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1 Diagênese e litificação Diagênese Diagênese (litificação) incluí toda a abrangência de alterações no sedimento que ocorre após a deposição, em relativa baixa temperatura e pressão (gradacional para o metamorfismo); Litificação pode ocorrer simultaneamente com a deposição (em várias rochas carbonáticas, evaporíticas e vulcanoclásticas); Processos diagenéticos físicos e químicos constitui compactação e cimentação, respectivamente; Diagênese comumente leva a redução da porosidade e permeabilidade Diagênese Diagênese A passagem do intemperismo para a diagênese não é de reconhecimento muito fácil, embora processos diferenciados (halmirólise e aquatólise) definam esses limite, conforme os respectivos ambientes de sedimentação sejam marinhos ou de água doce. Rocha - Matriz Metamorfismo Intemperismo “in situ” Intemperismo, erosão e transporte por água doce Erosão e transporte marinhos Intemperismo Intemperismo Diagênese Estágio pré- soterramento marinho Estágio de soterramento raso,marinho Estágio pré- soterramento de água doce Estágio de soterramento raso, de água doce Estágio de soterramento profundo Aquatólise Halmirólise A halmirólise é um processo de intemperismo submarino (Hummel, 1922), compreendendo reações de substituição e rearranjos químicos, além da remoção de íons dissolvidos na água, quando o sedimento ainda se encontra no fundo do mar sem soterramento. Dessa maneira, se formariam a glauconita e os nódulos de Mn (ou nódulos polimetálicos) Diagênese

Diagênese e litificação

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Diagnese

Diagnese e litificao

Diagnese ( litificao) inclu toda a abrangncia de alteraes no sedimento que ocorre aps a deposio, em relativa baixa temperatura e presso (gradacional para o metamorfismo); Litificao pode ocorrer simultaneamente com a deposio (em vrias rochas carbonticas, evaporticas e vulcanoclsticas); Processos diagenticos fsicos e qumicos constitui compactao e cimentao, respectivamente; Diagnese comumente leva a reduo da porosidade e permeabilidade

Diagnese

DiagneseA passagem do intemperismo para a diagnese no de reconhecimento muito fcil, embora processos diferenciados (halmirlise e aquatlise) definam esses limite, conforme os respectivos ambientes de sedimentao sejam marinhos ou de gua doce.

Rocha - Matriz Intemperismo Intemperismo in situ

Diagnesee transporte por gua doce

Intemperismo, eroso

Eroso e transporte marinhos Intemperismo Halmirlise Estgio prsoterramento marinho Estgio de soterramento raso,marinho Estgio prsoterramento de gua doce Estgio de soterramento raso, de gua doce

Aquatlise

A halmirlise um processo de intemperismo submarino (Hummel, 1922), compreendendo reaes de substituio e rearranjos qumicos, alm da remoo de ons dissolvidos na gua, quando o sedimento ainda se encontra no fundo do mar sem soterramento. Dessa maneira, se formariam a glauconita e os ndulos de Mn (ou ndulos polimetlicos)

Diagnese

Estgio de soterramento profundo Metamorfismo

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DiagneseA aquatlise, por outro lado, corresponde a um termo proposto por Mller (1967) para designar os processos qumicos e fsico-qumicos, que ocorrem em ambientes de gua doce durante o intemperismo, eroso, transporte e diagnese pr-soterramento dos sedimentos.

Estgios e fases diagenticosNa maioria dos casos, os estgios diagenticos precoces (estgio I) iniciam-se sob presso litosttica devido superposio de sedimentos mais novos

Seqncia dos estgios diagenticos (Strakhov, 1953) e as intensidades relativas dos processos envolvidos (Greensmith, 1975)

Processos diagenticosDe acordo com Krumbein & Sloss (1963), entre os principais processos diagenticos tem-se: autignese, cimentao, compactao, desidratao, diferenciao diagentica, dissoluo diferencial, recristlizao, reduo e substituio metassomtica.

AutigneseA palavra autignese originada do grego authigenes e foi usada pela primeira vez por Kalkowsky (1880), referindo-se a novos minerais componentes dos sedimentos, formados praticamente in situ. Porm no deve ser confundida com o metassomatismo (ou substituio diagentica). Comparados aos gros minerais mais ou menos arredondados das partculas detrticas, os cristais autignicos so comumente euedrais e apresentam contornos angulosos em sees delgadas, embora nem sempre esta distino seja muito fcil.

