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ESTRATIGRAFIA P1 Georges Cuvier (1769-1832) Catastrofismo •Foi o princípio mais aceito até meados do século XVIII; •As grandes alterações ocorridas à superfície da Terra foram provocadas por grandes catástrofes, como por exemplo inundações; •As mudanças ocorridas seriam pontuais, dirigidas e sem ciclicidade. •Diferenças entre as espécies existentes e fósseis eram explicadas através de um série de extinções devidas a alterações catastróficas do globo. •Fez coincidir a última dessas catástrofes com o dilúvio descrito na Bíblia. •Espécies extintas posteriormente substituídas por outras provenientes de regiões do globo não atingidas pelas referidas catástrofes. •Passagem dos seres vivos de uns locais para outros, hoje separados por mares mais ou menos extensos, Cuvier admitiu a existência de extensões continentais (pontes) que posteriormente se teriam “afundado” nos oceanos. •Existência de catástrofes repentinas, que haviam modificado por completo, e em breve espaço de tempo, o aspecto da Terra •Para explicar as repentinas extinções em massa de seres vivos, admitia-se que eventos catastróficos teriam ocorrido no passado da Terra. •Teoria impregnada de dogmas religiosos. Netunismo x Plutonismo Teorias que explicavam os processos que originam as rochas Netunismo → todas as rochas se formaram a partir de um grande oceano primordial – rochas com minerais - solúveis se formaram no início; rochas + solúveis à medida que o oceano evaporasse – Abraham Werner; Plutonismo →Considerava 3 processos formadores de rochas: –Sedimentar, magmático e metamórfico •Importância do calor no interior da Terra na formação das rochas; •Propôs o ciclo das rochas Leonardo da Vinci (1452-1519) Reconhece fosseis como seres vivos que viveram no passado e que houve mudanças entre a terra e o mar. George Bauer (Agrícula) (1494-1556)considerado o pai da mineralogia, publica o tratado de mineração e metalurgia DE RE MÉTALICA (1556). William “Strata” Smith (1769-1839) correlacionou litologias distantes e viu que as mesmas tinham ligação. Nicolaus Steno (1638-1686) Interpretação correta do significado cronológico da sucessão de rochas estratificadas. Princípios propostos por Steno: 1.Superposição – sedimentos se depositam em camadas, com antigas na base e mais novas acima; 2.Horizontalidade Original – depósitos sedimentares se acumulam, geralmente, em camadas horizontais (partindo disso é possível reconhecer pacotes deformados e/ou basculados); 3.Continuidade Lateral – camadas sedimentares são contínuas, estendendo-se até as margens da bacia de deposição, ou afinando-se lateralmente. Nicolaus Steno – A Revolução segunda metade do Séc. XVII (1669) Princípio da superposição de camadas: Sedimentos se depositam em camadas, com mais antigas na base e mais novas em direção ao topo. Giovani Arduíno (1760) primeiras noções de cronologia (idades das camadas): Primárias – rochas cristalinas com minérios; Secundárias – rochas estratificadas com fosseis; Terciárias – rochas inconsolidadas/sedimento com conchas. James Hutton (1726 –1797): A Geologia se torna Ciência “não encontramos nenhum sinal de um começo, nenhuma perspectiva do fim” •Afirma que os aspectos geológicos podem ser explicados à luz de processos ocorrentes na atualidade; •Reconheceu que as montanhas não são imutáveis, mas que foram esculpidas e desgastadas pela lenta ação dos agentes erosivos; •A grande espessura das rochas sedimentares que podem ser encontradas nos continentes resulta de materiais removidos de outras rochas. •Recusou a criação da Terra a partir de um dilúvio (como evento único); •Encontrou vestígios de repetidas perturbações alternadas com longos períodos calmos de sedimentação; •Sequência de estratos assenta sobre camadas revolvidas ou corta camadas inclinadas; •Explicou que ambas as camadas eram horizontais (inferior erguida