ambientes marinhos profundos2

8/12/2019 ambientes marinhos profundos2

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Ambientes MarinhosProfundos

Alunos: Beatriz Swamy de Santana DiasFelipe Barbosa Teixeira

Larissa da Costa Amador

Professor: Aníbal Cesar

Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRNCentro de Ciências Exatas e da Terra - CCET

Departamento de Geologia



Roteiro

1. Introdução

2. Fluidos e Fluxos

3. Processos no ambiente marinho profundo4. Turbiditos

5. Sistemas turbidíticos e depósitos associados

6. Exemplos Brasileiros7. Considerações Finais



1 - Introdução

• Ambientes de águas profundas são aquelessituados abaixo do nível base das ondas detempestade, ou seja, um patamar de

profundidade abaixo do qual as ondas nãointeragem com o fundo.

• Os principais processos de transporte e

deposição são os fluxos gravitacionais.



• Tipos de sedimentos: terrígeno, biogênicosautigênicos, vulcanogênicos e cosmogênicos.

• O estudo de turbuditos teve impulso na décadade 1950, por motivos militares e pela importânciapara a indústria do petróleo.

• Grande parte do esforço exploratório estão emturbiditos do Golfo do México, das bacias demargem brasileira, da costa africana e daIndonésia.

•

Cerca de 90% da produção atual de petróleo doBrasil, descobertas pela Petrobrás, estão emturbiditos e fácies associadas.



2 – Fluidos e Fluxos

• Todo fluido tem resistência ao fluxo(viscosidade) que é controlada pelacomposição e, em menor grau, pela

temperatura do fluido.• Quanto maior a viscosidade de um fluido,

maior o tamanho dos clastos que podem sercarregados.

• Fluxos muito viscosos normalmente tembaixo poder de erosão do substrato.



2.1 – Fluxo Laminar vs. FluxoTurbulento

Figura 1 – Trajetória das partículas em fluxoslaminar e turbulento.



• Diferenciam-se em função do número deReynolds: Re=ULρ/μ (L= dimensão do fluxo, ρ=

densidade do fluido, U = velocidade, μ=viscosidade do fluido).

• Fluxo laminar: Re<500.

• Fluxo turbulento: Re>2000.

• Os fluxos podem sofrer mudanças nocomportamento da corrente. Existem quatro

tipos principais de transformação:



Figura 2 – Tipos de transformações de fluxo: A) transformações decorpo; B) de gravidade; C) de superfície; D) de fluidização.



• Os fluxos podem também ser divididos em

supercríticos ou subcríticos.• Supercríticos: fluxo de alta velocidade,

dominado por forças inerciais, regime de fluxo

superior, com muitos sólidos suspensos e altaagitação.

• Subcrítico: domínio de forças gravitacionais,

gerando corrente lenta, sob regime de fluxoinferior.



2.2 – Fluxo Gravitacional vs. FluxoHidrodinâmico

• Fluxos gravitacionais de sedimentos sãomisturas de sedimento + fluido que fluemdeclive abaixo pelo contraste de densidade

entre o fluxo e o meio circundante, emcontexto subaéreo ou subaquoso.

• No fluxo hidrodinâmico o fluido é movido pela

gravidade e carrega os sedimentos, como é ocaso de um rio.



3 – Processos no ambiente marinhoprofundo

• A dinâmica sedimentar em águas profundas édominada por uma série de processos: fluxogravitacionais de sedimentos, fluxos

gravitacionais de massa e correntes de fundo.

• As correntes de fundo e os fluxosgravitacionais de massa são considerados

agentes modificadores, que retrabalham eressedimentam os depósitos preexistentes.



• Segundo Middleton & Hampton (1973), osfluxos gravitacionais de sedimentos podem ser

subdivididos em quatro tipos: fluxo dedetritos, correntes de turbidez, fluxofluidizado e fluxo de grãos.



Figura 3 – Transiçõespossíveis entre osdiferentes tipos defluxo ao longo da

evolução completade um fluxo

gravitacional desedimentossubaquoso.



