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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.2016.tde-11012016-152817
Documento
Autor
Nome completo
Felipe Torres Figueiredo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2013
Orientador
Banca examinadora
Almeida, Renato Paes de (Presidente)
Riccomini, Claudio
Basilici, Giorgio
Fambrini, Gelson Luís
Giannini, Paulo Cesar Fonseca
Título em português
Proveniência e arquitetura de depósitos fluviais das sub-bacias Tucano Central e Norte, Cretáceo (BA)
Palavras-chave em português
Paleoambientes
Sistemas deposicionais
Transporte de sedimentos
Resumo em português
O rifte do Recôncavo-Tucano-Jatobá(RTJ) contém o registro da porção abortada de um sistema de bacias distensivas formadas do Juro-Cretáceo ao Aptiano no leste da América do Sul. Nas Sub-Bacias Tucano Central e Norte compreende ambientes deposicionais lacustres, eólicos, deltaicos e aluviais, previamente interpretados como depositados ao longo dos estágios de subsidência pré-, sin- e pós-rifte. Cada ambiente destes foi estudado na escala da bacia, o que permitiu a identificação de alvos para prospecção de petróleo, em especial na Bacia do Recôncavo. Contudo, poucos estudos abordaram a descrição detalhada de afloramentos, o que limita a compreensão de processos com escalas temporais menores de unidades estudadas em subsuperfície. Esse é o caso da Formação São Sebastião, depositada entre o Barremiano e o Neocomiano, e da Formação Marizal, depositada no Aptiano. Ambas constituem sistemas aluviais com ampla expressão nas Sub-Bacias Tucano Central e Norte, onde estão localizados o maior depocentro do rifte, denominado de Baixo de Cícero Dantas, e a Zona de Transferência do Vaza Barris, caracterizada como um alto estrutural. Essas duas feições são resultado de diferentes taxas de subsidência na Bacia do Tucano, e por isso servem para testar a sensibilidade de sistemas fluviais a controles tectônicos. Nesse sentido, os depósitos de cada área foram estudados em detalhe através de métodos de análises de fácies, elementos arquiteturais, paleocorrentes e proveniência, o que permitiu interpretar estilos fluviais contrastantes. Na área próxima ao eixo das sub-bacias, a arquitetura da Formação São Sebastião é semelhante a de rios entrelaçados arenosos, e na porção leste à rios de carga mista, o que confirma a hipótese de que controles tectônicos diferenciados podem resultar em mudanças na arquitetura deposicional. Na primeira, foram interpretados cinco elementos arquiteturais, dentre os quais predominam barras unitárias ou dunas grandes e compostas (EA1) e barras de acréscimo a jusante (EA2), sendo menos frequentes elementos de preenchimento de canais pequenos (EA3), dunas eólicas (EA4) e depósitos de topo de barras (EA5). A abundância do elemento de barras unitárias ou dunas grandes e compostas, com espessuras médias superiores a 1 m e máximas de 5 m é considerada como evidência da presença de canais profundos na região, o que sugere a existência de um sistema fluvial de grandes proporções, que não apresentava modificações na arquitetura entre áreas dentro da própria zona de transferência. A distinção entre os elementos EA1 e EA2 pode ser utilizada na documentação de rios de grande porte e servir como complemento aos conceitos utilizados em estudos de sistemas fluviais. Na área próxima ao Baixo de Cícero Dantas foram identificados elementos diagnósticos de dois ambientes do sistema fluvial: (1) canais, caracterizados pela ocorrência de barras unitárias e dunas grandes e compostas, barras de acréscimo a jusante e preenchimento de canal pequeno; (2) áreas além das margens do canal principal, caracterizadas por depósitos de dunas eólicas, planície ou bacias de inundação, canal abandonado e leque de rompimento de dique marginal. A alternância entre estes ambientes é interpretada como decorrente de altas taxas de subsidência, o que teria favorecido a preservação de planícies de inundação associadas ao sistema fluvial local, onde estas taxas são as maiores do sistema RTJ e estão preservados 14 km de sucessões sin-rifte. Estudos detalhados de proveniência de seixos e calhaus, integrados a dados de paleocorrente, revelaram redução abrupta de maturidade mineralógica na passagem entre os depósitos fluviais Barremiano-Neocomianos e Aptianos. Como forma de entender essa mudança abrupta foram propostos dois estágios evolutivos: (1) durante o Neocomomiano-Barremiano predominava um sistema fluvial axial ao rifte, que fluía para sul e transportava em sua maioria clastos de retrabalhamento policíclico de sucessões paleozoicas e mesozoicas aflorantes nas ombreiras e a norte a partir de uma bacia de captação regional responsável pela denudação das áreas em soerguimento durante a distensão do período; (2) durante o Aptiano, manteve-se o sistema fluvial axial com fluxo médio para sul, porém com grande variabilidade de clastos e menor frequência de policíclicos, o que sugere fontes do embasamento Pré-Cambriano provenientes de leste e oeste. Este cenário é indicativo de que a falha de borda esteve ativa e causou o soerguimento de rochas do embasamento durante a deposição da Formação Marizal, contrapondo interpretações anteriores segundo as quais esta pertenceria a fase de subsidência térmica da bacia. A presença de falhas normais e oblíquas nessa unidade na Sub-Bacia Tucano Norte e a similaridade entre os clastos encontrados na Formação Marizal e nos leques aluviais a leste reforçam o modelo em que é proposto o soerguimento do embasamento até o nível das ombreiras do rifte, que passaria a ter suas fontes paleozoicas e mesozoicas localizadas atrás de um divisor de águas. Desta forma, o sistema fluvial da Formação São Sebastião pode ser caracterizado como resultante da presença de um rio de grandes proporções no eixo de uma das principais bacias rifte do Eocretáceo brasileiro. Este sistema esteve relacionado, possivelmente, a uma bacia de captação regional, que apesar do grande fluxo sedimentar, apresentava taxas localmente altas de subsidência, como na região do Baixo de Cícero Dantas, o que favoreceu as modificações locais ocorridas na arquitetura deposicional. As áreas-fonte deste sistema foram predominantes sucessões sedimentares paleozoicas e mesozoicas, presentes em toda região e dominantes nas ombreiras da baia até o Barremiano. Reativação tectônica da bacia e soerguimento renovado das ombreiras após o recuo erosivo das escarpas de rochas mesozoicas e paleozoicas marca um aumento expressivo na contribuição de rochas do embasamento nas sucessões Aptianas sobrepostas.
