ARCABOUÇO ESTRATIGRÁFICO DOS DEPÓSITOS PERMIANOS DA BACIA DE PARANÁ

UFRGS, IG, PPG em Geociências, Análise Estratigráfica, Periodo: 2014/1

ARCABOUÇO ESTRATIGRÁFICO DOS DEPÓSITOS PERMIANOS DA BACIA DE PARANÁ

DIEGO TIMOTEO MARTÍNEZ

Universidade de Brasília (UnB), Programa de Pós-graduação em Geologia, [email protected]

RESUMO: O presente relatório mostra a análise estratigráfica realizada nos depósitos Permianos localizados na porção SE da Bacia de Paraná; integrando seções colunares de campo, testemunho e perfis elétricos. A sucessão estratigráfica estudada compreende principalmente o Grupo Itararé e a Fm. Rio Bonito, e uma pequena seção da Fm. Palermo. Três sequências deposicionais de terceira ordem foram definidas com base no reconhecimento dos padrões de empilhamento e superfícies estratigráficas chaves. INTRODUÇÃO O Trabalho de campo se realizou nos depósitos Permianos da Bacia de Paraná, entre os dias 22 e 25 de Maio do presente ano. Definiram-se objetivos específicos e se utilizaram os critérios de estratigrafia de sequências aprendidos nas aulas; os quais são descritos a continuação: Objetivos

• Aplicar os conceitos da estratigrafia de sequências em afloramentos. • Integrar os dados de afloramento, testemunho e perfis elétricos; e definir o arcabouço estratigráfico

da seção estudada dentro da bacia. Metodologia

• Reconhecimento da área de estudo: tipo de bacia, seção estratigráfica (principais sequências e superfícies estratigráficas chaves), mapas base (geológico e de localização).

• Descrição de testemunho a escala 1/100: fácies e associações de fácies. • Levantamento de seções colunares no campo a escala 1/100: fácies e associações de fácies. • Integração e correlação dos dados de campo, testemunho e perfil elétrico (GR). • Aplicação dos critérios de estratigrafia de sequencias; reconhecimento de: Padrões de empilhamento Superfícies estratigráficas chaves (SERM, DS, CC, SRM, SIM) Tratos de Sistemas Sequencias deposicionais

• Interpretação do arcabouço estratigráfico da seção estudada. Localização A área de estudo corresponde à porção SE da Bacia de Paraná, localizada no estado de Santa Catarina, e compreende as zonas de trabalho de Ituporanga Vidal Ramos, Alfredo Wagner, Telhas e Rancho Queimado. Estabeleceu-se como a “base de operações” a cidade de Rio do Sul (Figura 1). ARCABOUÇO ESTRATIGRÁFICO INTRODUÇÃO Com base nos critérios de estratigrafia de sequencias, os depósitos Permianos estudados foram divididos em três (3) sequências deposicionais de terceira ordem (Figura 2), que se desenvolvem dentro da sequência de segunda ordem Gondwana I, definida por Milani et. al. (1994). SEQUENCIA DEPOSICIONAL 1 (SD 1) Encontra-se limitada na base por uma discordância subaérea (DS 0), reconhecida só na seção de correlação de poços, que gera o contato com o embasamento Paleozoico–Pré-cambriano (Anexo); enquanto no topo esta limitada por uma discordância subaérea (DS 1: Seções Ituporanga, Telhas e no testemunho) mais uma concordância correlata (CC: Seções Vidal Ramos e Alfredo Wagner), esta superfície é reconhecida em trabalhos anteriores (Milani et. al., 1994 e Holz et. al., 2000) como a discordância entre o Grupo Itararé e a Fm. Rio Bonito (Figura 2).


Figura 1. (A) Mapa de localização da Bacia de Paraná onde se mostra as sequências de 2da ordem definidas por Milani et. al. (1994). (B) Imagem de satélite da área de estudo que mostra as estações de trabalho e a seção de correlação dos afloramentos e testemunho. Associação de Fácies Essa sequencia é composta por 5 associações de fácies que variam lateralmente dentro da bacia (Tabela 1).

ASSOCIAÇÃO DE FÁCIES – SD 1

NOME DESCRIÇÃO

Shoreface Superior

Pacotes ondulados de arenitos finos a médios amalgamados formando estratificação cruzada de baixo ângulo e laminações onduladas truncadas.

