Estratigrafia – O Estudo das Rochas Estratificadas e Sedimentares

No texto de hoje vamos falar um pouco sobre Estratigrafia.   A estratigrafia estuda as rochas sedimentares, metassedimentares e as intercalações vulcânicas, considerando os aspectos da deposição, empilhamento, geometria dos corpos e da idade relativa ou absoluta de cada unidade sedimentar.

A estratigrafia é o ramo da geologia que estuda as rochas estratificadas e sedimentares, considerando, para as diversas unidades estratigráficas, a descrição da seqüência vertical e horizontal, as correlações e o mapeamento (Weller, 1960).

Aplicações Práticas e Econômicas das Análises Estratigráficas de Bacias 

As rochas sedimentares e estratificadas têm grande relevância na exploração e produção mineral. As rochas sedimentares hospedam grande parte dos minerais energéticos: minerais radioativos, carvão, petróleo e gás natural.

Além de muitos minerais ferrosos e não ferrosos serem hospedados em fácies específicas de rochas sedimentares e vulcano-sedimentares (Fe, Mn, Cu, Pb, Zn, Ag).

As maiores jazidas de ouro primário são ligadas a níveis definidos das pilhas vulcano-sedimentares dos “Greenstone Belts” do Arqueano e aos paleoplaceres pré-cambrianos oriundos da erosão dos “greenstone belts” (Minas do Witwatersrand na África do Sul, conglomerados Moeda do Quadrilátero Ferrífero ou conglomerados de Jacobina na Bahia).

Os conglomerados do Espinhaço de MG, da Chapada Diamantina na Bahia ou do Grupo Roraima, todos de idade pré-cambriana, são portadores de diamantes e fontes para os aluviões recentes e atuais, também diamantíferos.

Muitos minerais e rochas industriais como calcários, dolomitos, evaporitos, argilas, fosfatos, são rochas sedimentares.

Em prospecção hidrogeológica de terrenos sedimentares, uma boa compreensão da estratigrafia dentro de um arcabouço estrutural correto ajuda a encontrar reservas de água subterrânea e a avaliar o potencial de uma região.

EVENTOS DE SEDIMENTAÇÃO 

 Para que ocorra a deposição e sedimentação parte se do inicio as cadeias de montanhas soerguidas pela tectônica e exposta ao intemperismo e erosão, seguido pelo transporte dispersivo e pela deposição nos mais variados ambientes deposicionais.

O tipo de sedimento depositado e a maneira dele ser preservado dependerão das seguintes variáveis:

• Tectônica
• Variação do nível do mar;
• Tipo de clima
• Aporte sedimentar

TECTÔNICA 

 Refere se ao movimento das placas que compõem a crosta terrestre e os movimentos de colisão e separação decorrentes desses movimentos. Assim o soerguimento de áreas-fontes e a subsidência de bacias sedimentares são resultados da atividade tectônica.

VARIAÇÃO DO NÍVEL DO MAR;

Eustasia é o movimento de elevação ou queda global das águas oceânicas.

Transgressão → avanço do mar sobre a área continental;

Regressão → recuo do mar com progradação de sedimentos continentais.

Figura 01: Trangressão e Regressão marinha

Causas: 

 Subsidência: afundamento da crosta devido a tectônica, contração térmica da crosta, sobrecarga sedimentar;

Glaciações / deglaciações: umidade é retirada do oceano pela evaporação e o clima torna-se árido glacial.

Movimento de placas tectônicas: geração de basaltos na cadeia meso-oceânica (T); subducção / orogênese (R).

CLIMA

O clima é um fator alogênico que controla a sedimentação, porque as condições climáticas afetam os padrões e a intensidade do intemperismo, da erosão e dos processos sedimentares de transporte.

APORTE SEDIMENTAR

 O aporte ou suprimento sedimentar de uma bacia é essencialmente um resultado da interação entre tectônica e clima. A tectônica coloca a área fonte no lugar, com o soerguimento do relevo tem se um aumento da taxa de desnudação aérea, enquanto o clima se encarrega do intemperismo, da erosão e do transporte do sedimento até os mais variados ambientes deposicionais.

