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Boletim de Geociências da Petrobras

Publicação:MAI /2013

Volume:21

Número:1

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Expediente, Apresentação e Sumário

O BGP neste número apresenta uma diversidade de artigos que contempla um longo espectro estratigráfico, do Quaternário ao Proterozoico, abrangendo diferentes temas das geociências, distribuídos ao longo do território nacional, e também traz um artigo que enfoca estudos sobre hidratos de gás no Mar do Japão. Abrimos o presente número com o artigo de Alexandre Uhlein, que trata da evolução de algumas sequências estratigráficas desenvolvidas sobre os crótons do Amazonas e São Francisco, ao longo do Proterozoico. O segundo artigo, de autoria de Wellington Ceccopieri Belo e Ilson Carlos Almeida da Silveira, versa sobre a variabilidade do comportamento oceanográfico do Atlântico Sul, que influencia o padrão de circulação ao longo das bacias de Santos e Pelotas, na margem atlântica meridional do Brasil. Na sequência, Antonio Fernando Menezes Freire apresenta um estudo sobre a distribuição de hidratos de gás natural ao longo da margem leste do Mar do Japão, na Bacia de Joetsu, baseado na análise de dados geofísicos 2D.


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Cobertura cratônicas proterozoicas do Brasil

No Brasil destacam-se dois crátons brasilianos – o cráton amazônico, na Região Norte, e o Cráton do São Francisco, que ocorre na Região Centro-Leste. Bacias cratônicas proterozoicas são depósitos sedimentares ou vulcanossedimentares sub-horizontais, situadas no interior destes crátons e que se desenvolveram no Paleoproterozoico (2,5-1,6 Ga), Mesoproterozoico (1,6-1,0 Ga) e/ou Neoproterozoico (1,0 Ga a 540 Ma). No cráton amazônico destacam-se as coberturas paleo-mesoproterozoicas do Supergrupo Roraima (escudodas Guianas), assim como o Grupo Beneficente, Grupo Gorotire, formações Dardanelos e Palmeiral, no escudo do Brasil Central. Constituem-se em bacias rifte alongadas segundo WNW-ESE, com vulcânicas ácidas-intermediárias, sedimentos continentais na base (sistemas deposicionais de leque aluvial, fluvial) com importante fase(s) transgressiva(s) no topo, representada por sedimentos marinhos plataformais (metacalcários, metarenitos com estratificações hummocky). No Cráton do São Francisco ocorrem as coberturas paleo-mesoproterozoicas do Supergrupo Espinhaço em Minas Gerais e Bahia, assim como do Grupo Araí, no estado de Goiás. Mostram um desenvolvimento estratigráfico semelhante, com metavulcânicas ácidas-intermediárias e metassedimentos de sistemas continentais na base e marinhos plataformais no topo. Representam bacias tipo rifte-sag alongadas na direção N-S, com importante fase distensional, subsidência inicial mecânica, sedimentação de leques aluviais, fluvial e lacustre e, posteriormente, subsidência térmico-flexural, com sedimentação marinha, sob influência de ondas e marés. Fases de reativação distensional e sedimentação fluvial podem ocorrer, para o topo, principalmente no Supergrupo Espinhaço, na região da Chapada Diamantina (Bahia). Estas bacias rifte-sag foram parcialmente invertidas e soerguidas, formando regiões de grande beleza natural. Coberturas neoproterozoicas ocorrem em grande extensão no Cráton do São Francisco – Bacia do São Francisco (Grupo Bambuí) e de maneira muito subordinada na borda sudeste do cráton amazônico, junto à Faixa Paraguai (Grupo Araras). Estas bacias apresentam importante sedimentação glacial recorrente e sedimentos pelito-carbonáticos, às vezes estromatolíticos. Esta alternância de sedimentos glaciais e carbonatos é frequente e relacionada à teoria do Snow Ball Earth. Na Bacia do São Francisco, no Grupo Bambuí, observa-se, na base, a Formação Jequitaí (Minas Gerais e Goiás) e a Formação Bebedouro (Grupo Una, Chapada Diamantina, BA), ambas representando a sedimentação glacial Marinoana (~630 Ma), preservada na região do Cráton do São Francisco. Acima, a Formação Sete Lagoas (calc Fanerozoico arenitos) mostra características de cap carbonate Marinoano. O Grupo Bambuí constitui-se, na maior parte, em uma Bacia de Antepaís (foreland) associada ao desenvolvimento orogênico da Faixa de Dobramentos Brasília. Mostra espessuras maiores a oeste, padrão coarsening upward e predomínio de sedimentos siliciclásticos imaturos, com proveniência de margem ativa. Na borda do cráton amazônico, na região de Cuiabá (MT), ocorre a Formação Puga, que representa a sedimentação glacial Marinoana (~630 Ma), e o Grupo Araras (dolomitos rosados, calcários cinza), que se constitui num cap carbonate Marinoano. Recentemente, foi caracterizado um terceiro evento glacial no Neoproterozoico do Brasil (evento glacial Gaskiers - 580 Ma) na forma de diamictitos que ocorrem acima do Grupo Araras, na borda do cráton amazônico.


