Ajosenildo NS 1 40, Notas de estudo de Engenharia de Petróleo

Baixe Ajosenildo NS 1 40 e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Petróleo, somente na Docsity! pablo UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE o CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA Gmsmiscabêeisa PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO ARQUITETURA, LITOFÁCIES E EVOLUÇÃO TECTONO- ESTRATIGRÁFICA DA BACIA DO RIO DO PEIXE, NORDESTE DO BRASIL Autor: Ajosenildo Nunes da Silva Dissertação nº 79/PPGG Orientador: Prof. Dr. Emanuel Ferraz Jardim de Sá Co-Orientadora: Profa. Dra. Debora do Carmo Sousa Natal/RN, Setembro de 2009 pablo UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE o CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA Gmsmiscabêeisa PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO ARQUITETURA, LITOFÁCIES E EVOLUÇÃO TECTONO- ESTRATIGRÁFICA DA BACIA DO RIO DO PEIXE, NORDESTE DO BRASIL Autor: Ajosenildo Nunes da Silva Dissertação de Mestrado apresentada em 4 de Setembro de 2009 como requisito à obtenção do grau de Mestre em Geodinâmica pelo Programa de Pós- Graduação em Geodinâmica e Geofísica da UFRN. Comissão Examinadora: Prof. Dr. Emanuel Ferraz Jardim de Sá (PPGG/UFRN — Orientador) Prof. Dr. Fernando César Alves da Silva (PPGG/UFRN) Dra. Liliane Rabêlo Cruz (PETROBRAS) Natal/RN, Setembro de 2009 ABSTRACT The Rio do Peixe Basim is located in the border of Paraiba and Ceará states, immediately to the north of the Patos shear zone, encompassing an area of 1,315 km?. This is one of the main basins of eocretaceous age in Northeast Brazil, associated to the rifting event that shaped the present continental margin. The basin can be divided into four sub-basins, corresponding to Pombal, Sousa, Brejo das Freiras and Icozinho half-grabens. This dissertation was based on the analysis and interpretation of remote sensing products, field stratigraphic and structural data, and seismic sections and gravity data. Field work detailed the lithofacies characterization of the three formations previously recognised m the basin, Antenor Navarro, Sousa and Rio Piranhas. Unlike the classical vertical stackimg, field relations and seismostratigraphic analysis highlighted the interdigitation and lateral equivalency between these units. On bio/chrono-stratigraphic and tectonic grounds, they correlate with the Rift Tectonosequence of neocomian age. The Antenor Navarro Formation rests overlies the crystalline basement in non conformity. It comprises lithofacies originated by a braided fluvial system system, dominated by immature, coarse and conglomeratic sandstones, and polymict conglomerates at the base. Its exposures occur in the different half- grabens, along its flexural margins. Paleocurrent data indicate source areas im the basement to the north/NW, or input along strike ramps. The Sousa Formation is composed by fine-grained sandstones, siltites and reddish, locally grey-greenish to reddish laminated shales presenting wavy marks, mudcracks and, sometimes, carbonate beds. This formation shows major influence of a fluvial, floodplan system, with seismostratigraphic evidence of lacustrine facies at subsurface. Its distribution occupies the central part of the Sousa and Brejo das Freiras half-grabens, which constitute the main depocenters of the basin. Paleocurrent analysis shows that sediment transport was also from north/NW to south/SE. vi The Rio Piranhas Formation is composed by coarse-grained immature sandstones, breccias and polymict conglomerates deposited as alluvial fans. Exposures of this formation occur mainly at the faulted margins of the half-grabens, being more restricted at Icozinho sub-basin. Paleocurrents flowed to the north/NW, or along strike following paleoscarpments. In the different basin compartiments, this unit interfingers with the Sousa and Antenor Navarro formations, attesting to their syntectonic deposition. Structural analysis of the Rio do Peixe Basin, also based on field data and interpretation of seismic sections, shows that its major faults represent the brittle reactivation of Precambrian shear zones. Such faults, of normal or oblique slip (senestral normal along the E-W trend), define the borders of the half-grabens and internal compartments. The structural data collected allowed to detail the fault kinematics and to infer stram axes and the stress regime active during the evolution of the basin. The 2D seismic suvey conducted m Brejo das Freiras and Sousa half- grabens allowed the visualization of the wedge shaped reflectors, tilted to the south/SE by the border faults. The internal geometry of the reflectors point to the syndepositional (to synlithification) activity of the faults, mcluding layer thickening and younger beds overlying fault steps, and drag features. Syncline and anticlme structures were generated by the combination of tilting with the listric geometry, the steps and drag effects of the faults. The south/SE border of the Brejo das Freiras half-graben is controlled by the homonymous fault, trending NE-SW and dipping to the NW. Gravity and seismic data allow to infer up to 2,5-3,0 km thicknesses for the mam depocenter of this half- graben. The Santa