3.1 – Fluxo de detritos (debrys flows)

• São fluxos binghanianos (alta viscosidade),ricos em sedimentos, saturados em água, compropriedades plásticas, devido à presença de

argila e silte.• Formam depósitos mal selecionados,

geralmente maciços, onde uma matriz lamosa

ou areno-lamosa sustenta clastos maiores (Fig.4)



Figura 4 – Exemplo de um depósito resultante por fluxo de detritos.



• Fósseis frágeis podem ser preservados.

• Diminuição gradativa do tamanho dos clastoscom a distância da área-fonte, melhorandotambém a seleção.

• Fluxos mais espessos podem apresentargradação inversa.

• Devido a alta viscosidade, fluxos de detritos

não desenvolvem estruturas sedimentarestrativas, como estratificações cruzada eripples.



3.2 – Fluxo de grãos

• O sedimento é mantido em suspensão devidoàs colisões entre os grãos.

• Ocorrem em ambientes de gradienteselevados, afetando sedimentos e arenosos ecascalhosos limpos, sem matriz lamosa.

• São constituídos normalmente por arenitos e

conglomerados, maciços ou com intervaloscom gradação inversa.



Figura 5 – Exemplode um fluxo de

grãos no sotaventode uma duna.



3.3 – Fluxos do tipo slurry

• Exibem feições tanto das correntes de turbidezquanto de fluxo de detritos coesivos.

• O tipo mais comum contém uma camada basal

com partículas maiores, grãos-suportados, e umintervalo superior mais fino matriz-suportado.

• Os depósitos englobam tanto diamictitos, quanto

camadas similares a turbiditos com estruturastrativas e que passam, ao topo, para porçõesarenosas com matriz lamosa.



Figura 6 - Perfil

litológicomostrando otipo maiscomum deslurry flow .



• Lowe (2008) postulou a existência de pelo

menos 3 tipos desse fluxo:1. Fluxo de detrito que se torna

turbulento;

2. Fluxo gerados junto à cabeça de umacorrente de turbidez;

3. Fluxos turbulentos que desagregam

fragmentos lamosos.



3.4 – Fluxo fluidizado

• Lowe (1982) subdividiu em dois tipos: fluxofluidizado e fluxo liquefeito, onde nofluidizado o suporte dos grãos pelos fluidos

intersticiais é total e no liquefeito é parcial.• Esses fluxos são dispersões muito

concentradas de grãos e fluidos, onde os grãossão mantidos em suspensão pela elevadapressão de poro do fluido e seu movimentoascendente.



• Depósitos são geralmente maciços, moderadoa pobremente selecionados, e com feições de

escapes de fluido, como estruturas em prato,convoluções, chaminés e vulcões de areia.



Figura 6 – Depósito a partir de um fluxo fluidizado.



Correntes de Turbidez

• É um tipo de fluxo gravitacional bipartido, comuma camada basal granular densa e laminar, euma camada superior mais diluída e

turbulenta.• O desencadeamento das correntes pode estar

relacionados tanto a eventos catastróficos de

curta duração, como terremotos, ou de maislonga duração, como cheias fluviais.



Figura 7 – Ilustração de uma corrente de turbidez.



Figura 8 – Subdivisão esquemática de uma correntede turbidez.



• Com base na proporção de diferentes tamanhosde grão, são classificados dois tipos principais decorrentes de turbidez: de baixa densidade e dealta densidade

• As correntes de baixa densidade são constituídas

predominantemente por grãos do tamanho argilaa areia média.

• As correntes de alta densidade incluem todos ostamanhos de grãos.

• Correntes de turbidez frequentemente iniciam-secom alta densidade e evoluem mergulho abaixopara correntes de baixa densidade.



3.6 – Fluxos gravitacionais de massa

• São processos de ressedimentação que estãoconstantemente relacionados a fluxo dedentritos, sobretudo nas porções mais proximais

dos sistemas turbiditícos.• Os fluxos gravitacionais de massa diferenciam-se

do fluxo de dentritos porque ainda guardam

resquícios da organização interna do protólito.• Dois tipos de depósitos: de deslizamentos (slide)

e escorregamento (slumps).