e erodida antes da camada seguinte); •História da Terra – “sucessão de mundos anteriores” (Terra antiga); •Origem do Uniformitarismo – o presente é a chave do passado; processos geológicos atuais iguais aos do passado; Uniformitarismo O Uniformitarismo pressupõe três princípios básicos: •As leis naturais são constantes no tempo e no espaço; •Deve explicar-se o passado a partir do que se observa hoje, isto é, as causas que provocaram determinados fenômenos no passado são idênticas às que provocam o mesmo tipo de fenômenos no presente – Princípio do Atualismo “o presente é a chave do passado” •As mudanças geológicas são lentas e graduas – Gradualismo geológico. • Desvendou que um granito “primário” alojado em um calcário “secundário” na Escócia era mais novo que o calcário, por meio de estudos de fusão e resfriamento de materiais rochosos; • Explicou que o granito se formou de matéria em estado de fusão; •Em 1795 publica o livro Teoria da Terra: Todo o registro geológico pode ser explicado por causas naturais (vulcanismo, erosão, intemperismo, etc.) Observações das discordâncias geológicas Significado: PERÍODOS DE EROSÃO OU NÃO-DEPOSIÇÃO!!! Ciclo geológico proposto por Hutton A – Camadas horizontais (deposição) B – Deformação (movimentações) C – Erosão D – Nova deposição UniformitarismoOs acontecimentos geológicos do passado são resultado das forças idênticas ás que observam hoje em dia. Princípio do Atualismo Os acontecimentos geológicos são o resultado de lentos e graduais processos da Natureza. Princípio do Gradualismo Catastrofismo As alterações que ocorrem na Terra são consequências de fenómenos súbitos causados por acontecimentos catastróficos. Charles Lyell (1797 -1875) “O presente é a chave para o passado” explicar o passado pelos processos ainda atuantes na terra até os dias de hoje. “princípio da uniformidade do processo”, um dos pilares do MÉTODO CIENTÍFICO O movimento das placas tectônicas começou a 3 bilhões de anos atrás. Charles Darwin (1802-1882) Se o passado pode ser explicado pelos mecanismos que hoje atuam, necessariamente um longo tempo deveria estar envolvido na evolução. GRANDE PERÍODO DE TEMPO PARA A EVOLUÇÃO DAS ESPÉCIES O que é uma discordância? Primeiramente reconhecida por James Hutton em Siccar Point, Escócia. Superfícies-chave da Estratigrafia. Superfície que separa estratos mais novos daqueles mais antigos e ao longo da qual há evidência de exposição subaérea. •Nas discordâncias, o tempo não está registrado, e o registro geológico é incompleto; • O gap pode ser curto (<1Ma) ou longo (Ma à Ga) •Discordâncias são superfícies e não camadas •O tempo geológico não representado pela discordância é definido como hiato. •Mudanças no ambiente de sedimentação; •Interrupção da sedimentação por longos períodos •Atividade tectônica que gera áreas de não-deposição Qual a origem das discordâncias? Mudanças no ambiente de sedimentação; Interrupção da sedimentação por longos períodos Atividade tectônica que gera áreas de não-deposição O registro sedimentar é formado por episódios de sedimentação, alternados por períodos de não-deposição. E como são classificadas? NÃO CONFORMIDADE: contato ígnea com sedimentar com superfície de erosão; EVOLUÇÃO:1-deposição. 2-Deformação. 3-Erosão. 4-Nova deposição. ÂNGULAR: ambas sedimentares com a camada inferior inclinada; EVOLUÇÃO: 1-Deposição;2- Soerguimento; 3- subsidência ou deposição ou 1-Montanha 2- Erosão da superfície 3- Subida do mar DESCONFORMIDADE: ambas sedimentares camada inferior mais antiga que a superior e superfície de contato marcada e bem erodida. EVOLUÇÃO: 1- Deposição devoniana(nível do mar alto); 2- Regressão do mar e exposição do substrato a erosão; 3- Transgressão do mar e novas camadas são depositadas(Triássico). PARACONFORMIDADE: ambas sedimentares e geralmente determinada por fosseis e sem superfície de erosão. EVOLUÇÃO: 1- Deposição; 