a alguns milhares de metros de espessura e diversas centenas a poucos milhões de quilômetros quadrados de área.

Uma bacia pode ser grosseiramente circular, triangular ou alongada. A geometria final de uma bacia sedimentar depende bastante dos padrões de tectonismo que a afetam através de falhas e dobras, durante (sindeposicionais) ou após (pós-deposicionais) a sedimentação.

Entende-se por arcabouço sedimentar de uma bacia sedimentar as suas formas, bem como a natureza litológica das camadas que a preenchem. Uma bacia sedimentar contém o registro deposicional de uma área que pode estar interrompida por hiatos ou lacunas.

O arcabouço estrutural ou tectônico de uma bacia sedimentar corresponde ao conjunto de elementos estruturas de uma região, incluindo as áreas de soerguimento com de subsidência além das áreas estáveis adjacentes. Aplicando-se este conceito, as bacias sedimentares podem ser classificadas em fechadas e abertas.(Vide figura 1).

Figura 1 – Três formas diferentes assumidas pelas bacias sedimentares: (A) fechada subcircular; (B) aberta e (C) fechada alongada. (segundo Boulin, 1977)

Entre os elementos geométricos de uma bacia sedimentar, há o centro que corresponde ao ponto mais baixo da depressão topográfica de uma bacia circular Tem-se ainda o depocentro, que corresponde ao sítio de máxima acumulação (maior espessura = maior subsidência) em uma bacia sedimentar, durante um determinado intervalo de tempo geológico. Esse depocentro pode migrar no decorrer da evolução geológica de uma bacia. Esta migração é ocasionada por tectonismo sinsedimentar, por mudanças de desembocadura de rios importantes, e outros fatores (Figura 2).

Figura 2 Seção esquemática de uma bacia sedimentar de configuração subcircular em seção, com indicação do centro (c) e do depocentro (d) ou centro deposicional ( segundo Boulin, 1977)

Classificação estrutural de bacias sedimentares

Entre as classificações estruturais de bacias sedimentares, há as de Boulin ( 1977), de Klemme ( 1980) e de Kigstom et,. all. (1983). As duas últimas são as mais comumente adotadas por geólogos de petróleo.

Sob o ponto de vista estrutural, existiriam dois tipos básicos de bacias sedimentares: bacias intracratônicas e bacias pericratônicas. As intracratônicas também chamadas de bacias de plataforma, situa-se no interior de áreas mais estáveis em termos tectônicos denominadas crátons. Eles representam porções relativamente mais estáveis da crosta terrestre, em geral ligadas a terrenos pré-cambrianos.

As baças intracratônicas podem ser subdivididas em dois tipos: sinéclises ou bacias de plataforma e bacias de afundamento também chamadas de fossas tectônicas.

As sinéclises representam feições morfológicas de subsidência pouco acentuada em relação às áreas adjacentes e situam-se sobre a crosta continental, com forma aproximadamente circular.

As fossas ou bacias de afundamento constituem vales estreitos e alongados, resultantes do rebaixamento de blocos de falhas, delimitados entre sistemas de falhas normais paralelos. Atualmente, utiliza-se o termo gráben referindo-se a fossas tectônicas de dimensões relativamente pequenas, originadas em fases orogenéticas tardias.

As aulacógenos são fossas tectônicas desenvolvidas sobre o cráton, delimitadas por falhas normais convergentes, tendo orientações radiais e abrindo-se para fora. Com o surgimento da teoria da tectônica de placas, o aulacógeno passou a ser interpretado como um rifte abortado ou interrompido.

As bacias pericratônicas ou bacias da margem continental desenvolvem-se em áreas alongadas de margens cratônicas e sofreram subsidências mais ou menos acentuadas. Essas bacias situam-se, comumente, em parte sobre a crosta continental, de natureza granítica e em parte sobre a crosta oceânica de composição basáltica.

Muitas bacias pericratônicas por se situarem em margens continentais passivas, não foram submetidas a dobramentos (ex. bacias costeiras brasileiras) Outras situadas em margens continentais ativas, foram submetidas a subducção ou à colisão e exibem dobra e falhas inversas, como nos Alpes ocidentais e nos Andes.

Classificação das bacias sedimentares brasileiras

O território brasileiro tem praticamente à metade de seu território ocupado por terrenos sedimentares, distribuídos por algumas dezenas de bacias de tipos e tamanhos diversos.