 Sedimentação episódica

 O registro estratigráfico é formado por episódios de sedimentação alternados por períodos de não deposição.

Evidências sedimentológicas da deposição episódica no registro estratigráfico estão ligados a fenômenos relacionados a correntes de turbulentas.

• Turbidito: pulsos de corrente de turbidez;
• Inunditos: inundações em ambiente fluvial;
• Tempestitos: depósitos formados por ondas de tempestades;
• Tsunamitos: ondas produzidas por terremotos;
• Sismitos: depósitos com fluidizações, convoluções produzidas por abalos.

Figura 02: Eventos de sedimentação episódica ligados a fluxos turbulentos. Modificado de Seilacher, 1982. As letras a,b,c,d, e indicam as subdivisões da camada empregadas por Bouma (1963). Modificado de Seilacher, 1982. FONTE: Fávera, 2001. Fundamentos de Estratigrafia Moderna.

Interrupções na Sedimentação: Discordância e Hiato 

Discordância: descontinuidade no registro sedimentar devido à erosão ou não deposição.

Hiato: intervalo de tempo sem deposição no registro estratigráfico.

Figura 03: Interrupções na sedimentação.

A deposição contínua de uma seqüência transgressiva – regressiva representa um intervalo limitado de tempo geológico. Uma sucessão sedimentar espessa é normalmente constituída do empilhamento de várias seqüências separadas por intervalos de tempo sem registro estratigráfico. Estes intervalos sem registro estratigráfico representam as lacunas sedimentares ou discordâncias. Estas lacunas podem representar a maior parte do tempo geológico.

Discordância: 

 Superfície de erosão ou não deposição, que separa estratos mais jovens de antigos e representa um hiato significativo.

Podem estar associados lateralmente a concordâncias (conformidades).

Conformidade é uma superfície de acamamento que separa estratos mais jovens de estratos antigos, sem evidências de erosão ou não deposição.

Classificação das discordâncias 

 1 – Discordância paralela (Desconformidade)

Representa uma falta importante de registro estratigráfico, sem sinal de erosão no contato. Pode ser comprovado, apenas, por estudo paleontológico, ou do perfil sismoestratigráfico. Uma falta mínima do registro estratigráfico é chamada DIASTEMA.

Figura 04: Discordância Paralela. Fonte: https://userscontent2.emaze.com/images

2 – Discordância erosiva 

Superfície irregular caracterizada por um contato erosivo separando duas seqüências com paralelismo entre os estratos.

Figura 05: Discordância erosiva. Fonte https://www.slideshare.net/RibBrian/sesion-3-67443664

3 – Discordância angular

Ocorre quando o pacote superior sobrepõe-se a um inferior cujas camadas inferiores  foram dobradas ou basculadas por processos tectônicos e depois sofreram erosão.

Figura 06: Discordância angular. Rambla de Indalecio (Almería, Espanha) Fonte: www.flickr.com

4 – Discordância litológica (não conformidade)

Ocorre quando o pacote sedimentar se assenta em contato erosivo diretamente sobre rochas ígneas ou metamórficas.

Figura 07: Discordância Litológica. Fonte: http://estpal1234.blogspot.com.br

Nesse texto tentamos  citar  os principais eventos de sedimentação, os tipos de discordâncias e como essas se formaram ao longo do tempo geológico.

 Referencias Bibliográficas

 FÁVERA, J.C.D. 2001 – Fundamentos de Estratigrafia Moderna. Eduerj, 263p.

HOLZ, M. 20102 – Estratigrafia de Sequencias – histórico, princípios e aplicações. Editora Interciencia, Rio de Janeiro. 276p.

SEVERIANO RIBEIRO, H.J. 2001 – Fundamentos de Estratigrafia de Seqüências. In: Estratigrafia de Seqüências, Cap. 6, pg. 99-134. Ed. Unisinos.