Helena step defimes its southemn limit as a relay ramp and also comnects it to the Sousa half-graben. Internally im this second half-graben, two depocenters were recognized limited by a NE-SW trending normal fault dipping to NW, adjacent to an internal high where oil seeps are known. The main depocenter, to the NW of this fault, is up to 2 km deep. va AGRADECIMENTOS As poucas linhas que serão preenchidas a seguir refletem o meu apreço inestimável e reconhecimento incomensurável de todos que colaboraram para a realização desta Dissertação de Mestrado. Agradeço ao orientador Prof. Dr. Emanuel Ferraz Jardim de Sá pelo apoio, incentivo, paciência e, principalmente, pelo conhecimento transmitido, muito obrigado. À coorientadora Profa. Dra. Debora do Carmo Sousa pelo apoio e importantes discussões e correções. À Profa. Dra. Valéria Centurion Córdoba pelas discussões e correções fundamentais para o desenvolvimento da dissertação. Ao Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica (PPGG/CCET/UFRN) e À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão da bolsa de mestrado. Ao projeto de pesquisa “Arquitetura e evolução tectono-estratigráfica das bacias interiores do Nordeste, a norte do Lineamento Pernambuco”, pelo apoio financeiro. À equipe de campo pelo profissionalismo e dedicação no desenvolver dos trabalhos. Meus sinceros agradecimentos a Antônio, Aureliano A. V. Nóbrega, Axel A.T. de Sousa, Enio Maia, Patrícia R. de Carvalho Costa. Aos Professores Doutores Alex Francisco Antunes, Fernando Antômo P. L. Lins, Femando César A. da Silva e Claiton M. dos Santos Scherer pelas contribuições geofísicas e geológicas. A todos os profissionais que compõem o Laboratório de Geologia e Geofísica do Petróleo, em especial ao Emanuel Brito (Cidadão) e Nilda (PPGG). Aos colegas de mestrado Barbara, Camila Almeida, Fabio Enrique M. Rojas, Filipa M. C. C. Pereira, Hugo R. Caycedo Garcia, Luana Karina Câmara de Medeiros, Marieli. Agradecimento especial aos amigos Diogo F. A. Gaspar e Fátima Maria Canelas Cardoso pelo incentivo e apoio nos momentos dificeis, muito obrigado. Agradeço especialmente à Suzivânia Azevêdo de Medeiros que sempre esteve ao meu lado incentivando e apoiando as minhas decisões. Agradeço a todos que contribuiram, seja de forma direta ou indireta, para o desenvolvimento e concretização desta dissertação. Capítulo 6 — Discussões e Conclusões. Referências Bibliográficas............... eee 100 ANEXO... iene tenra tear rar arara terra rare retaas 107 LISTA DE FIGURAS Capítulo 1 — Introdução Figura 1.1: Mapa de localização da área com as principais vias de acesso e cidades. Mosaico de imagens (S-25-05, S-24-05 e S-24-00) de satélite Landsat 7-ETM+, exibindo composição em RGB742........ eee 3 Figura 1.2: Fluxograma sintetizando todas as atividades empregadas durante a preparação desta dissertação... eee eee rece 7 Capítulo 2 — Contextualização Regional e Trabalhos Prévios da Bacia do Rio do Peixe Figura 2.1: Distribuição das bacias interiores e marginais do Nordeste oriental, com discriminação das principais sequências deposicionais. Modificado de Ponte et al. (199)... eee eiea aaa camera eat rert are cere enterra rear ereereare rent erea rea eaanaraa 9 Figura 2.2: Esquema ilustrando o trend Cariri-Potiguar com as principais bacias. O polígono azul (a) apresenta a localização da Bacia do Rio do Peixe; as linhas em preto (b) representam os principais lineamentos (zonas de cisalhamento pré- cambrianas, com segmentos reativados como falhas no Eocretáceo ou em idade mais jovem). Notar a inflexão das isogálicas, desde a Bacia Potiguar até a Bacia do Araripe, definindo o baixo gravimétrico associado ao trend Cariri-Potiguar (delimitado pelas linhas tracejadas em vermelho); tal comportamento evidencia o eixo de afinamento crustal nesta região. Modificado de Castro et al. (1998).......... 10 Figura 2.3: Distribuição dos dominios tectônicos da Provincia Borborema, e as principais bacias sobrepostas. Adaptado de Delgado et al. (2003) por Oliveira (2008). Outras bacias cretáceas referidas no texto incluem: (1) Bacia de Iguatu, (2) xi Bacia de Cel. João Pessoa, (3) Bacia do Rio do Peixe, (4) Bacia de Lavras da Mangabeira, (5) Bacias da Zona Transversal... 12 Capítulo 3 — Cartografia Geológica e o Arcabouço Estrutural e Estratigráfico da Bacia do Rio do Peixe Figura 3.1: Imagem de satélite Landsat 7 ETM+ na composição RGBI-7537, destacando em tonalidade rosa (b) as rochas pelíticas (dentro dos limites da bacia) e, em tonalidades creme-amarronzadas (a), as rochas areniticas. Nesta composição, as zonas de cisalhamento (c) são bem marcadas, apresentando traços retilineos a curvilineos. O contorno preto representa os limites da bacia, os traços mais espessos em preto são as principais falhas, e as fotolineações em vermelho representam as zonas de cisalhamento E-W e NE-SW ....... eee 24 Figura 3.2: Fotografias do afloramento RP-007, localizado a NNW de São João do Rio do Peixe. Em (A) é ilustrado o contato em não conformidade, com um conglomerado basal da Formação Antenor Navarro sobreposto aos milonitos do embasamento (observar o mergulho forte, para NW, da foliação destes últimos). Em (B) é observado um plano de falha normal, com direção ENE-WSW e mergulho para norte, cortando o conglomerado basal no mesmo afloramento. Notar os slickenfibers quartzosos no plano da falha... 