Figura 9 – Principais características dosdepósitos por fluxos gravitacionais de massa.



3.7 – Correntes de fundo

• Corrente de fundo é um termo usado paradesignar todo o movimento de água junto aofundo de uma bacia, que não tenha sido geradopor fluxo gravitacional de sedimentos.

• Diferentes mecanismos físicos podem originaressas correntes: ondas de superfície e internas,marés, correntes geostróficas e termohalinas,tempestades que ocorrem nas profundezas por

desequilíbrio de salinidade ou pressão,transmissão de energia de vórtices, ressurgênciaou mergulho de águas frias.



Figura 10 – Diagrama de distribuição de correntes superficiais nosoceanos.



4 - Turbiditos•

Transporte e deposição de turbiditosKuenen & Migliorini (1950) – camadas com gradaçãonormal, depositadas em contexto marinho profundo,seriam o produto da deposição de correntes de

turbidez.

Correntes de turbidez: são consideradas como os agentes maisprováveis para escavar os canyons submarinos e transportargrandes volumes de sedimento para o fundo do mar.



Turbiditos

• Transporte e deposição de turbiditos

Bouma (1962) – apresentou o que seria uma sucessãoideal de estruturas sedimentares numa camada de

turbidito.Seqüência de Bouma como resultado da desaceleraçãode uma corrente de turbidez que depositava seussedimentos diretamente da suspensão, em fases comou sem ação conjunta de processos trativos.





Turbiditos

• Transporte e deposição de turbiditos

1970 – estudos indicaram que a sequência de Boumaera uma feição praticamente restrita a delgadas

camadas de turbiditos de grão fino a médiointercaladas a folhelhos, originadas de correntes deturbidez de baixa densidade, que constituem o que sepassou a denominar de “turbiditos clássicos” ou TBT’s

(Thin Bedded Turbidites) por Mutti (1992).



Turbiditos

• Arcabouço genético de fácies turbidíticas

A análise indicada para caracterização de turbiditos é ade trato de fácies.

Mutti (1992) e Mutti et al. (1999) aplicaram o conceitode trato de fácies na confecção de um arcabouçogenético de fácies turbidíticas.

Onde são asssumidas as seguintes premissas:



Turbiditos


1. Corrente de turbidez é um fluxo bipartido, com uma base altamente concentrada e laminare topo mais diluído e totalmente turbulento;

2. Vários mecanismos de suporte de grãos atuam ao longo da evolução de um fluxo, serelacionando com as diferentes populações de tamanhos de grão;

3. A deposição se processa como ondas de sedimentação, com repetidos ciclos de tração esuspensão, havendo correntes de turbidez de alta e baixa densidade;

4. As correntes de turbidez evoluem através de sucessivas transofrmações de fluxo levando àsegregação paulatina da carga sedimentar;

5. O salto hidráulico tem um papel fundamental no desenvolvimento das fácies, pois atravésdele a corrente ganha um “novo fôlego” ao passar de trechos confinados para

desconfinados do sistema hidráulico;

6. Os fluxos apresentam maior ou menor eficiência, ou seja, habilidade de distribuir ossedimentos bacia adentro.



Turbiditos

• Arcabouço genético de fácies turbidíticasA eficiência de um corrente de turbidez refere-se à habilidadeda corrente em carregar sua carga sedimentar gradiente

abaixo e segregar suas populações de grãos em diferentesfácies. Fluxos altamente eficientes segregam plenamente aspopulações de grãos contidas no fluxo original, produzindofácies relativamente bem selecionadas. Por outro lado, fluxosmuito pobremente eficientes segregarão apenas parcialmenteas diferentes populações de grãos, produzindo assim umnúmero mais limitado de tipos faciológicos, caracterizados poruma seleção ruim.



Turbiditos


Os arcabouços genéticos propostos por Mutti (1992) eMutti et al. (1999) derivaram do levantamento de um

enorme número de seções geológicas descritas aolongo de direção de mergulho abaixo (dip) de diversossistemas turbidíticos, permitindo a análise de fáciesdentro de unidades sedimentares cronoequivalentes.