Estrutura Geológica do Brasil

A estrutura geológica brasileira é composta por bacias sedimentares e crátons, sendo desprovida de dobramentos modernos.

Chapada Diamantina, Bahia: resultante da formação dos escudos cristalinos no território brasileiro

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As estruturas geológicas são as composições rochosas e os elementos físicos que fazem parte do relevo terrestre. Essas estruturas apresentam diferentes tipos, que variam conforme a era geológica correspondente à sua formação e conforme o tempo em que estiveram expostas aos agentes de transformação do relevo.

Existem, assim, três principais tipos de estruturas geológicas, os crátons, as bacias sedimentares e os dobramentos modernos, dos quais apenas os dois primeiros são encontrados no território brasileiro. Observe o mapa abaixo:

Mapa de localização e distribuição da estrutura geológica do Brasil

Os crátons – também conhecidos como escudos cristalinos ou maciços antigos – são formas geológicas basicamente constituídas por rochas cristalinas, isto é, rochas magmáticas e metamórficas. Por serem áreas geologicamente antigas, sofreram mais com os elementos de modelagem do relevo, apresentando superfícies planálticas e algumas depressões relativas.

No Brasil, 36% do território é composto pelos crátons – responsáveis pela formação dos planaltos brasileiros –, que se dividem em Escudo Brasileiro, na porção central e oeste, e o Escudo das Guianas, no extremo norte do país.

As bacias sedimentares ocupam os 64% restantes do território nacional. Trata-se de formações geologicamente recentes, caracterizadas pela composição predominante de rochas sedimentares, resultantes da transformação de rochas geologicamente mais antigas. Elas se constituem através da superposição de camadas de sedimentos, que se solidificam e formam as camadas de rochas sedimentares. São pobres em minerais, porém, dependendo das condições, podem ser ricas em fósseis ou jazidas de petróleo (como as zonas de exploração de petróleo existentes no Recôncavo Baiano).

A dança das bacias

No último 1,3 milhão de anos, a bacia do rio São Francisco perdeu espaço para a do rio Doce, que cedeu área à do Paraíba do Sul

SALVADOR NOGUEIRA | Edição 203 - Janeiro de 2013

© INFOGRÁFICO: LAURA DAVIñA FOTOS, GRÁFICOS E ILUSTRAÇÕES: LUIS F. CHEREM/UFG

O tempo vem desgatando lentamente a paisagem das terras planas no interior de Minas Gerais e São Paulo. O planalto que abriga a bacia do São Francisco, rio que nasce no sudoeste de Minas Gerais e corre em direção ao nordeste até Pernambuco, está paulatinamente encolhendo pelo recuo das escarpas que formam sua borda. No último 1,3 milhão de anos, esse planalto perdeu área para uma região vizinha situada a altitudes menores onde se assenta a bacia do rio Doce. Esta, por sua vez, cedeu espaço para a do Paraíba do Sul, na divisa de São Paulo, Minas e Rio de Janeiro. Esse desgaste paulatino da paisagem, responsável por empurrar as bordas dos planaltos cada vez mais para o interior do país, acaba de ser revelado por pesquisadores de Goiás e Minas Gerais em um estudo publicado no periódico Geomorphology.

À primeira vista, o resultado poderia preocupar quem teme pelo futuro de bacias como a do São Francisco. Mas não é o caso. Primeiro porque esse processo de desgaste ou denudação da paisagem é muito lento. Segundo porque os estudos geológicos são, em certo sentido, bem parecidos com aplicações na bolsa de valores: resultados do passado geológico não permitem fazer projeções acuradas.
“Os dados indicam como foi o processo no último 1,3 milhão de anos e não permitem fazer especulação preditiva, pois, em ciências da Terra, existem processos de baixa frequência e alta intensidade [como os grandes terremotos] que invalidariam qualquer previsão”, afirma Luis Felipe Cherem, pesquisador da Universidade Federal de Goiás (UFG) e primeiro autor do estudo, feito em colaboração com pesquisadores das universidades federais de Ouro Preto (Ufop) e de Minas Gerais (UFMG) e do Centro Europeu de Pesquisa e Ensino do Meio Ambiente, na França.