26 Figura 3.3: Feições da borda falhada do semi-graben de Sousa, a leste de Marizópolis. Em (A), fotomosaico da paisagem mostrando, em primeiro plano, o retrabalhamento atual da paleoescarpa da falha de Marizópolis, com a colina sustentada pelo embasamento e flanqueada, a norte, pelos depósitos da Formação Rio Piranhas (FRP). Em segundo plano, observa-se a planície ocupada pela Formação Sousa (FS), que aflora próxima ao veículo, mergulhando para norte pelo efeito de arrasto da falha de borda. O mergulho das camadas inverte para sul, adiante (vide esboço em D). Em (B) é ilustrado o forte mergulho para norte dos arenitos conglomeráticos Rio Piranhas (FRP, afloramento RP-085), devido ao arrasto causado pela falha. Neste local e adjacências (A, B, C), as camadas da Formação Rio Piranhas estão sotopostas (e deste modo, interdigitadas) com os pelitos da Formação Sousa. Em (C) é mostrado o aspecto dos conglomerados xii (FRP), incluindo grandes blocos, erráticos do embasamento; imediatamente a norte (à direita na foto), ocorrem os pelitos da Formação Sousa (FS)... 21 Figura 3.4: Mapa geológico da Bacia do Rio do Peixe, apresentando modificações referentes à estratigrafia (área de abrangência das formações e coluna estratigráfica, em função das interdigitações e relação lateral entre as formações previamente distinguidas) e o arcabouço e cinemática das falhas. A profundidade nos cortes geológicos foi calibrada com dados de inversão gravimétrica e siísmicos. Observar a localização do furo estratigráfico Lagoa do Forno, a SE de Sousa. Modificado de Ponte et al. (1991) e Françolin (1992)... 30 Figura 3.5: Seção sismica 0295-2088, evidenciando as configurações internas das sismofácies caracteristicas de cada unidade mapeada. Para a Formação Antenor Navarro foi interpretada a sismofácies subparalela (a); a Formação Sousa é representada por sismofácies paralela (b) e, a Formação Rio Piranhas, por sismofácies caótica (c). É importante mencionar o truncamento erosional (d), bem expressivo, no topo da seção e a ocorrência de refletores planos de alta frequência (e) imediatamente sobre o embasamento. Ainda nesta figura foram interpretados tratos de sistemas tectônicos. A descrição detalhada dos tratos encontra-se no item a SOgUIT......i eee cena erar aeee atacar ae aeee aeee rear raaa nana 33 Figura 3.6; Perfil litológico do furo estratigráfico Lagoa do Forno (LFst-1-PB). O poço foi locado pelo DNPM no semi-graben de Sousa, na localidade de Lagoa do Forno, cerca de 8,7 km a sudeste da cidade de Sousa. Apresenta profundidade final de 1005,75 m. O furo atingiu o embasamento cristalino atravessando as três formações, Rio Piranhas, Sousa e Antenor Navarro. Reproduzido de Roteiro de Campo — Bacias Rio do Peixe e Araripe, PPGG/UFRN .......... 35 Figura 3.7: Coluna estratigráfica proposta para a Bacia do Rio do Peixe, enfatizando as relações de interdigitação e contemporaneidade entre as formações reconhecidas, as quais integram a Tectonossequência Rifte nesta bacia. Na Formação Rio Piranhas são distinguidas as fácies areníticas (a) e conglomeráticas (OB) ie ear tee a teta aaa aerea tea aerea rear rama nana 37 xv a conglomeráticos com estratificações cruzadas acanaladas. Notar as paleocorrentes em planta, exibindo direção geral para norte (indicada pelo cabo do martelo)........ 57 Figura 4.10: (A) Representação esquemática do modelo deposicional interpretado para a Bacia do Rio do Peixe, apresentando genericamente os depósitos fluviais, planície aluvial, lacustres e leques aluviais (modelo adaptado de Gawthorpe & Leeder 2000). O modelo contempla, também, os tratos de sistemas tectônicos analisados na figura 3.5. (B) Destaque de perfil N-S ilustrando a disposição dos leques aluviais nas margens falhadas; notar a transição entre as fácies à medida que se afastam do embasamento cataclasado: conglomerados e brechas, e arenitos conglomeráticos, grossos e finos. Notar ainda o basculamento das camadas e, nas vizinhanças da falha, o sinclinal de arrasto ..........iiii 59 Capítulo 5 — Análise Estrutural da Bacia do Rio do Peixe Figura 5.1: Imagem de radar SRTM com sombreamento ressaltando o relevo e sobreposição de uma camada em pseudocor, com interpretação dos lineamentos. Os traços em vermelho são fotolineações associadas a estruturas dúcteis no embasamento. Observar o contorno nítido dos semi-grabens. No limite sul do semi- graben de Sousa observa-se lineamentos E-W bem marcados, relacionados à margem falhada e concordantes com o trend do Lineamento Patos (LPa). Os limites SE, falhados, dos semi-grabens de Brejo das Freiras e de Icozinho (bem como o de Pombal) são concordantes com o trend NE do feixe de cisalhamentos de Portalegre. Internamente e nas bordas dos semi-grabens, são identificados lineamentos (em azul) interpretados como falhas ou fraturas eocretáceas, com destaque ao sistema escalonado NE, no semi-graben de Sousa... eia 64 Figura 5.2: Imagem de satélite Landsat 7 ETM+ na composição RGB-175. Esta composição possibilita a distinção entre as rochas peliticas (b) e areniticas (a) da bacia. Também nesta composição são destacadas as zonas de cisalhamento (c). O contorno preto representa os limites da bacia, os traços mais espessos em preto são as principais falhas eocretáceas, e as fotolineações em vermelho representam as zonas de cisalhamento brasilianas, com direção E-W ou NE-SW ........... 