2- Baixa erosão ou nenhuma; 3- Nova deposição. Reconhecendo Paraconformidades: Critérios estratigráficos e sedimentológicos Aspectos geométricos, litológicos, texturais, etc., observáveis em superfície de estratificação,e que indicam interrupção no aporte sedimentar de duração suficiente para ser considerada descontinuidade. Critérios estruturais são chave para reconhecer as discordâncias como mergulho dos estratos, superfície erosiva e o truncamento regional. Também podemos observar mudanças abruptas de fácies e a mudança das paleocorrentes. Critérios Petrográficos: Mudanças na composição detrítica e mudanças nos padrões diagenéticos Mudanças na composição detrítica: • Em sucessões concordantes a variação na composição deve ser contínua • Mudanças abruptas na composição detrítica é um forte indicativo da existência de discordâncias Mudanças nos padrões diagenéticos: • Desenvolvimento de paleossolos Importância das discordâncias na análise de bacias •Fatiamento estratigráfico e correlações; •Determinação de movimentações tectônicas; •Definição de mudanças no nível do mar e •Significado econômico (hidrocarbonetos e depósitos minerais Paleossolos: Características diagnósticas de Paleossolos: 1-Nódulos carbonáticos, rizólitos, 2-Calcretes 3–Paleotocas de vertebrados 4-Bioturbação: retrabalhamento de solos e sedimentos por animais e plantas. Relações Laterais As camadas de rochas sedimentares desaparecerem lateralmente devido a: •São cortadas por falhas ou erosão após a deposição; •Diminuição da espessura •Interdigitação de camadas •Gradação lateral. Por que as camadas mudam lateralmente? •Rochas sedimentares refletem o ambiente de deposição •Se ambientes deposicionais são encontrados lado a lado, então as rochas sedimentares também mudam lateralmente •Portanto, as rochas sedimentares possuem características distintas em cada ambiente sedimentar Fácies •Através do estudo de ambientes de deposição modernos, podemos entender porquê e como as rochas sedimentares mudam lateralmente •Aplicação dos conhecimentos em ambientes modernos ao registro geológico (Uniformitarismo) •Fácies: Um corpo rochoso caracterizado por uma combinação particular de litologias, estruturas físicas e biológicas que apresentem aspectos diferentes dos corpos sobrepostos, sotopostos e lateralmente adjacentes a este.–Indica ambiente deposicional Ambientes de Deposição e Migração Lateral de Fácies •Ambientes de deposição não são fixos (no tempo e espaço) •Quando ocorre mudança no ambiente deposicional, ocorre mudança das rochas que são depositadas naquele ambiente Transgressão e Regressão Padrão de empilhamento retrogradacional Padrão de empilhamento progradacional Hiatos no registro: norma ou exceção? Geração de hiatos no registro geológico –Hiatos gerados pela dinâmica deposicional: reflexo da natureza episódica da sedimentação –Hiatos gerados pela variação do nível de base em bacias sedimentares Potencial de preservação de sedimentos no tempo geológico Sedimentação gradual versus Sedimentação episódica Quem domina o registro estratigráfico? •SEDIMENTAÇÃO GRADUAL: regularidade das taxas de sedimentação ao longo do tempo – processos linearesRegistro sedimentar contínuo, com poucos hiatos •SEDIMENTAÇÃO EPISÓDICA: variações das taxas de sedimentação ao longo do tempo – processos não- lineares Registro sedimentar incompleto, com muitos hiatos Depósitos de Tempestades e Correntes Turbidíticas •Produtos de processos súbitos e catastróficos •Características similares e de difícil distinção •Tempestitos: formados durante eventos de tempestades •Turbiditos: formados durante remobilização súbita de sedimentos da quebra da plataforma. Correntes de TurbidezFluxos sedimentares gravitacionais (não-coesos): –São fluxos de sedimentos ou de misturas de água e sedimento que se deslocam devido à ação da gravidade, sem influência significativa do meio existente