As feições mais superficiais da região, desde o litoral até a chegada à bacia do São Francisco, já bem dentro do continente, são resultado em grande parte de processos geológicos violentos, causados pela tectônica de placas, o mesmo fenômeno que leva à eterna dança dos continentes pelo globo. O primeiro desses grandes movimentos ocorreu cerca de 130 milhões de anos atrás. Ele rompeu o supercontinente chamado Gondwana originando a Antártida, a América do Sul, a África, a Austrália, a península Arábica, a Índia e o oceano Atlântico.

Após esse estágio inicial de formação da costa sul-americana, dois eventos tectônicos adicionais afetaram a região nos últimos 65 milhões de anos, criando três degraus, segundo os pesquisadores da UFMG e da Ufop. O mais baixo é o da bacia do rio Paraíba do Sul, um planalto situado a cerca de 400 metros acima do nível do mar. Mais para o interior encontra-se a bacia do rio Doce, com altitude média de 800 metros e, mais adiante, as bacias dos rios São Francisco e Paraná, a 1.100 metros acima da superfície do oceano.

© INFOGRÁFICO: LAURA DAVIñA 

No trabalho que demonstrou o avanço progressivo dos planaltos mais baixos em direção ao interior do continente, os pesquisadores coletaram amostras de sedimento fluvial do chamado degrau de Cristiano Otoni, uma escarpa com 30 quilômetros de extensão e altura variando de 250 a 350 metros que separa a bacia do São Francisco da do rio Doce. Eles também analisaram material obtido ao longo dos 65 quilômetros da serra de São Geraldo, que divide a bacia do rio Doce e a do Paraíba do Sul. Em ambos os casos, eles buscaram amostrar material tanto na borda como no reverso das escarpas, os declives acentuados que separam um degrau do outro. O objetivo era quantificar, ao longo do último milhão de anos, o fenômeno conhecido como denudação.

Trata-se de um processo causado por erosão constante ao longo do tempo. Chuva e vento decompõem e removem as rochas mais superficiais, descobrindo o terreno que está embaixo. É como se a superfície da região fosse paulatinamente perdida, deixando exposta a rocha do subsolo.
Para calcular o ritmo da denudação, os pesquisadores analisaram os sedimentos fluviais no alto e no sopé dos degraus. Contrastando o material dessas áreas, é possível estimar quantos milímetros são desgastados a cada mil anos (ou quantos metros a cada milhão de anos).

Como era de esperar em processos erosivos, com a ajuda do declive, as escarpas naturalmente sofrem mais denudação que os planaltos em si. Para o caso do planalto da bacia do São Francisco notou-se que ele perde, em média, 8,77 metros a cada milhão de anos. Já na bacia do rio Doce, a perda é de 15,68 metros no mesmo período. Nas escarpas, esse número é compreensivelmente maior: 17,5 metros a cada milhão de anos para o degrau de Cristiano Otoni e 21,22 metros para a serra de São Geraldo.
Esses resultados indicam que o processo de denudação, fenômeno de causas múltiplas que pode ocorrer em ritmos que variam de uma região para outra, ainda se encontra em curso. Segundo Cherem, esses valores são consistentes com o que se esperaria observar na comparação entre os planaltos: os que se encontram mais próximos do interior dos crátons, a parte mais estável das placas tectônicas, em geral são mais maduros e sofrem menos denudação com o passar do tempo.