65 xvi Figura 5.3: Fotomosaico do afloramento RP-311, próximo ao açude Pilões, mostrando a porção sul da falha de Brejo das Freiras. Em primeiro plano são observados os conglomerados e brechas sedimentares da Formação Rio Piranhas (detalhe na figura 5.11A, C, D), associados à borda falhada do semi-graben. A crista topográfica ao fundo é definida por milonitos e veios de quartzo de um ramo da zona de cisalhamento de Portalegre. A falha eocretácea imprime uma larga faixa cataclástica no embasamento, ilustrada na figura 5.104, B. .. 66 Figura 5.4: Fotografia aérea da porção SW do Semi-graben de Brejo das Freiras, mostrando o truncamento dos trends E-W dos milonitos do embasamento por uma falha NE, que define o seu limite com as rochas sedimentares da Formação Antenor Navarro; restritas ocorrências desses sedimentos, a NW do traço da falha, são consistentes com um rejeito moderado... eee 67 Figura 5.5: Imagem de satélite mostrando o sinclinal com duplo caimento (bacia) na porção sul do semi-graben de Brejo das Freiras. A superficie marcadora da estrutura é o acamamento das rochas sedimentares. No detalhe é ilustrada a disposição 3D do arranjo entre a falha, o basculamento e o arrasto das camadas, gerando o sinclinal. Inagem obtida a partir do programa Google Earth ................. 68 Figura 5.6: Perfis geológicos da Bacia do Rio do Peixe, ilustrando a geometria interna dos semi-grabens e as relações entre as rochas sedimentares nas margens flexural e falhada. Observar a imterdigitação entre as formações e a localização dos depocentros. Notar a estruturação das falhas (borda falhada) em degraus e a ocorrência de conglomerados e outras rochas siliciclásticas mais jovens, sobre os mesmos. Os cortes estão localizados no mapa da figura 3.4. O furo Lagoa do Forno localiza-se próximo à seção, tendo sido representado como apoio à interpretação . 70 Figura 5.7: Interpretação das seções sismicas do levantamento 0295 rio do peixe . —2d, adquiridas pela Projeto Bacias Interiores através de convênio envolvendo a UFRN, a PETROBRAS e a empresa Brain Technologies. (A) e (B) correspondem às seções sísmicas dip nas sub-bacias de Brejo das Freiras e Sousa, de direção NW- SE. Notar a disposição das falhas com deslocamento normal (em Brejo das Freiras) ou oblíquo normal (em Sousa), delimitando e seccionando os semi-grabens. A ocorrência da Formação Rio Piranhas, em laranja, acompanha as bordas falhadas. xvii Observar o espessamento das camadas em direção à falha de borda em Brejo das Freiras. Tais falhas são estruturadas em degraus e os sedimentos sobrepostos não correspondem à base do pacote sedimentar, denotando uma sequência de falhas em piggyback e a deposição sintectônica do pacote sedimentar. Em (C) observa-se a seção sísmica strike, amostrando o semi-graben de Sousa, na direção SW-NE e interligando as seções sismicas anteriores. Notar o alto interno na Sub-bacia de Sousa, interceptado nas seções em (B) e (C), no qual ocorrem exsudações de óleo. A Formação Sousa (verde) é bem marcada pelos refletores de alta frequência, em arranjo paralelo. A Formação Antenor Navarro (amarelo creme) exibe sismofácies descontinuas a paralelas, com um horizonte basal de alta frequência. As linhas sismicas estão localizadas no mapa auxiliar, com os respectivos códigos; para melhor visualização, comparar com a figura 5.8... mn Figura 5.8: Disposição em pseudo-3D (diagrama de cerca) das seções sísmicas, com interpretação estratigráfica e estrutural. Comparar a interpretação com o mapa e perfis geológicos da bacia (figuras 3.4 € 5.6)... 72 Figura 5.9: Inversão dos dados gravimétricos na Bacia do Rio do Peixe (levantamento do Projeto Bacias Interiores, PETROBRAS/UFRN/PPGG). Em (A) é ilustrado o mapa com o resultado da modelagem gravimétrica a partir da anomalia Bouguer residual; as isolinhas representam a estimativa da profundidade do topo do embasamento (atentar para as escalas em cor). Em (B) é mostrado o arranjo 3D das seções sismicas e sua correlação com a modelagem gravimétrica, observando a boa correspondência entre os dois métodos geofisicos. As conversões e ajustes foram realizadas pelos geofísicos Alex F. Antunes e Fernando A. P. L. Lira Lins, professores do PPGG/UFRN .......... eee eae 73 Figura 5.10: Em (A) é observado o embasamento (micaxistos miloniticos cortados por veios félsicos) falhado e cataclasado (corte em pedreira com direção NW-SE). Embora predominem no corte os componentes de movimento normal, a ocorrência localizada de rejeitos inversos (à esquerda do cabo do martelo) pode refletir o componente direcional do rejeito da falha, neste setor. Com a evolução progressiva das falhas de borda, brechas tectônicas e cataclasitos são gerados principalmente no piso das falhas (protólitos do embasamento, em B e C); em C os fragmentos já xx LISTA DE TABELAS Capítulo 1 — Introdução Tabela 2.1: Comparação entre as diversas propostas existentes na literatura, para a coluna estratigráfica da Bacia do Rio do Peixe. Modificado de Lima Filho (1991). eee eree rea aaar aerea camera enterrar entreter terra terem enrereerenareas 14 Capítulo 3 — Cartografia Geológica e o Arcabouço Estrutural e Estratigráfico da Bacia do Rio do Peixe Tabela 3.1: Padrões de tonalidades obtidos a partir das composições em RGB e RGBI para as formações Antenor Navarro e Sousa... 