Shoreface Inferior

Heterolitos (intercalação de arenitos muito finos a finos e pelitos com acamamento variando entre linsen, wavy e flaser). Os arenitos apresentam laminação ondulada truncada, estratificação horizontal, de baixo ângulo e hummocky.

Offshore Pelitos e folhelhos pretos, por vezes com laminação plano-paralela observável.

Complexo de fluxo de massa

Depósitos pelíticos com clastos pingados e arenitos com níveis conglomeráticos apresentando laminação incipiente a maciça, muito deformada.

Turbiditos de baixa densidade

Intercalação cm. a dm. de arenitos finos maciços e com estratificação horizontal e ripples unidirecionais com pelitos. Alguns arenitos apresentam gradação normal.

Tabela 1. Lista das associações de fácies que conformam a Sequência Deposicional 1 e sua descrição.

Tratos de Sistemas e superfícies limítrofes As associações de fácies da SD 1 estão estruturadas nos seguintes Tratos de Sistemas (Figura 3): TSNA 1: sobreposto em discordância sobre o embasamento Paleozoico–Pré-cambriano, é caracterizado por complexos de fluxo de massa relacionados à de-glaciação (com turbiditos de alta densidade; Seção Alfredo Wagner e no testemunho) que conforme a região varia lateralmente para depósitos de offshore (com turbiditos de baixa densidade) gradando para shoreface inferior (Seção Vidal Ramos).

20 Km

300 Km

A

B


Figura 2. Correlação estratigráfica entre as seções colunares de campo e o testemunho (Datum: SIM).


Figura 3. Correlação estratigráfica da Sequência Deposicional 1 .

Figura 4. Correlação estratigráfica da Sequência Deposicional 2.


Além disso, os depósitos de shoreface que conformam a parte superior do TSNA 1, variam ciclicamente de shoreface inferior para superior evidenciando ciclos T-R e R que correspondem a sequencias de quarta ordem sobrepostas no TSNA de terceira ordem (Seções Ituporanga, Vidal Ramos e Telhas). Seu topo é marcado por uma mudança abrupta dos sistemas deposicionais marinho profundo e plataformal. SEQUENCIA DEPOSICIONAL 2 (SD 2) Encontra-se limitada na base por uma discordância subaérea (DS 1: Seções Ituporanga, Telhas e no testemunho) mais uma concordância correlata (CC: Seções Vidal Ramos e Alfredo Wagner), reconhecidas pela mudança abrupta dos sistemas deposicionais para sistemas fluviais e deltaicos. Enquanto seu topo se encontra limitado por outra discordância subaérea que se sobrepõe com uma superfície de regressão máxima (DS 2 + SRM 2: Seções Alfredo Wagner e no testemunho); esta superfície estratigráfica não é muito mencionada por Milani et. al. (1994) ainda quando tem grão relevância na definição da SD 2 (Figura 2). Associação de fácies Essa sequencia é composta por 6 associações de fácies; que se desenvolvem segundo a variação na acomodação e/ou suprimento (Tabela 2).


NOME DESCRIÇÃO

Laguna Heterolitos (intercalação de arenitos finos com wave ripples e pelitos), com acamamentos tipo linsen e carvão com marcas de raiz no topo.

Fluvial Arenitos conglomeráticos com gradação normal e estratificação cruzada planar e tangencial.

Delta Pelitos de pró-delta gradando para arenitos finos a médios com ripples unidirecionais de frente deltaica e camadas pelíticas com marcas de raiz, de planície deltaica,no topo.

Shoreface Superior

Camadas amalgamadas de arenitos finos a médios com laminação ondulada truncada, ripples unidirecionais, estratificação horizontal e cruzada de baixo ângulo e swaley.

Shoreface Inferior

Heterolitos: intercalação de arenitos finos com wave ripples e estratificação tipo hummocky, e pelitos com acamamentos tipo linsen, wavy e flaser.

Offshore Pelitos a folhelhos cinza escuros a pretos físseis com icnofósseis e laminação plano-paralela a estrutura maciça. Lentes de areia com laminações onduladas truncadas de baixo ângulo intercaladas com os folhelhos por base abrupta.