Contraste de resultados

Cherem, Varajão e seus colegas chegaram a essas taxas de denudação ao analisar a presença de certa variedade do elemento químico berílio nas rochas. O berílio é o quarto elemento químico da tabela periódica, com quatro prótons em seu núcleo. Para medir a idade das rochas, os pesquisadores avaliam a presença de berílio-10, versão do elemento com seis nêutrons que tende a decair com o tempo, perdendo um de seus nêutrons. No caso do berílio-10, a meia-vida, tempo em que metade dos átomos da amostra leva para se desintegrar, é estimada em 1,38 milhão de anos. Assim, comparando a quantidade dele num solo, é possível ter uma ideia da idade da amostra. “Os resultados obtidos em Minas são semelhantes aos observados em outras margens divergentes [onde ocorre a separação entre dois continentes] ao redor do mundo”, afirma Cherem.

Estudos anteriores feitos em uma região próxima dali, mas com técnicas diferentes, havia chegado a taxas de denudação distintas. Em 2010, os pesquisadores Silvio Hiruma, do Instituto Geológico de São Paulo, Claudio Riccomini, do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo, e colaboradores publicaram um estudo na Gondwana Research indicando que a velocidade de denudação poderia ser bem maior.
“Nossos dados sugerem que algumas partes da serra da Bocaina apresentaram denudação superior a 3 mil metros nos últimos 60 milhões de anos, o que daria algo em torno de 50 metros por milhão de anos”, diz Riccomini, que, com pesquisadores da França, acaba de publicar um novo estudo sobre o assunto no Journal of Geophysical Research.
A divergência nos ritmos de denudação pode ser decorrente de dois fatores. O primeiro é que a técnica usada pela equipe da USP permite analisar o que ocorreu num período maior de tempo – e a denudação pode arrefecer à medida que os planaltos amadurecem. O segundo é que o estudo de Riccomini e colegas se concentra na serra do Mar, que, apesar de próxima à área estudada por Cherem e colaboradores, tem uma história geológica diferente da vista nas regiões mais interiores do continente. “Não há contraposição ou negação mútua, mas complementaridade na busca do melhor entendimento da dinâmica do relevo do Sudeste do Brasil”, diz o pesquisador da UFG.

Cada amostra, uma história

Segundo Cherem, o número de amostras analisadas confere segurança sobre os resultados. Ainda assim é possível que as taxas de denudação variem um pouco à medida que se aumente o número de amostras. “Eu poderia indicar vários locais onde os ganhos ou perdas de espaços das citadas bacias variam muito de uma para outra”, afirma Allaoua Saad, da Universidade Federal de Minas Gerais, estudioso da geomorfologia do Sudeste brasileiro.

Saadi reconhece, porém, a qualidade do estudo conduzido por Cherem e Varajão. “Os resultados apresentados em termos de taxas de denudação são fruto de medições em pontos escolhidos com base em critérios de homogeneidade nas diversas bacias”, diz. “O que essas medidas expressam é uma crença de que aquilo representa uma medida real de denudação de longo termo e generalizável a ponto de conduzir às conclusões apresentadas”, comenta o geomorfólogo da UFMG.
Além das medições do berílio usadas no estudo da Geomorphology, Cherem afirma que outros dados, apresentados em sua tese de doutoramento, corroboram a ideia de que, no Sudeste brasileiro, as escarpas estão recuando aproximadamente 0,01 milímetro por ano, fazendo as bacias mais altas perderem área para as mais baixas. De toda forma, ele admite que os mistérios geológicos do Sudeste brasileiro ainda estão longe de ter sido todos desvendados. “As escarpas continuam lá”, diz, “e devem continuar a ser estudadas”. n

Artigo científico

CHEREM, L.F.S. et al. Long-term evolution of denudational escarpments in southeastern Brazil. Geomorphology. v. 173-4. p. 118-27. 2012.

COGNE, N. et al. Post-breakup tectonics in southeast Brazil from thermochronological data and combined inverse-forward thermal history modeling. Journal of Geophysical Research. v. 117. 2012.
HIRUMA, S.T. Denudation history of the Bocaina Plateau, Serra do Mar, shoutheastern Brazil: relationships to Gondwana breakup and passive margin development. Gondwana Research. v. 18. p. 674-87. 2010