22 Capítulo 4 — Estudo Faciológico e Cenário Deposicional para a Bacia do Rio do Peixe Tabela 4.1: Relação das fácies identificadas na Bacia do Rio do Peixe e sua ocorrência nas formações do Grupo Rio do Peixe... 40 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO CAPÍTULO 1 — INTRODUÇÃO 2 1.1 — Apresentação e Localização da Área de Estudo A dissertação de mestrado desenvolvida pelo autor aborda os trabalhos de mapeamento geológico na Bacia do Rio do Peixe, envolvendo estudos estratigráficos, estruturais e de interpretação sísmica, contribuindo para o entendimento da sua arquitetura e evolução. A Bacia do Rio do Peixe faz parte do conjunto denominado de Bacias Interiores do Nordeste, que compreendem um comunto de graben e semi-grabens originados por reativações de descontinuidades estruturais presentes no embasamento pré-cambriano. O desenvolvimento dos estudos durante o mestrado contou com a orientação do Professor Doutor Emanuel Ferraz Jardim de Sá e com colaborações dos professores doutores Alex Francisco Antunes, Debora do Carmo Sousa, Fernando Antônio Pessoa Lira Lins e Valéria Centurion Córdoba (todos do PPGG/UFRN), bem como do Dr. Claiton Marlon dos Santos Scherer (IG/UFRGS). Este trabalho está inserido em um projeto de pesquisa em desenvolvimento no Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica (PPGG) da UFRN. O projeto de pesquisa intitulado Arquitetura e evolução tectono-estratigráfica das bacias interiores do Nordeste, a norte do Lineamento Pernambuco é financiado por um convênio entre a PETROBRAS e a UFRN/PPGG/FUNPEC. A equipe associada ao projeto é composta por pesquisadores e alunos do PPGG/PRH22/DG-UFRN, bem como de outras instituições cooperantes. A Bacia do Rio do Peixe encontra-se situada no limite NW do Estado da Paraiba com o Ceará, mais precisamente entre os meridianos 37º 47º 00º” e 38º 50º 00º” de longitude oeste e entre os paralelos 06º 25º 00”” e 06º 50º 00” de latitude sul, abrangendo uma área de aproximadamente 1.315 km? A bacia pode ser dividida em quatro sub-bacias que correspondem aos semi-grabens de Pombal, Sousa, Brejo das Freiras e Icozinho. O acesso à área pode ser realizado por rodovias federais, BR-230 (partindo de Pombal para Sousa), que atravessa a área de leste a oeste, e pela BR-405 (partindo de Cajazeiras para Uiraúna), ou ainda por rodovias estaduais, PB-391 que interliga a cidade de Sousa à Uiraúna e pela PB-393, partindo de Marizópolis para Silva, A. N. 2009 ARQUITETURA, LITOFÁCIES E EVOLUÇÃO... DA BACIA DO RIO DO PEIXE, NORDESTE DO BRASIL CAPÍTULO 1 — INTRODUÇÃO 5 favoráveis para possíveis acumulações de hidrocarbonetos, destacando a necessidade de considerar esta e outras bacias similares no cenário das atividades de exploração no Nordeste do Brasil. 1.3 — Base de Dados Os trabalhos desenvolvidos envolveram a organização do acervo bibliográfico, o qual inclui teses, dissertações, monografias, artigos, cartas topográficas e geológicas. Foram adquiridas fotografias aéreas em escala de 1:20.000, obtidas pela CDRM-PB, e imagens de satélite Landsat 7 - ETM+, especificamente a cena WRS 216/065 adquirida em 02/10/2000, com resolução espectral que varia do visível ao infravermelho-próximo, apresentando resolução espacial de 30 metros. Ainda em relação aos sensores orbitais, foram utilizados dados de radar SRTM, cena WRS 216/065, com resolução espacial de 90 metros. Todos os dados de sensores orbitais aqui utilizados são de domínio público, tendo sido obtidos na página do Global Land Cover Facility - University of Maryland. Os dados de gravimetria e de sísmica de reflexão foram obtidos no âmbito do Projeto Bacias Interiores. Também foram utilizados dados de litoestratigrafia e estruturas obtidos por outros participantes do projeto (em especial, pela Geóloga Patrícia R. C. Costa), nas mesmas ou em diferentes campanhas de campo. O levantamento sismico 2D (designado 0295 rio do-peixe 2d, no BDEP/ANP) realizado na bacia foi objeto de parceria entre o PPGG/UFRN e as empresas PETROBRAS e Brain Technologies. Foram adquiridas três seções sismicas, duas dip (direção NW-SE) e uma strike (direção NE-SW), totalizando 80 quilômetros lineares e com intervalo de amostragem correspondente a dois milissegundos. As linhas sismicas levantadas foram processadas na PETROBRAS UN-RNCE pelo Geofísico Heron Schots, gerando como produto as seções sísmicas que foram interpretadas neste trabalho. Silva, A. N. 2009 ARQUITETURA, LITOFÁCIES E EVOLUÇÃO... DA BACIA DO RIO DO PEIXE, NORDESTE DO BRASIL CAPÍTULO 1 — INTRODUÇÃO 6 1.4 — Aspectos Metodológicos Os procedimentos metodológicos aplicados na execução deste trabalho foram subdivididos em etapas, sumarizada abaixo e na figura 1.2: 1) Revisão bibliográfica e do mapeamento regional, através de compilação dos dados pré-existentes; 1) Interpretação de imagens de satélite (Landsat 7 ETM+) por meio de composições e aplicações de filtros para realce, utilizando o programa ER Mapper 6.4. Análise de imagens de radar para mapeamento do fabric dúctil do embasamento e das fraturas na bacia e no substrato, com técnicas de realce e filtragem. Estas imagens foram tratadas com técnicas de sombreamento, utilizando a ferramenta Hillshade do programa ArcGis 9.1. Este procedimento foi aplicado com o objetivo de ressaltar as feições topográficas e lineamentos do terreno. As feições que mais se destacam foram vetorizadas, definindo as principais orientações das estruturas mapeadas. Adicionalmente, foram utilizadas fotografias aéreas convencionais para auxiliar o mapeamento geológico de detalhe; ui) Levantamento de dados sedimentológicos em afloramentos para compor seções estratigráficas, levando em consideração o conteúdo faciológico e a coluna estratigráfica integrada da bacia. Foram obtidos dados estruturais visando à caracterização das falhas, abordando critérios cinemáticos, reativações, rochas e preenchimentos associados, relações com camadas e unidades estratigráficas; distinção das falhas cretáceas com respeito às estruturas tardi-brasilianas e seu controle pelas grandes zonas de cisalhamento dúcteis, de orientação E-W e NE. Todos os dados geológicos foram inseridos numa base única em ambiente GIS; para isto, foi utilizado o módulo ArcMap do programa ArcGis 9.1, resultando na confecção do mapa geológico da área. iv) Para a interpretação dos dados sísmicos, foi necessário proceder ao seu carregamento em aplicativos específicos. Neste trabalho, o carregamento dos dados siísmicos foi realizado em estação de trabalho com o programa Geographix Discovery R2004.1 (versão 8.5) da Landmark Graphics Corporation. Inicialmente foi criado um projeto utilizando a ferramenta ProjectExplorer, que permite a Silva, A. N. 2009 ARQUITETURA, LITOFÁCIES E EVOLUÇÃO... DA BACIA DO RIO DO PEIXE, NORDESTE DO BRASIL CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO 7 inclusão do nome do projeto, local de armazenamento dos dados e o sistema de coordenadas da base de dados. Posteriormente são importados os dados culturais, como por exemplo, o mapa base da área de estudo. A etapa seguinte foi a da criação do ambiente para interpretação, utilizando a interface SeisVision, que permite visualizar o dado sismico no domínio do tempo ou em profundidade, aplicando-se paletas de cores de acordo com as variações de amplitude. Esse procedimento ressalta o contraste entre as reflexões, facilitando o mapeamento de horizontes e falhas. v) Integração dos dados estratigráficos e estruturais com a interpretação de dados geofisicos (sísmica e gravimetria), finalizando com a elaboração da dissertação com base nos resultados obtidos. Revisão Bibliográfica te Imagens de Satélite Interpretação de Imagens de Sensores Remotos LIS sa Lo — ; [ Fotografias Agreas | Mapa Geológico Preliminar Levantamento Geológico de Fono pononto do ais Campo dai SARA Interpretação do: Interpretação das nterprei 5 Dados de Campo e de Seções Sismicas 2D, Sensores Remotos Estratigrafia e Estrutura Integração entre os dados Estratigráficos, Estruturais e Geofisicos Redação da Dissertação de Mestrado q Figura 1.2: Fluxograma sintetizando todas as atividades empregadas durante a preparação desta dissertação. Silva, A. N. 2009 ARQUITETURA, LITOFÁCIES E EVOLUÇÃO... DA BACIA DO RIO DO PEIXE, NORDESTE DO BRASIL CAPÍTULO 2 — CONTEXTUALIZAÇÃO REGIONAL E TRABALHOS PRÉVIOS DA BACIA DO RIO DO PEIXE 10 Nos vários modelos tectônicos propostos para as bacias interiores (Françolin & Szatmari 1987; Szatmari et al. 1987; Conceição et al. 1988; Sénant & Popoff 1991; Matos 1992, 1999, 2000; Ponte et al. 1991; Françolin 1992; Françolin et al. 1994; Ponte & Ponte Filho 1996, p.ex.) as mesmas definem o chamado trend Cariri-Potiguar (figura 2.2), demarcando um eixo de rifteamento de idade neocomiana a barremiana. Estas bacias foram objeto de mapeamento e atividade exploratória (sondagens e campanha sísmica) por parte do DNPM, SUDENE e empresas consorciadas com a PETROBRAS, entre o final da década de 60 até os anos 80 (sintetizados por Braun 1969; Ghignone 1986; Ponte et al. 1991; Ponte & Ponte Filho 1996). Além do interesse exploratório, tais bacias podem contribuir com análogos de campo para melhor compreensão das rochas e processos nas bacias da margem continental. sw asw sw Figura 2.2: Esquema ilustrando o trend Cariri-Potiguar com as principais bacias. O polígono azul (a) apresenta a localização da Bacia do Rio do Peixe; as linhas em preto (b) representam os principais lineamentos (zonas de cisalhamento pré-cambrianas, com segmentos reativados como falhas no Eocretáceo ou em idade mais jovem). Notar a inflexão das isogálicas, desde a Bacia Potiguar até a Bacia do Araripe, definindo o baixo gravimétrico associado ao trend Cariri-Potiguar (delimitado pelas linhas tracejadas em vermelho); tal comportamento evidencia o eixo de afinamento crustal nesta região. Modificado de Castro et al. (1998). Silva, A. N. 2009 ARQUITETURA, LITOFÁCIES E EVOLUÇÃO... DA BACIA DO RIO DO PEIXE, NORDESTE DO BRASIL CAPÍTULO 2 — CONTEXTUALIZAÇÃO REGIONAL E TRABALHOS PRÉVIOS DA BACIA DO RIO DO PEIXE 11 2.2- O