por cima desse fluxo. –Densidade global é maior do que a da água que envolve a corrente. EFEITO “CASTANHA-DO-PARÁ”: Se denomina efeito castanha-do-brasil (ou efeito castanha-do-Pará) à tendência das partículas de maior tamanho de uma substância granulada de ascender à superfície de uma mistura quando esta é agitada. Fluxo de Detritos: Fluxos detríticos (debris flow) – O fluido tem grande quantidade de material fino em suspensão, o qual serve de sustentáculo ao transporte em suspensão de alguns elementos maiores. Os depósitos correspondentes são, em geral, maciços, heterométricos e não granuloclassificados. Depósitos de fluxo de massa : Quanto maior a magnitude, menos frequente o evento é, porém maior vai ser o seu potencial de preservação. Evento episódico “apaga” o evento anterior, ao erodir as camadas ou evidências do registro subjacente...os hiatos são bem maiores do que o tempo registrado pela deposição dos sedimentos. Nível de Base: Limite teórico ou nível mais baixo ao qual a erosão da superfície da terra busca atingir. Superfície acima da qual nenhuma partícula atinge repouso e abaixo da qual a acumulação e soterramento são possíveis EM BACIAS MARINHAS O NÍVEL DE BASE É O NÍVEL DO MAR UNIDADES ESTRATIGRÁFICAS Unidade Estratigráfica → é um corpo de rocha (não necessariamente sedimentar) que foi delimitado com base em algum critério. As categorias de classificação estratigráfica: •Unidades Litoestratigráficas – São unidades baseadas nas propriedades litológicas dos corpos rochosos. •Unidades delimitadas por discordâncias (Aloestratigráficas) – São corpos rochosos limitados no topo e na base por discordâncias significativas na sucessão estratigráfica. •Unidades Bioestratigráficas – São unidades baseadas no conteúdo fossilífero dos corpos rochosos. •Unidades Cronoestratigráficas – São unidades baseadas no tempo de formação de corpos rochosos. Litoestratigrafia É o elemento da estratigrafia relacionado com a descrição e nomenclatura das rochas com base nas suas litologias e suas relações estratigráficas. Classificação litoestratigráfica → É a organização de corpos rochosos em unidades baseadas em suas propriedades litológicas e suas relações estratigráficas. A unidade fundamental da Litoestratigrafia é a Formação → possui homegeneidade litológica interna e serve como unidade mapeável básica. As formações adjacentes devem ser facilmente distinguíveis Unidade Litoestratigráfica conjunto de rochas que se distinguem e se delimitam com base em seus caracteres litológicos, independente da sua história geológica ou de conceitos cronológicos. Correlações litológicas •Unidades-rocha = corpos/camadas identificadas por critérios litológicos Delimitação: na vertical por superfícies representando mudanças nas características litológicas, hiatos ou camadas-chave. Reconhecimento: •Características macroscópicas (campo) •Características microscópicas (laboratório) Correlação Estratigráfica Correlação = relação mútua entre pessoa ou coisa; analogia Correlação Estratigráfica é... “determinação da correspondência entre seções estratigráficas, tanto em superfície quanto em subsuperfície” “correlacionar, no sentido estratigráfico, é demonstrar a correspondência em caráter e posição estratigráfica” Conceitos importantes Fácies – Conceito mutável no tempo. Conceito usado em diversas áreas das ciência das terra, como a sedimentologia, geotectônica, pedologia, petrologia ígnea e metamórfica, etc... Grensly (1838) – “Corpo rochoso com características específicas, como tipo rochoso, feições texturais, conteúdo fossilífero, estruturas sedimentares... Walker (1992) - “Um corpo rochoso caracterizado por uma combinação particular de litologias, estruturas físicas e biológicas que apresentem aspectos diferentes dos corpos sobrepostos, sotopostos e lateralmente adjacentes a este”. Miall (2000) – “Grupo de rochas sedimentares observáveis que