Turbiditos

• Arcabouço genético de fácies turbidíticasMutti (1992) – inclui nove fácies (F1 a F9). Essas fáciesrepresentam estágios de deposição durante um fluxocaracterizado pelos seguintes estágios evolutivos: fluxos dedetritos coesivos (F1), fluxos hiperconcentrados (F2), correntesde turbidez de alta densidade (F4 a F8) e correntes de turbidezde baixa densidade (F9).

Mutti et al. (1999) – considera que as fácies estão agrupadas

segundo quatro populações de tamanho de grão: 1) matacão atépequenos seixos; 2) pequenos seixos até areia grossa; 3) areiamédia a fina; 4) areia fina até lama.



Turbiditos

• Arcabouço genético de fácies turbidíticasCorrentes de turbidez de alta eficiência são registradas comodepósitos com uma boa segregação das diferentes populaçõesde grãos, formando diversas fácies turbidíticas arenosas (F2 atéF9).

Correntes de turbidez de baixa eficiência são originadas porescorregamentos de volume limitado ou por cheias de pequenovolume e curta duração, desenvolvendo fluxos de surto

(surgetype). Esses fluxos de baixa eficiência não produzem umaboa segregação faciológica, mostrando um trato de fáciesacoplado (attached facies tract ).



5 - Sistemas turbidíticos e depósitos associados

• Sistema turbidítico de foredeep

Nesse sistema estão inseridos os turbiditos depositados nas depressõesprofundas ( foredeep) de bacias de antepaís ( foreland ). Esses sistemasturbidíticos de alta eficiência, chamados de “turbiditos verdadeiros” por

Mutti (comunicação verbal, 2001).O foredeep situa-se na frente de grandes cinturões de dobramentos ecavalgamentos, de modo que há grande disponibilidade de sedimentos(área-fonte elevada) e espaço de acomodação (Mutti et al., 2003). Aassociação com uma cadeia de montanhas e a fisiografia de fundo

permitem que os sistemas turbidíticos sejam alimentados por uma grandedescarga de sedimentos e tenham uma inclinação suficiente parapercorrer grandes distâncias, sendo capazes de atingir porções distais dabacia.





Sistemas turbidíticos e depósitos associados

• Sistema turbidítico de prodelta

Sedimentos arenosos que aportam no ambiente marinho comofluxos hiperpicnais de alta concentração podem depositar suacarga na plataforma, não atingindo os cânions submarinos ou

ambientes de águas mais profundas. Nesse contexto, lobosturbidíticos formam-se na região do prodelta, preservando-seem profundidades onde o retrabalhamento por ondas e marésnão é efetivo. Esses turbiditos de prodelta são também

denominados de sandstone delta lobes por Mutti (comunicaçãopessoal, 2001) e de “turbideltas” por Rodí Medeiros(comunicação pessoal, 1996).






• Sistema turbidítico misto

Mutti et al. (2003) – depósitos turbidíticos arenosos com característicassimilares às dos turbiditos de foredeep (turbiditos stricto sensu), porémdefinidos por um trato de fácies de baixa eficiência e uma íntima relação

espacial/genética com sistemas deltáicos. Nas bacias foreland , essessistemas turbidíticos mistos são depositados num domínio intermediárioentre os lobos de prodelta e os turbiditos de foredeep, preenchendodepressões e/ou mini-bacias na plataforma e talude (Mutti et al ., 2007).Situações semelhantes podem ser encontradas nas bacias de margem

divergente, sobretudo naquelas onde falhas normais reativadas doembasamento e a tectônica salífera controlam a disposição dedepocentros em águas profundas.






• Sistema turbidítico de canais meandrantes

Sistemas de canais submarinos sinuosos (meandrantes) são importantescondutos da passagem de correntes de turbidez, transportando sedimentosoriundos do continente para regiões de águas profundas (Peakall et al ., 2007).