Embasamento das Bacias Interiores do Nordeste O embasamento das bacias interiores do Nordeste é composto pelas rochas pré-cambrianas da Província Borborema. Corresponde, mais especificamente, aos dominios tectônicos Central, Rio Grande do Norte e Ceará (figura 2.3), separados por extensas zonas de cisalhamento; cada domínio é constituido por vários terrenos, distinguidos por uma série de parâmetros litoestratigráficos, estruturais, geocronológicos e geofisicos (Ferreira & Santos, 2000). O Dominio Ceará é composto por quatro terrenos, Orós-Jaguaribe, Banabuiú, Ceará Central e o Terreno Acaraú. Limita-se a leste pela Zona de Cisalhamento Jaguaribe, seguindo para sul ao longo da Zona de Cisalhamento Tatajuba (Oliveira, 2008). A porção leste deste dominio (o Terreno Orós-Jaguaribe) inclui estreitas faixas de rochas metavulcanossedimentares associadas à ortognaisses (sendo característicos os corpos de augen gnaisses), todos de idade mesoproterozóica, intercaladas tectonicamente com rochas gnáissico-migmatiticos e intrudidas por granitóides relacionados às suítes magmáticas neoproterozóicas (Cavalcante, 1999). Este terreno constitui o embasamento das bacias de Iguatu e Coronel João Pessoa (figuras 2.1 e 2.3). O Dominio Rio Grande do Norte compreende, de leste para oeste, os terrenos São José do Campestre, Seridó e Rio Piranhas, além do Terreno Granjeiro, mais a sul. Este domímio é limitado a oeste pela Zona de Cisalhamento Portalegre, a norte pela Bacia Potiguar, a leste pela Bacia Pernambuco-Paraiba e a sul pelo Lineamento Patos. O Domínio Rio Grande do Norte é caracterizado por um cinturão neoproterozóico central, denominado de Faixa Seridó. Diferentemente do Terreno Orós-Jaguaribe, nesse domínio não há registro de sedimentação e vulcanismo/ plutonismo mesoproterozóico, e sim de uma expressiva e ampla sedimentação neoproterozóica. O Terreno São José do Campestre inclui a mais antiga crosta da Plataforma Sul-Americana, o núcleo arqueano de Bom Jesus, com rochas datadas de até 3,4 Ga (Ferreira & Santos, 2000). Os terrenos Rio Piranhas, Seridó e Orós- Jaguaribe estão representados no embasamento das bacias do Rio do Peixe e (neste caso, na porção norte) Lavras da Mangabeira (figuras 2.1 e 2.3). Silva, A. N. 2009 ARQUITETURA, LITOFÁCIES E EVOLUÇÃO... DA BACIA DO RIO DO PEIXE, NORDESTE DO BRASIL CAPÍTULO 2 — CONTEXTUALIZAÇÃO REGIONAL E TRABALHOS PRÉVIOS DA BACIA DO RIO DO PEIXE 12 LEGENDA Dominios Tectônicos DD] Frontaioeste [77] RioGrande do Norte [BB] Piaca Santranciscana DO] centra! DD) Frontal sui [|] Sedimentos Fanerozóicos E ceará =| Zonas de Cisalhamento Figura 2.3: Distribuição dos domínios tectônicos da Província Borborema, e as principais bacias sobrepostas. Adaptado de Delgado et al. (2003) por Oliveira (2008). Outras bacias cretáceas referidas no texto incluem: (1) Bacia de Iguatu, (2) Bacia de Cel. João Pessoa, (3) Bacia do Rio do Peixe, (4) Bacia de Lavras da Mangabeira, (5) Bacias da Zona Transversal. Silva, A. N.2009 ARQUITETURA, LITOFÁCIES E EVOLUÇÃO... DA BACIA DO RIO DO PEIXE, NORDESTE DO BRASIL CAPÍTULO 2 — CONTEXTUALIZAÇÃO REGIONAL E TRABALHOS PRÉVIOS DA BACIA DO RIO DO PEIXE 15 No artigo publicado por Ghignone et al. (1986), os autores abordaram feições estratigráficas e estruturais das bacias do Araripe, Iguatu e Rio do Peixe. Como contribuição importante desse estudo, ressalta-se a identificação da variação lateral entre as unidades, indicando a parcial contemporaneidade das mesmas. As unidades sinrifte exibem associações paleontológicas (ostracodes, palinomorfos) típicas dos andares Rio da Serra e Aratu (Bacias do Araripe, Rio do Peixe, Iguatu), com um importante evento erosional inferido pela ausência dos andares Buracica e Jiquiá, no topo da seção rifte (Arai et al. 1989; Ponte & Appi, 1990; Ponte et al. 1991). Rochas de idade correspondente ao Andar Alagoas, representadas por uma sequência siliciclástico-carbonático-evaporítica, correlata ao Estágio Transicional das bacias da margem continental, ocorrem apenas na Bacia do Araripe. Lima et al. (1987) realizaram um estudo palinológico da sondagem Lagoa do Foro (furo estratigráfico). Os autores afirmam que toda a seção analisada é, como esperado, não marinha, fato este evidenciado pela ausência completa de elementos do paleomicroplâncton marinho e também pelo predomínio de matéria orgânica de natureza lenhosa. Com base nas interpretações, os autores concordam com uma idade que varia entre o Jurássico Superior e o Cretáceo Inferior para os sedimentos da Bacia do Rio do Peixe. Além disso, os autores destacam que é perfeitamente possível que a Bacia do Rio do Peixe, face ao contexto tectônico regional, seja na verdade uma porção isolada e aflorante da Formação Pendência (Bacia Potiguar). Arai et al. (1989) analisaram dados bioestratigráficos a partir das amostras provenientes de várias bacias interiores do Nordeste. Neste trabalho é importante destacar que o Andar Dom João foi determinado apenas na Bacia do Araripe, a partir do estudo de ostracodes. Dados de palinologia levantados na Bacia do Rio do Peixe, mais precisamente do poço Lagoa do Forno, indicam idade do Cretáceo inferior, correspondendo provavelmente ao Andar Rio da Serra e/ou Aratu. Este resultado é