podem ser interpretados em termos de seus processos deposicionais geradores. Fácies podem ser descritivas, denominadas a partir de seus atributos como geometria, granulometria, composição e estruturas sedimentares, ou interpretativas de acordo com os processos ou ambientes inferidos de seu s atributos”. “Jeitão da Rocha” Definir e usar o conceitoé... •As fácies devem dar uma designação descritiva breve (“siltito laminado”) levando em conta que são produtos de processos sedimentares particulares. •Interpretar fácies é combinar observações sobre as suas relações espaciais e suas características internas (litologia e estruturas sedimentares. •“Os processos atuantes no presentes atuaram no passado (Princípio do Atualismo).” As fácies são produto de processos particulares, e sua interpretação depende de comparações com exemplos atuais •Fácies podem ser definidas em diferentes escalas de observação, dependendo do grau de detalhamento, do estado de preservação e abundancia de estruturas físicas biológicas. •Fácies são unidades universais, e podem e devem ser aplicadas e comparadas com todos os exemplos presentes no registro. Descrição de litofácies sedimentares: Os atributos descritivos de uma litofácies sedimentar podem ser divididos em dois conjuntos: •Atributos “externos” ao corpo rochoso • Atributos “internos” ao corpo rochoso Camada 1.Configuração interna das camadas: TIPO 1 – Camadas tabulares, contínuas, com espessuras Iguais TIPO 2 – Camadas c/ geometrias variadas (lentes, cunhas), esp. variadas, descontínuas. Descrição de litofácies sedimentares: Atributos “internos” ao corpo rochoso. •Litologia – composição litológica (quartozo-arenito, arcóseo, litarenito, etc.) e NÃO tamanho de grão. •Textura – tamanho, distribuição e forma dos grãos •Cor – cores cinzas a preta → condições redutoras; cores avermelhadas → condições oxidantes •Estrutura sedimentar – é o atributo mais diagnóstico do processo sedimentar. –Distinção entre fácies geradas por fluxos gravitacionais (fluxos de detritos, correntes de turbidez) e fácies depositadas por fluxos de fluidos (fluxos unidirecionais, oscilatórios e combinados) •Paleocorrente – critério de distinção entre fácies Classificação de Fácies Lembre-se: Não é uma classificação de rocha!!! 1) letra (Maiúscula) = Litologia(granulação) 2) letra (minúscula) = Estrutura Sedimentar •Arenito + cruzadas acanaladas = Aca •Folhelho = F •Siltito com laminação plano-paralela = Sl •Conglomerado maciço = Cm Litofácies: As litofácies abrangem os aspectos litológicos e estruturais do depósito buscando a definição dos processos que a geraram. Estrutura sedimentar + composição da rocha +geometria da camada =processo deposicional particular. Relação processo/produto Portanto... Se muda o processo – a intensidade de uma corrente, a frequência de uma onda, o tipo de fluxo gravitacional – muda a fácies. Hierarquia de Unidades Litoestratigráficas: •Supergrupo: associação formal de grupos relacionados ou superpostos. O termo Supergrupo pode ser usado para vários grupos associados ou para grupos e formações associados, que tenham em comum propriedades litológicas significativas. •Grupo: associação de formações. O Grupo é a unidade litoestratigráfica formal de categoria superior à formação. Ele é formado pela associação de duas ou mais formações relacionadas por características ou feições litoestratigráficas comuns. Um grupo pode ser dividido em subgrupos. •Formação: unidade litoestratigráfica fundamental, identificada por suas características litológicas e posição estratigráfica Uma formação pode conter entre seus limites: •rocha de um só tipo; •repetição de dois ou mais tipos litológicos; ou •Composição litológica heterogênea que constitua por si mesma um caráter distintivo em relação às unidades litoestratigráficas adjacentes. Uma formação pode ou não ser dividida parcial ou totalmente em membros