Durante muito tempo as bacias sedimentares brasileiras foram informalmente classificadas em três categorias: bacias paleozóicas, mesozóicas e cenozóicas. Porém, essa classificação era por demais simplista pois estava baseada simplesmente nas idades predominantes admitidas para os sedimentos que as preenchiam. Nesse modelo teriam sido ignorando as posições relativas das bacias no escudo continental, bem como as suas ligações com as grandes feições tectônicas da crosta terrestre. Atualmente, sabe-se que os fatores geotectônicos exerceram controle decisivo na origem e evolução das bacias sedimentares brasileiras. Desse modo, ficaram registradas características estruturais e estratigráficas identificáveis em baças geneticamente semelhantes, independentemente das suas posições geográficas.

As classificações das bacias sedimentares brasileiras, baseadas em critérios tectônicos, foram elaboradas principalmente no âmbito da Petrobrás. Dentre elas, a de Asmus e Porto (1972) baseada no esquema de Klemme (1971), tornou-se um trabalho clássico. Figura 3). Ela forneceu bases para as análises de ambiência (geração, migração e armazenamento) do petróleo e das perspectivas petrolíferas de várias bacias sedimentares.

Figura 3 – Classificação das principais bacias sedimentares brasileiras, segundo a teoria da tectônica de placas com base no esquema de Klemme (1971), proposta por Asmus & Porto (1972)

Mais tarde, apareceram as propostas de Szatmari & porto (1982) sintetizada na figura 4, além da proposta de Figueiredo e Raja Gabaglia ( 1986) fundamentada em Kingstom et. al. ( 1983).

Figura 4 – Classificação das principais bacias sedimentares brasileiras, segundo Szatmari & Porto (1982) , confrontada com a classificação de Asmus & Porto ( 1972) por Raja-Gabaglia & Figueiredo ( 1990)

Papel da Tectônica na Sedimentação

Como pode se perceber o tectonismo tem grande importância na análise do processo de sedimentação. Essas relações podem ser exemplificadas através das fácies de “flysch” e de molassa, que exibem fortes conotações tectônicas. Representam verdadeiras tecnofácies, características de determinados tectótopos, como os de uma fossa oceânica.

A fácies de “flysch” é tipicamente marinha e encontra-se amplamente distribuída nas bordas norte e sul dos Alpes, sendo composta de arenitos, folhelhos, argilitos e margas. Em geral forma espessa seqüência de depósitos clásticos pobremente fossilíferos. O depósito de “flysch” é interpretado como uma seqüência sedimentar formada por corrente de turbidez em bacias associadas a margens continentais ativas, inclusive com fossa oceânica adjacente, em fase pré-orogência ou em bacias transtencionais.

Relacionadas às margens continentais ativas, tem-se a fácies de molassa, que comumente é mais grossa que a de “flysch’ sendo composta predominantemente por arenitos e folhelhos, além de conglomerados, que também atingem grandes espessuras. A seção inferior é de ambiente fluvial, passando da porção intermediária à marinha de composição arcózico–esvedeado clorítico com.cimento carbonático, no qual se verifica granodecrescença ascendente. As fácies de molassa é ligada à fase tardiorogênica em bacias intramontanas ou alacógenos formados nos primórdios da cratonização.

Em fase precedente à sedimentação de fácies de “flysch”, as zonas de convergência de placas criam bacias receptoras através de acentuada subsidência, que não é acompanhada pelo soergimento das regiões adjacdentes. Nessas circunstâncias, ocorre sedimentação pelítica, rica em matéria orgânica, que forma os folhelhos negros ou até silexitos contendo restos de microorganismos planctônicos.

No ciclo brasiliano1, que ensejou a formação das três grandes sinéclises (bacias interiores), foram também geradas bacias tectônicas intermontanas, dispersas por áreas intensamente dobradas do Brasil.

O condicionamento estrutural da tectônica de placas

De acordo com a teoria de tectônica de placas, a crosta terrestre seria formada por numerosas placas litosféricas rígidas, separadas entre si por junções que são de três tipos:

  1. divergente

  2. convergente e

  3. direcional

Essas placas movem-se, umas em relação às outras, carreadas por lentas correntes de convecção existentes na astenosfera. As cadeias mesoceânicas correspondem às áreas de afastamento mútuo de duas placas, cujas bordas estão em crescimento por adição de novos materiais litosféricos por atividade ígnea. Nas fossas submarinas, por outro lado, uma das placas está mergulhando por baixo da outra, ao longo da zona de subducção. Neste caso, a placa descendente esta sendo consumida, enquanto a placa acavalada esta em crescimento pela combinação de atividade ígnea e acumulação de material proveniente da placa descendente. Nas junções direcionais, as duas placas movem-se lateralmente sem divergências ou convergências consideráveis e, portanto, sem criação ou destruição de materiais nas placas envolvidas.