compativel com os dados obtidos por Lima et al. (1987). O estudo de Carvalho & Carvalho (1990) destaca o significado paleoambiental dos conchostráceos na Bacia do Rio do Peixe. As feições estruturais descritas pelos autores, e a análise das diferentes fácies sedimentares no semi- Silva, A. N. 2009 ARQUITETURA, LITOFÁCIES E EVOLUÇÃO... DA BACIA DO RIO DO PEIXE, NORDESTE DO BRASIL CAPÍTULO 2 — CONTEXTUALIZAÇÃO REGIONAL E TRABALHOS PRÉVIOS DA BACIA DO RIO DO PEIXE 16 graben de Sousa, indicam claramente eventos de soerguimento na borda norte. Os depósitos desta área são siliciclásticos grossos (arenitos grossos a conglomeráticos), que evidenciam condições de alta energia; constitundo um sistema hidrodinâmico inapropriado para a manutenção de uma fauna bentônica. Já na porção centro-sul da bacia, os sedimentos siltítico-argilosos traduzem condições ambientais lacustres ou de planície de mundação, em função de uma maior estabilidade tectônica e de uma drenagem direcionada para o interior dos depocentros. Existe assim um controle na distribuição dos conchostráceos definido pelas caracteristicas hidrodinâmicas do meio, reflexo direto das condições tectônicas que prevaleceram durante a sedimentação na bacia. Lima Filho (1991) caracterizou litofaciologicamente as formações da Bacia do Rio do Peixe. A Formação Antenor Navarro foi descrita como composta por conglomerados e arenitos grossos arcosianos, associados a arenitos médios a finos, intercalados com siltitos e argilitos. Esta formação teria sido gerada por um sistema fluvial anastomosado e por leques aluviais. A Formação Sousa foi caracterizada pela predominância de folhelhos e siltitos avermelhados e delgadas lentes de calcários, além de intercalações de arenitos finos a grossos. O autor sugeriu que a sedimentação ocorreu em águas calmas, em ambiente lacustre raso ou de planície de inundação, com influência fluvial. A Formação Rio Piranhas é composta por arenitos grossos a conglomeráticos, com intercalações de siltitos e argilitos avermelhados. O autor reconheceu a influência de tectonismo durante a sedimentação na bacia, e considerou relações de fácies entre essas unidades. Em termos cronoestratigráficos, admitiu a ocorrência de rochas pré-cretáceas (Andar Dom João, e mesmo mais antigas) na porção inferior da coluna estratigráfica da bacia. Nos artigos de Da Rosa & Garcia (1995, 2000), Valença et al. (2003), Garcia et al. (2005) e Arai (2006), são discutidos vários problemas existentes nos arcabouços estratigráficos apresentados para o Cretáceo inferior das bacias interiores do Nordeste. Arai (2006) destacou que as rochas associadas ao Andar Dom João não ocorrem nas bacias situadas a norte do Lineamento Patos como, por exemplo, na Bacia do Rio do Peixe. O autor comenta anda que existe um hiato Silva, A. N. 2009 ARQUITETURA, LITOFÁCIES E EVOLUÇÃO... DA BACIA DO RIO DO PEIXE, NORDESTE DO BRASIL CAPÍTULO 2 — CONTEXTUALIZAÇÃO REGIONAL E TRABALHOS PRÉVIOS DA BACIA DO RIO DO PEIXE 17 regional no intervalo compreendido entre os andares Aratu e Neo-Alagoas, referente aos andares Buracica e Jiquiá. Srivastava & Carvalho (2004) resumiram as feições estratigráficas, paleontológicas e de evolução tectônica da BRP. As formações reconhecidas (Antenor Navarro, Sousa e Rio Piranhas, esta última julgada restrita à Sub-bacia de Sousa) foram empilhadas verticalmente, com variação de idade entre os andares Dom João e Aratu. Garcia et al. (2005) e Da Rosa & Garcia (2000) advogam a correlação dos arenitos da Formação Antenor Navarro com litofácies semelhantes nas bacias de Sergipe-Alagoas, Tucano-Recôncavo e Araripe, interpretadas como parte da Sequência Pré-rifte neojurássica (Andar Dom João, com as formações Serraria, Sergi e Missão Velha, nas respectivas bacias). Scherer et al. (2007) realizaram um estudo na BRP, mostrando que as fácies identificadas são típicas de sistemas de canais fluviais distributários, que suplantariam em importância (ao menos ao nível aflorante atual) as esperadas fácies lacustres. Tal diagnóstico é baseado na associação de fácies identificadas para cada tipo de depósito presente nas formações, com abundantes feições de exposição subaérea, e no arranjo das paleocorrentes. Silva et al. (2008) realizaram um estudo faciológico e paleoambiental da Formação Sousa com base em três furos estratigráficos rasos, com o objetivo de testemunhar os possíveis folhelhos geradores e os arenitos reservatórios. Os autores ressaltaram que as rochas encontradas em subsuperfície, ao contrário do que se esperava, não são de natureza puramente terrigena, como descrito pela literatura (argilitos vermelhos calciferos intercalados com corpos de arenitos depositados em paleoambientes aluvial, fluvial e leque distal). O material descrito em testemunho são margas e argilitos calciferos vermelhos e acinzentados, intercalados por finas camadas de calcilutitos, com laminações microbianas e tepee, ou por arenitos com laminações cruzadas. Tais fácies, exóticas para o contexto paleoambiental tradicionalmente proposto pela literatura, parecem indicar um contexto lacustre hipersalino e de sabkha (contimental?). Silva, A. N. 2009 ARQUITETURA, LITOFÁCIES E EVOLUÇÃO... DA BACIA DO RIO DO PEIXE, NORDESTE DO BRASIL