formalmente designados. A Formação é a unidade fundamental da classificação estratigráfica formal. Caracteriza-se pela relativa uniformidade litológica, formando um corpo de preferência contínuo e mapeável em superfície e/ou subsuperfície. •Membro: unidade litoestratigráfica formal constituinte de uma formação. O Membro é sempre uma parte da formação. Trata-se de uma entidade que apresenta características litológicas próprias que permitem distingui-lo das partes adjacentes da formação. •Camada: subdivisão distintiva de um membro; a menor unidade litoestratigráfica formal das rochas sedimentares. A Camada é a unidade formal de menor hierarquia na classificação litoestratigráfica. Trata-se de um corpo de rocha em uma sucessão estratificada, distinguida litologicamente de rochas adjacentes. •Complexo:O Complexo é composto pela associação de rochas de diversos tipos (sedimentares, ígneas ou metamórficas) e é caracterizada por litologias misturadas irregularmente por relações estruturais complexas. Hierarquicamente o complexo pode ser equivalente a um grupo ou formação. BioestratigrafiaRamo da Estratigrafia que trata da distribuição dos fósseis no registro estratigráfico e da organização dos estratos em unidades com base em seu conteúdo fossilífero. •A idade das camadas rochosas são definidas pela ajuda dos fósseis. •Fósseis-guia: são encontrados amplamente, em termos geográficos, e ocorrem durante um breve espaço de tempo e com um ótimo potencial de preservação → são características excepcionais para dar apoio e precisão durante a datação aproximada de estratos e camadas. Princípio da Sucessão Faunística William Smith (1769-1839). Engenheiro e construtor de canais inglês. Considerado o fundador da Bioestratigrafia. Compreendeu que um determinado estrato é sempre encontrado na mesma ordem de superposição e contém os mesmos fósseis peculiares. •Estratos sedimentares classificados por critérios paleontológicos; •Interessa apenas a variação do conteúdo fossilífero na sucessão de estratos; •A correlação dos estratos é feita pela conteúdo fossilífero → principalmente microfósseis; •Os estratos são agrupados em Biozonas, por diferentes critérios → processo de Zoneamento. Fóssil-guia •William Smith - Início de 1800: Fósseis sucedem um ao outro numa ordem definida e determinada. •Fóssil Guia: Larga ocorrência geográfica e existência por um curto tempo geológico. Princípio da Sucessão Faunística: 1-Diferentes unidades de rochas sedimentares superpostas contêm diferentes assembléias fósseis.2-A idade de uma rocha pode ser inferida com base no seu conteúdo fossilífero. Biozona Uma Biozona pode ser definida como um conjunto de estratos caracterizado pelo seu conteúdo fossilífero, que permite distinguí-lo dos estratos adjacentes. A definição de uma Biozona pode ser baseada na: •Identificação de um ou mais taxa e suas abundâncias relativas; •Feições morfológicas específicas de um dado grupo fóssil, ou variações em outras características relacionadas ao conteúdo e a distribuição dos fósseis nos estratos. Classes de Unidades Bioestratigráficas: •Biohorizonte → Limite estratigráfico, superfície ou intervalo ao longo da qual há uma mudança significativa de caráter bioestratigráfico. •Subzona → Subdivisão de uma zona. •Zona → Conjunto de estratos caracterizado por seu conteúdo fossilífero. Corresponde à unidade bioestratigráfica básica. •Superzona → Agrupamento de duas ou mais biozonas que apresentam atributos bioestratigráficos relacionados. •Interzona → Intervalo afossilífero situado entre duas biozonas sucessivas. •Intrazona → Intervalo estéril situado dentro de uma dada biozona. Vantagens da Datação Paleontológica: Definição de Paraconformidades “correlacionar, no sentido estratigráfico, é demonstrar a correspondência em caráter e posição estratigráfica entre camadas de rochas depositadas no mesmo tempo e em diferentes localidades”