Título em inglês
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Palavras-chave em inglês
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Resumo em inglês
The Recôncavo-Tucano-Jatobá rift (RTJ) contains the record of an aborted branch of a system of extensional basins formed from the Jurassic-Cretaceous boundary up to the Aptian, in eastern South America. In the Central and Northern Tucano Sub-Basins, this record comprehends mostly lacustrine, eolian, deltaic and alluvial depositional environments, previously interpreted as the deposits of pre-, syn,- and post-rift subsidence stages. Each system has been studied at the basin scale, which has enabled the identification of targets for oil exploration, particularly in the Recôncavo Basin. Nevertheless, few previous works deal with the detailed description of outcrops, limiting the comprehension of the processes operating at smaller temporal scales in the units studied in the subsurface. That is the case of the São Sebastião Formation, deposited between Neocomian and Barremian, and of the Marizal Formation, deposited in the Aptian. Both units are composed of alluvial systems with widespread occurrence in the Central and Northern Tucano Sub-Basins, where are located the major depocenter of the rift (Cícero Dantas Low) and the Vaza Barris Transfer Zone, characterized as a structural high. These two structures are the result of different subsidence rates, and therefore enable to evaluate the hypothesis concerning the tectonic controls on fluvial sedimentation. Following this approach, deposits of these different areas were studied through the analysis of lithofacies, architectural elements, paleocurrents and provenance, leading to the interpretation of contrasting fluvial styles. In the axis of the Central and Northern Tucano Sub-Basins, the architecture of the São Sebastião Formation is similar to that of sandy braided rivers, while in the eastern part of the basin, the architecture resembles mixed-load rivers, pointing to a tectonic control for each different depositional architecture observed. Five architectural elements were identified in the axis of the central area, with the dominance of unit bars or large compound dunes (AE1) and downstream accretion compound bars (AE2), and subordinated occurrence of minor channel fills (AE3), eolian dunes (AE4) and bar top deposits (AE5). The abundance of the unit bars or large compound dunes element with the thickness of individual sets reaching 1 to 5 m thick is considered as evidence for the dominance of deep fluvial channels in the region, suggesting a fluvial system of large dimensions with no significant variation in architecture in the area of the Vaza Barris transfer zone. The distinction between the elements EA1 and EA2 can be applied in the recognition of big river deposits and complement the current concepts used in the study of fluvial deposits. In the deposits found near the Cícero Dantas Low, elements diagnostic of two environments within the fluvial system were identified: (1) deposits of the channel belt (unit bars and large compound dunes, downstream accretion bars, and minor channel fills), and (2) deposits of overbank areas (eolian dunes, floodplains or floodbasins, abandoned channels, and crevasse splays). The vertical recurrence of these two environments is interpreted as a result of high subsidence rates, which would have favored the preservation of floodplains in the local fluvial system, where the subsidence rates were the highest in the whole RTJ, locally preserving up to 14 km of syn-rift successions. Detailed studies on the provenance of pebbles and cobbles revealed an abrupt reduction in the compositional maturity at the passage between the Neocomian and the Aptian successions. A two-stage scenario is proposed to explain this abrupt change: (1) during the Neocomian-Barremian a fluvial system axial to the rift structure flowed towards the south and transported mainly polyciclically reworked clasts from paleozoic and mesozoic successions that cropped out at the basin shoulder and to the north, in a regional catchment area responsible for the denudation of the areas that were being uplifted during the regional extensional event; (2) during the Aptian, this fluvial system was still flowing towards the south, but nevertheless carrying a much varied composition of clasts, with markedly lower content of polyciclically reworked clasts, suggesting a greater contribution of Precambrian basement sources from the east and west. This scenario is indicative that the basin-border fault was active and caused the uplift of the basement rocks during the deposition of the Marizal Formation, in opposition to previous interpretations according to which the unit would be related to the thermal subsidence phase of the basin. The presence of normal and oblique faults in the Northern Tucano Sub-Basin and the similarity between the clast composition of the Marizal Formation and the alluvial fan deposits to the east corroborate the model, with the uplift of the basement to the level of the basin shoulders, and the location of the paleozoic and mesozoic sources behind a watershed. Therefore, the fluvial system fill of the São Sebastião Formation in the Central Tucano Sub-Basin was interpreted as a result of the installation of a big river system on the axis of one of the major rift basins of the Early Cretaceous in Brazil. The older fluvial system (São Sebastião Formation) is possibly related to a regional catchment, despite the great sediment flux to the basin, local high rates of subsidence, as in the region of the Cícero Dantas Low, resulted in local modifications in the architecture of the deposits, with greater preservation of floodplain and bar top facies. The source areas of this system were mainly paleozoic and mesozoic sedimentary successions, present in the whole region and dominant at the basin shoulders up to the Barremian. Tectonic activation of the basin and renewed uplift of the basin shoulders after the erosional retreat of the scarps of mesozoic and paleozoic rocks is evidenced by an expressive increase in the contribution of basement rocks in the Aptian succession.
 
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Data de Publicação
2016-01-15
 
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