Parmetros controladores da autigneseEntre os fatores importantes tem-se o estado fsico e a composio mineralgica dos sedimentos originais, bem como as caractersticas fsico-qumicas dos ambientes deposicionais e ps-deposicional.

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Parmetros controladores da autigneseEntre os parmetros principais tem-se o pH (potencial do on hidrognio), Eh (potencial de oxirreduo), fenmeno de absoro inica e os potenciais inicos dos componentes qumicos (Na+, Mg+2, Fe+2, Al+3, Fe+3, etc.). Quando o pH do fluido intersticial fortemente controlado pelos teores de CO2, como em ambientes diagenticos precoces, as concentraes de ctions so importantes. Outros controles fundamentais so a temperatura, a presso e o tempo.

Diagrama mostrando alguns dos principais minerais autignicos, formados nos ambientes deposicionais e diagenticos, de acordo com os valores de Eh e pH (Krumbein & Garreal, 1952)

CompactaoRefere-se ao fenmeno fsico que, em geral, conduz diminuio de volume e porosidade de um sedimento em funo do esforo de compresso exercido pelos sedimentos superpostos em uma bacia. A compactao inicia-se no instante da deposio e prossegue por muito tempo, em termos geolgicos, enquanto progridem os processos diagenticos.

Compactao

CompactaoO fator de compactao, isto , a razo entre as espessuras original e atual varia muito com o tipo de sedimento, surgindo da o conceito de compactao diferencial (ou compactao seletiva). O efeito deste processo muito mais acentuado sobre lama do que sobre areia ou calcrio. Por outro lado, na passagem de turfa para carvo betuminoso, por exemplo, pode haver reduo de espessura de 50 para 5 metros (fator de compactao = 10)

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Compactao

Compactao

A tangencial suturado

B- planar

C- Cncavo-convexo D

Notar a reduo do volume do arcabouo Tangencial e planar: compactao fsica Cncavo-convexo e suturado: compactao qumica(fonte: Bruce Railsback)

Quartzo-arenito com cimento quartzoso - Contato suturado (seta vermelha) Margens no modificadas estendem-se alm dos contatos Seta preta: contato entre trs sobre crescimentos Notar que o contato intergranular e no contato entre cimentos Campo de viso=0,27mm Formao Red Mountain (Siluriando Inferior) Georgia (USA) - Bruce Railsback

Compactao

A dissoluo por presso resultado do aumento da interconexo dos gros, e a significativa contribuio para a litificao; Em carbonatos, a dissoluo por presso usualmente pode ocorre em um horizonte especfico, que pode ou no corresponder a um plano de camada deposicional; Estillitos (Stylolites) so superfcie irregular de dissoluo com alta proporo de material residual e representa uma das formas mais extremas deste processo.

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Dissoluo por presso CimentaoA cimentao um processo diagentico associado precipitao qumica de diversas substncias, que preenchem os poros (espaos vazios) de sedimentos. Esse fenmeno mais facilmente observado em rochas sedimentares macroclsticas (conglomerados e arenitos) que em rochas sedimentares microclsticas (siltitos e folhelhos). Representa um dos mais importantes processos diagenticos, que convertem um sedimento inconsolidado em rocha sedimentar.

Cimentao: tipos de cimentoEntre as substncias minerais mais comuns, que ocorrem como agentes de cimentao tem-se;Cimentos carbonticos; Cimentos silicosos; Cimentos sulfticos; Cimentos de xidos (ou hidrxidos) e sulfeto de ferro.

Cimentos carbonticosDe acordo com Folk (1974), as calcitas pobres ou ricas em Mg, dolomita, aragonita e siderita representam os carbonatos mais comuns que so encontrados como cimentos. Os hbitos desses minerais podem variar desde micrticos (microcristalinos) a fibrosos at cristais mais grossos.

Fatores que influenciam as solubilidade do CaCO3A precipitao inorgnica de cimento carbontico, a partir de fluidos intersticiais depende da temperatura, presso, pH, PCO2 e das concentraes inicas. Por outro lado, a extrao fotossinttica do CO2 e os processos bacterianos devem promover o aumento de pH dos fluidos intersticiais e, portanto, indiretamente causam a precipitao do cimento de Carbonato de clcio (Berner, 1971).