Assim como os canais fluviais, os sistemas meandrantes de águas profundasexibem barras em pontal bem desenvolvidas, resultantes da migração deformas de acresção lateral. A sinuosidade dos canais e o crescimento dasbarras em pontal refletem o papel de correntes de longa duração (sustained

currents) originadas diretamente das descargas fluviais através de fluxos

hiperpicnais, sobretudo de baixa densidade. Entretando, exemplos deafloramentos e de subsuperfície mostram grande variedade de fácies,inclusive com turbiditos de alta densidade formados nos estágios iniciais deimplantação do sistema.






• Sistema Turbidítico de canal-levee

Canais situados entre duas ombreiras ou diquesmarginais (levee) com menor sinuosidade que os

sistemas meandrantes, pois os levees impedem amobilidade lateral. Preenchimento arenosoempilhaverticalmente, acompanhando ocrescimento dos levees. A coexistência de vários

sistemas propicia a coalescência dos canais elevees, resultando nos chamados complexos decanais-levees.






• ContornitosDepósitos sedimentares das correntes de fundo erelaciona-se as correntes termo-halinas que contornam orelevo submarino e erodem, transportam e depositam

sedimentos. Uma vez incorporados no fluxo das correntesde fundo, os sedimentos podem ser transportados tantopor tração quanto por suspensão. Dessa formas asestruturas sedimentares podem ser confundidas comoutros tipos de depósitos de água profunda. A margem

leste do Brasil oferece condição excelente para o estudodesse sistema integrando clima, sedimentação ecirculação oceânica.



6 - Exemplos Brasileiros

• Existem registros de sedimentação em ambiente marinhoprofundo em várias bacias de diferentes idades desde o pré-cambriano ao recente.

• Contextos tectônicos variados:

– Margens divergentes: Bacia de Campos e de Santos;

– Riftes: Bacia de Alagoas;

– Depressões adjacentes a faixas móveis: Bacia de Itajaí;

– Margens Transformantes: Foz do amazonas;

– Bacias interiores: Bacia do Paraná.

E l B il i



Exemplos Brasileiros




• Complexo Turbidítico de Apiúna, Bacia doItajaí

– A Bacia do Itajaí situa-se no nordeste catarinense

e seu preenchimento inclui sistemas deposicionaissiliciclásticos continentais até marinhos profundos

– O Complexo Turbidítico de Apiúna caracteriza-sepela superposição de vários sistemas e podem sercaracterizados conforme os seguintes elementosdeposicionais:




• Canal turbidítico: porções proximais dos sistemasturbidíticos, dominam erosão, transferência de sedimentos edeposição de fácies conglomeráticas a partir de fluxoshiperconcentrados;

• Transição canais-lobos: aparecem arenitos médios, maciços

ou estratificados, com feições de erosão, porém com maiorcontinuidade lateral e menor grau de amalgamação;

• Lobos Turbidíticos: constitui a principal zona deposicionaldos sistemas turbidíticos e compreendem camadas tabularese de grande continuidade lateral de arenitos finos a médios,

essencialmente maciços;• Franjas de Lobos: camadas tabulares de arenito fino com

gradação normal, exibindo base plana e topo ondulado,intercalados com pelitos acizentados.




• Grupo Itararé, Carbonífero-Permiano da Baciado Paraná – O Grupo Itararé registra um contexto glácio-

marinho e marinho glácio-influenciado, cujosprocessos de sedimentação ocorreram abaixo donível de ondas de tempestade produzindoturbiditos conglomeráticos e arenosos

–

Dependendo da fisiografia da margem da bacia naépoca da sedimentação, dois tipos principais deturbiditos podem ser identificados:




• Leques turbidíticos de outwash: compreendem sucessõesareno-conglomeráticas com granodecrescência ascendentee repousam em contato discordante sobre pelitos ouarenitos finos de origem deltaica. As fácies mais comunsincluem conglomerados com clastos imbricados e arenitos

médios a muito grossos. Esses turbiditos se originaram apartir de fluxos altamente concentrados, gerados pelos jatosde água de degelo da base de uma geleira aterrada no mar.

• Lobos turbidíticos de prodelta: são arenitos dispostos emcamadas tabulares a lenticulare e intercalados por pelitos,

constituindo lobos de prodelta. Esses turbiditos arenosossão de granulação fina a média com sequência de Boumaincompleta. A deposição ocorreu por correntes de turbidezde densidade relativamente baixa.