As posições das bacias em relação às bordas das placas são importantes, dependendo da natureza destes limites. As bacias de margem estável (Tipo Atlântico) associam-se às placas divergentes. O seu substrato é composto pelas crostas: continental, transacional e oceânica. As bacias marginais ou costeiras (continentais ou submarinas) do litoral brasileiro são todas desse tipo. Por outro lado as bacias de margem ativa ( Tipo Pacífico) são relacionadas às zonas de placas convergentes. Finalmente as bacias transtensionais ou de disjunção2 estão associadas às falhas transformantes, como nas bacias ligadas à Falha de Santo André (EUA). As bacias situadas no interior das placas são denominadas de bacias intraplacas, que podem ser exemplificadas pela Bacia do Paraná, que se acha situada no interior da placa continental sulamericana ou pelo sistema de fossas tectônicas3 da África Oriental.

As bacias sedimentares de grande importância atualmente, onde se apresentam os mais importantes campos petrolíferos, são. as bacias marginais. No fim do jurássico (cerca de 150 Ma), simultaneamente à persistência de gigantescas sinéclises (bacias intracratônicas do amazonas, Paraná e Parnaíba), foi iniciada a fragmentação do supercontinente Gondwana, que foi acompanhada por um formidável evento tectonomagnético e sedimentar. Não há dúvida de que este fenômeno geológico foi o responsável pela formação das bacias marginais brasileiras bem como do Oceano Atlântico Sul, ao lado de inúmeros acontecimentos geológicos, também na crosta ocidental africana. (figura 5).

A origem e a evolução dessas bacias sedimentares são entendidas, de acordo com o modelo de margem continental do Tipo Atlântico, somente após a compreensão dos processos de separação das placas continentais da África e da América do Sul, subseqüente ao estágio de fragmentação, seguido pelo de deriva continental.

Figura 5 – Esquema de evolução geológica das bacias marginais brasileiras, simultaneamente à deriva continental e conseqüente abertura (origem) do Oceano Atlântico sul (modificado de Ponte & Asmus, 1978)

Considerando-se as histórias evolutivas dessas bacias, algumas de suas peculiaridades permitiram classificá-las em dois grupos: bacias marginais orientais (geograficamente limitado entre os estados do Rio Grande do Sul – Bacia de Pelotas e Alagoas – Bacia Sergipe-alagoas) e bacias marginais equatoriais (inicia-se em Pernambuco –Bacia Pernambuco-Paraíba e estende-se até a plataforma continental do Estado do Amapá). Figura 6.

Figura 6 – Localização geográfica, em território brasileiro, das bacias marginais e das bacias intracratônicas do Amazonas, Paraná e Parnaíba (segundo Ponte et. al., 1978)

Estas bacias, segundo a classificação de Klemme (1971) evoluíram de acordo com Asmus & Porto (1972), do início de sua formação até hoje, através de dois ou três dos seguintes tipos:

  1. tipo I – bacia intracratônica simples;

  2. tipo III – vale em rifte (fossa tectônica) e

  3. tipo III bacia marginal aberta ( figura 7)

Figura 7 – Coluna estratigráfica geral das bacias marginais brasileiras com indicações de idade, litologia, ambiente sedimentares e seqüências deposicionais ( segundo Ponte et. al., 1978).

Do cretáceo ao terciário, essas bacias apresentaram os seguintes ambientes sedimentares: lacustre e deltaico, marinho e transicional restritos, plataforma continental rasa, talude continental e finalmente litorâneo. As mudanças nos tipos de bacias e nos ambientes de sedimentação do cretáceo ao Terciário, foram controlados principalmente pelas intensidades de atividades tectônicas bem como pelas flutuações de níveis do mar. (Figura 8). Os movimentos tectônicos no interior dessas bacias, embora acentuadamente arrefecidas em relação ao Cretáceo e Terciário, ainda continuam ativos.

Figura 8 – Curvas de subsidência tectônica (térmica) e de mudanças de nível do mar durante o Cretáceo e o Terciário, ao longo da costa brasileira.

1 orogênese que ocorreu do pré-cambriano superior ao Paleozóico inferior

2 (pull-apart basins)

3 Riftes

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