Tratos de Sistemas e superfícies limítrofes As associações de fácies da SD 2 estão estruturadas nos seguintes Tratos de Sistemas (Figura 4): TSNB 2: limitado na base por uma discordância regional (DS 1+CC), se sobrepõe aos sistemas marinho e plataformal da SD 1. Esse Trato esta caracterizado por sistemas fluviais e deltaicos que variam lateralmente conforme a região, e progradam dominados pelo suprimento sedimentar até atingir a máxima regressão para o topo de ambos os depósitos. TST 2: limitado na base pela superfície de regressão máxima (SRM 1: Seções Vidal Ramos, Alfredo Wagner, Telhas e no testemunho), esta caracterizado pela mudança abrupta para sistemas plataformal e de offshore que marca um rápido afogamento e retrocesso da linha de costa que atinge a máxima transgressão para o continente nos depósitos de offshore (Seções Vidal Ramos, Alfredo Wagner (interpretado) e no testemunho). Além disso, os depósitos de shoreface que se sobrepõem a “SRM 1” variam de shoreface inferior para superior e foreshore, evidenciando ciclos T-R e R que correspondem a sequencias de quarta ordem sobrepostas no “TST 2”de terceira ordem (Seções Alfredo Wagner, Telhas e no testemunho).


TSNA 2: limitado na base pela superfície de inundação máxima (SIM: Seções Vidal Ramos, Alfredo Wagner (interpretado) e no testemunho), se caracteriza por depósitos de offshore gradando para depósitos de shoreface inferior e superior; evidenciando uma ganância de areia para seu topo produto da progradação dominada pelo suprimento sedimentar durante uma lenta subida do nível relativo do mar (NRM), até atingir a máxima regressão no topo dos depósitos de shoreface. É necessário mencionar que os depósitos de shoreface que conformam a parte superior do TSNA 2 variam ciclicamente de shoreface inferior para superior evidenciando ciclos R que correspondem a sequencias de quarta ordem sobrepostas no TSNA 2 de terceira ordem (Seções Alfredo Wagner, Rancho Queimado e no testemunho). Além disso, dentro do sistema plataformal se reconheceram canais fluviais de 5 a 6 m. de espessura com base erosiva (Seção Vidal Ramos e no testemunho), que evidenciam um TSNB de quarta ordem produto do rebaixamento do NRM que se desenvolve durante a subida do NRM de terceira ordem. SEQUENCIA DEPOSICIONAL 3 (SD 3) Encontra-se limitada na base por uma discordância subaérea que se sobrepõe com uma superfície de regressão máxima em quase todas a seções de campo (DS 2 + SRM 2: Seções Alfredo Wagner e no testemunho) menos em Rancho Queimado, onde se tem depósitos fluviais preservados pertencentes ao TSNB 3 (Figura 2). Enquanto seu topo não foi reconhecido nas seções colunares de campo, mas pode ser reconhecido na seção de correlação dos poços (Anexo). Associação de fácies Essa sequencia é composta por 5 associações de fácies que variam regionalmente dentro da bacia (Tabela 3).


NOME DESCRIÇÃO

Fluvial Arenitos conglomeráticos, mal selecionados com estratificação cruzada de baixo ângulo incipiente. Observou-se que lateralmente muda de fácies a pelitos.

Fluviais influenciados por

maré

Arenito médio com estratificação cruzada tangencial com lama nos foresets, mais comuns para o topo. A base da sucessão é erosiva e de granulometria grossa. Marcas onduladas de pequeno porte para o topo da sucessão com direção oposta a estratificação abaixo.

Dunas compostas de maré

Arenito grosso com estratificação cruzada de grande porte e ripples reversas subindo o a face frontal.

Shoreface Inferior

Heterolitos (intercalação de arenitos finos e pelitos formando acamamentos que variam de linsen a wavy). Intercalações de arenitos finos com estratificação hummocky e wave ripples em direção ao topo.

Offshore Folhelhos pretos com laminação plano-paralela.


Tratos de Sistemas e superfícies limítrofes As associações de fácies da SD 3 estão estruturadas nos seguintes Tratos de Sistemas (Figura 5): TSNB 3: limitado na base por uma discordância regional (DS 2+SRM 2), se sobrepõe ao sistema plataformal do topo da SD 2. Esse Trato esta caracterizado por sistemas fluviais que possuem desenvolvimento localizado de pouca espessura (2 a 4 m. no Rancho Queimado) e/ou pouca preservação, possivelmente retrabalhados por superfícies de ravinamento transgressivas durante o TST 3. TST 3: limitado na base pela superfície de regressão máxima (SRM 2: Alfredo Wagner, Rancho Queimado e no testemunho), esta caracterizado pela mudança abrupta dos sistemas deposicionais para sistemas estuarino e plataformal; gradando de canais fluviais influenciados por maré e dunas compostas de maré para depósitos de shoreface inferior e marinho profundo (Fm. Palermo reconhecida na seção Alfredo Wagner). A variação das associações de fácies da base para o topo manifesta um empilhamento retrogradante.