• Formação Maceió, Sub-Bacia de Alagoas – Depósitos de fluxos gravitacionais pertencentes a

Formação Maceió foram caracterizados como

turbiditos de alta densidade ligados a fluxoshiperpicnais.

– Fluxos provenientes do Alto de Maragogidesenvolveram um trato de fácies de maior eficiência:

•

A porção proximal do trato caracteriza-se por depósitos defluxos gravitacionais com muitas feições trativas,desenvolvidas pela passagem de fluxos hiperpicnaisoriundos de sistemas de leques deltaicos;




• Nas fácies mais distais as camadas turbidíticas são maistabulares e de maior continuidade com camadasarenosas menos espessas, relacionadas a fluxos deturbidez de baixa densidade.

• A porção mais distal do trato de fácies turbidíticas érepresentada por arenitos finos a médios, comumentefluidizados e arranjados em ciclos.







• Eoceno da Bacia de Santos – Na porção norte da Bacia de Santos, fluxos

gravitacionais foram os responsáveis pela

formação dos principais depósitos da região detalude-bacia e dois conjuntos de sistemasdeposicionais podem ser reconhecidos:




– Complexo ArenosoEnvolve os seguintes estágios deposicionais com seusrespectivos elementos paleogeográficos:• Cânions: migraram lateralmente ao longo do tempo e

atuaram como condutos de transferência de sedimentos;• Leques turbidíticos arenosos: o empilhamento dos leques

turbiditicos mostra padrão backstepping, com zona dedeposição recuando em direção ao sopé do talude;

• Canais submarinos meandrantes: formas de acresção lateralmenos volumosas que os leques turbidíticos

• Deltas de margem de plataforma: sistemas progradacionaisque preenchem os cânios em seu estágio final




– Complexo Lamoso

Fluxos gravitacionais oriundos de fontesintrabaciais resultam em depósitos de

constituição essencialmente pelítica.Concomitantemente aos fluxos gravitacionais, aregião afetada pelas cicatrizes de deslizamentosfoi reconstruída mediante o acúmulo de uma

cunha sedimentar de talude com formas deacresção forntal.




• Oligo-Mioceno da Bacia de Campos – Sedimentação condicionada tectonicamente que

envolveu três sequências deposicionais:• Sequência 1: sedimentos transferidos para a bacia através

de fluxos hiperpicnais e retrabalhados por correntes defundo;

• Sequência 2: o soerguimento da Serra do Mar criou umsistema de drenagem de gradiente elevado adjacente abacia, favorecendo a gênese de fluxos hiperpicnais durante

cheias catastróficas;• Sequência 3: copreende depósitos de “lobos” de águas

profundas que foram transferidos por condutos mais jovens.








• Cone do Amazonas – O Cone do Amazonas representa uma das maiores

acumulações de sedimentos do planeta, sendodividido em superior, médio e inferior:

• No cone superior as feições principais são o Canyon doAmazonas e o grande canal com ombreiras (levees), nosquais predominam erosão e transferência de sedimentos.

• A porção média-inferior do cone é caracterizada por canais

distributários com levees que passam gradiente abaixo paranumerosos canais rasos destituídos de levees, essa é aprincipal zona de deposição do cone.









• Turbiditos Modernos Brasileiros: Sistema Almirante Câmara – O Cânion de Almirante Câmara está conectado ao vale inciso do

rio Paraíba do Sul, possibilitando a captação de sedimentos daplataforma e transferência para águas profundas.

– No sopé do talude continental, o cânion se conecta a uma calha

limitada por falhas e muralhas de sal, no interior da qual sedesenvolve um complexo de canais entrelaçados. – Um complexo de lobos se forma onde a carga é despejada e

constitui-se por areias arcoseanas muito grossas. – No entorno do complexo de lobos ocorre uma série de outras

feições deposicionais relacionadas a fluxos gravitacionaisoriundos do talude e de cânions vizinhos.







Obrigado!

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