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A forma dos cristais de carbonato controlado pelo tipo de gua

A gua do mar mistura a gua doce

Ooids Radial Cimento marinho Radial

Atoll Eniwetok Pleistoceno

Cimento de Aragonita

Diagnese Dolomitizao

Dolomitas so frequentemente formadas diageneticamente, envolvendo a substituio da calcita ou aragonita por dolomita (CaMg(CO3)2) Quatro modelos principais de dolomitizao pode ser distinguido na literatura:

(obsoleto)

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Smackover Jurssico JurssicoD is so O lu l o ito d s osdo o a itiz tos l om l i D o O

C. G. St. C. Kendall

Cimentos silicososO mais comum e o nico termodinamicamente estvel dos cimentos silicosos, o quartzo macrocristalino. Entretanto, so tambm relativamente freqentes a opala (slica amorfa hidratada) e a calcednia (slica microcristalina). Em termos de modo de ocorrncia, os cimentos silicosos podem apresentar-se como macrocristais granulares, sobrecrescimentos (crescimento secundrios) ou como material de substituio de substncias qumicas preexistentes.

Cimentos silicososCrescimento (overgroths) secundrio

-Continuidade cristalogrfica do gro; -O crescimento se d at o encontro com o crescimento dos gros adjacentes; - a rocha adquiri textura de rochas gnea (textura granular) - se ocorre pelculas de argilar ou de xido de Fe: so preservadas

Sobrecrescimento de quartzo seguido de cimento de calcita

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Quartzo em macrocristais

Imagens de MEV do crescimento do quarto (Q), clorita (C) e da Pirita (P).

Cimentos sulfticosEntre os cimentos sulfticos mais comuns tm-se a anidrita (CaSO4) e a gipsita (CaSO4 . 2H2O). Esses cimentos so mais freqentes em regies que foram submetidas a condies climticas secas (ridas ou semiridas) no passado e acham-se associados a outros depsitos evaporticos. Embora mais raramente, tem-se a barita (BaSO4), que tambm pode ser encontrada como cimento.

Cimentos sulfticosgipsita

halita

Cimentos de xidos (ou hidrxidos) e sulfeto de ferroDurante os processos de intemperismo qumico, os minerais ferromagnesianos das rochas, como os silicatos (augita, hornblenda e biotita) ou xidos (magnetita e ilmenita) podem ser oxidados e/ou dissolvidos como Fe+2. Este on pode ser transportado por considerveis distncias, atravs dos fluidos intersticiais redutores e levemente cidos. Quando a concentrao de sulfetos for alta dever precipitar na forma de pirita e na presena de abundante carbonato precipitar na forma de siderita, mas em ambientes oxidantes resultar em xidos (ou hidrxidos de ferro)

Pirita autignica

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Cimento de Ilita

DiagneseCimentao Ndulos (irregular) e concrees (arredondadas) so corpos grandes cimentados (exemplos, slica, calcita, siderita, pirita) Slex (Chert) o mais amplamente conhecido tipo de ndulo de slica, especialmente comum nos carbonatos.

Sedimentos carbonososAs matrias orgnicas, de origem animal e/ou vegetal, contidas em sedimentos e os sedimentos essencialmente carbonosos sofrem sucessivas mudanas fsicas e qumicas, em funo dos incrementos de temperatura e presso devido ao soterramento cada vez mais profundo.

CarvoOs carves so derivados originalmente da linhina (ou lignina), isto , partes lenhosas e cuticulares das plantas terrestres e apresentam contedo relativamente altos de oxignio. Os estgios iniciais da formao do carvo, a partir da turfa, envolve a compactao da materia orgnica e a perda da umidade atravs da presso de soterramento.

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Carvo

Carvo

Presso dos sedimentos

Turfa (100% de espessura)

linhito (20% de espessura)

Carvo betuminoso (10% de espessura)

Carvo

Condies a formao do carvoVegetao desenvolvida Acmulo sub-aquoso Soterramento contnuo e prolongado Instabilidade da crosta

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HidrocarbonetosOs hidrocarbonetos lquidos e gasosos so primariamente originados dos lipdios (resduos gordurosos e graxos) provenientes de microrganismos marinhos (vegetais inferiores como algas e bactria), com alguma contribuio de material terrestre e caracteriza-se pelo baixo contedo de oxignio.

Evoluo diagentica dos biolipdios para geolipdios, passando por estgios de diagneses precoce e tardia, que explicaria a gerao do petrleo (Tissot & Welter, 1978) e a formao de outros hidrocarbonetos em funo das temperaturas e profundidades pretritas.

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