Figura 5. Correlação estratigráfica da Sequência Deposicional 3.

Figura 6. Curva de variação do NRM durante a deposição das Sequências Deposicionais 1, 2 e 3.


EVOLUÇÃO ESTRATIGRÁFICA A sucessão estratigráfica estudada possui um arcabouço estratigráfico composto por três (3) sequências deposicionais de terceira ordem definidas por discordâncias subaéreas e suas concordâncias correlatas (Figura 2 e 6). A SD 1 se sobrepõe discordante ao embasamento Paleozoico–Pré-cambriano (DS 0); esta conformada por sistemas marinho profundo e plataformal que variam regionalmente e possuem influencia do clima frio. Suas associações de fácies manifestam padrões de empilhamento progradacionais que relacionado aos processos de de-glaciação na bacia refletem condições da subida do NRM. As condições de Nível de mar Alto (TSNA 1) terminam pela mudança abrupta dos sistemas deposicionais para sistemas fluvial e deltaico (DS 1+CC); que refletem o rebaixamento do NRM, consequente exposição, erosão da plataforma e preenchimento dos vales incisos (TSNB 2). Os sistemas fluvial e deltaico puderam-se desenvolver lateralmente ao longo da paleolinha de costa da bacia ou em todo caso conformar um mesmo sistema; em ambos os casos a progradação foi dominada pelo suprimento sedimentar. O preenchimento sedimentar em direção da bacia atinge a máxima regressão (SRM 1) até que uma nova subida do NRM afoga os sistemas costeiros mudando abruptamente para sistemas plataformal e de offshore do TST 2, que manifestam padrões de empilhamento retrogradacionais. O retrocesso da linha de costa atinge a máxima transgressão para o continente nos depósitos de offshore (SIM), até que a mudança nos padrões de empilhamento marca a passagem do TST 2 para o TSNA 2 na SD 2. Logo no TSNA 2 decresce a taxa de criação de acomodação produto da lenta subida do NRM e o suprimento sedimentar passa a dominar gerando a progradação do sistema plataformal sobre os depósitos de offshore. A máxima regressão é reconhecida pela mudança abrupta dos sistemas deposicionais para sistemas fluvial, estuarino e plataformal (DS 2+SRM 2); que reflete um novo rebaixamento do NRM expondo a plataforma, erodindo e acarretando na deposição dos sistemas fluviais da SD 3. Esses depósitos fluvias possuem desenvolvimento localizado de pouca espessura (2 a 4 m. no Rancho Queimado) e/ou pouca preservação, possivelmente retrabalhados por superfícies de ravinamento transgressivas. Os depósitos fluvias são afogados pelos depósitos estuarinos e plataformais que gradam abruptamente para o topo a depósitos de offshore evidenciando patrões de empilhamento retrogradacionais desenvolvidos durante uma subida rápida do NRM (TST 3). ANEXO *Seção de correlação de poços REFERENCIAS Holz et. al., 2000. The early Permian coal-bearing succession of the Paraná Basin in southernmost Brazil: depositional model and sequence stratigraphy. Revista Brasileira de Geociências. Vol. 30(3), pp. 424-426, Setembro de 2000. Milani et. al., 1994. Bacia de Paraná. Boletim de Geociências de Petrobras, Rio de Janeiro, v. 15, n. 2, pp. 265-287, maio/nov. 2007. Catuneanu et. al., 2013. High-resolution sequence stratigraphy of clastic shelves II: Controls on sequence development. Marine and Petroleum Geology. Vol. 39, pp. 26-38.

DS 1

SRM 1

DS 1 + SRM 1

DS 1 + SRM 1SIM

SIM

DS 2/CC + SRM 2DS 2/CC + SRM 2

TSNA 1

TSNA 1

TSNA 1

TSNA 1

TSNA 1

TSNA 1

TSNB 2

TSNBTSNB 2

TSNB 2

TSNB 2TST 2

TST 2

TST 2

TST 2TST 2

TST 2

TSNA 2TSNA 2

TSNA 2TSNA

TSNA 2

TSNA 2

TSNA 2

TST 3 TST 3TST 3TST 3TST 3TST

DS 0

?

? ?

DS 0

?

?

?

Embasamento Pz-Pc

Embasamento Pz-Pc

ANEXO: seção de correlação de poços

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