Autores: Alexandre Uhlein

Palavras-chave

bacias sedimentares proterozoicas, coberturas cratônicas, riftes, glaciação global, vulcânicas

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A variabilidade vertical do oceano na Bacia de Santos

A Corrente do Brasil (CB) flui para o quadrante sul como jato de contorno oeste verticalmente estratificado e organizado na região da quebra de plataforma, em uma faixa latitudinal a partir da Cadeia Vitória- Trindade (CVT) em 20oS até a região da Confluência Brasil-Malvinas (CBM) em 38-40oS, faixa esta em que o seu transporte de volume cresce verticalmente para o sul. O escoamento do oceano superior na borda oeste do Atlântico Sul (~1.000m) tem um caráter mais baroclínico ao norte de 25ºS e mais barotrópico ao sul de 30ºS. Entretanto, em ambos os domínios se faz presente intensa atividade de mesoescala pela passagem de vórtices e meandros, sobrepostos a estruturas de recirculação oceânica de larga escala, que influem sobre a circulação oceânica na região do Pré-Sal da Bacia de Santos a 300km da costa. Com base em dois anos de séries temporais de correntes observadas em fundeio oceanográfico no Campo de Lula, e a partir de dados medidos por hidrografia repetida (perfis de temperatura, salinidade e N2 da água do mar), usamos os modos ortogonais estatísticos e dinâmicos para abordar a variabilidade vertical local. Verificamos que a mesma na região é 85% explicada estatisticamente pelo primeiro modo EOF (Funções Ortogonais Empíricas), onde a maior parte dessa variabilidade está nos primeiros 400-600m, sem direção predominante, e é essencialmente baroclínica em primeiro modo. Além disso, a coluna d’água na região apresentou marcante estratificação sazonal. Portanto, nossa área de estudo, caracterizada por escoamentos médios relativamente fracos (0,1-0,2m s-1), é dominada por vórtices cujo ajustamento geostrófico é amplamente dominado pelo primeiro modo baroclínico. A área de estudo está em uma região de grande variabilidade direcional do escoamento sobre o Platô de São Paulo, distante dos jatos das correntes que escoam paralelamente à geometria da plataforma. Estas características definem o padrão de variabilidade vertical dos escoamentos oceânicos no Pré-Sal da Bacia de Santos.


Autores: Wellington Ceccopieri Belo, Ilson Carlos Almeida da Silveira

Palavras-chave

modos dinâmicos, corredor de vorticidade, oceanografia, pré-sal, Bacia de Santos

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Controle estrutural-estratigráfico na distribuição de hidratos e gases livres do anticlinal Umitaka, Bacia Joetsu, margem leste do Mar do Japão

A Universidade de Tóquio, associada a outras instituições de pesquisas japonesas, tem implementado desde 2004 uma intensa atividade exploratória na Bacia Joetsu, margem leste do Mar do Japão, com a intenção de delimitar acumulações de hidratos de gás. Estes estudos têm integrado dados geofísicos, geológicos e geoquímicos, tendo identificado acumulações rasas de hidratos de gás, associadas a exsudações ativas de metano no fundo do mar e na coluna d’água. A principal ocorrência destas acumulações está localizada em um anticlinal assimétrico denominado Esporão Umitaka (Umitaka Spur), onde levantamentos sísmicos 2D monocanais têm revelado estruturas em forma de chaminés, as quais parecem estar fortemente controladas por um complexo sistema de falhas de plano axial. Estas chaminés apresentam branqueamento de refletores, característica da presença de gás, ocasionalmente exibindo fortes amplitudes sísmicas em seu interior. Algumas vezes podem se observar estruturas pull-up, provavelmente relacionadas a densas acumulações de hidratos de gás, cuja impedância acústica é mais elevada. Um refletor que simula o fundo marinho (bottom-simulating reflector - BSR) é visível dentro das chaminés de gás e no flanco leste mais suave do anticlinalassimétrico, sugerindo que os hidratos podem estar selando acumulações rasas não convencionais de gás livre abaixo da zona de estabilidade de hidratos (gas hydrate stability zone - GHSZ). Neste flanco ocorrem depósitos de fluxo de detritos (debris-flow deposits) que podem, a depender de condições permoporosas favoráveis, representar potenciais reservatórios para hidratos dentro da GHSZ e para gases livres abaixo desta. O sistema de falhas axiais, a geometria do anticlinal e as camadas e contatos carreadores induzem a migração de gás termogênico para o topo da estrutura, alimentando a GHSZ e formando intensas exsudações e plumas gigantes de metano na coluna d’água.


Autores: Antonio Fernando Menezes Freire

Palavras-chave

Bacia Joetsu, chaminés de gás, exsudações de metano, hidratos de gás, Mar do Japão, sísmica monocanal, Umitaka Spur

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Aplicação combinada das técnicas de intrusão de mercúrio e adsorção de nitrogênio para a caracterização do sistema poroso de rochas selantes

A análise do espaço poroso em rochas selantes é essencial para o conhecimento relacionado ao transporte de fluidos neste material. A permeabilidade e a capilaridade são propriedades importantes que ditam a eficiência de selo dessas rochas e nos dias atuais têm sido usadas no sentido de avaliar a eficiência de selo principalmente na exploração de petróleo ou armazenamento do CO2. O principal objetivo deste artigo é a obtenção de parâmetros  que descrevam a microestrutura porosa das rochas selantes e venham a ser correlacionados a modelos empíricos que estimem permeabilidade absoluta. Como as rochas selantes são formadas por uma extensa faixa de tamanho de poros que vão de micro a macroporos (predominando aqueles na ordem dos angstroms), torna-se difícil a obtenção do espectro poroso total nessas rochas. Por isso, no presente estudo, porosimetria de intrusão de mercúrio (PIM) e adsorção gasosa de nitrogênio (AGN2) foram aplicadas em combinação como técnicas complementares. A primeira é ideal para a obtenção de meso- e macroporos, enquanto a segunda, associada à teoria BET (Brunauer-Emmett-Teller) (Brunauer et al., 1938), permite determinar a área superficial específica e, se conjugada a um modelo baseado na equação de Kelvin, fornece a distribuição de tamanho de poros na faixa dos micro- e mesoporos. O trabalho foi conduzido em amostras de rochas selantes cedidas pelo Centro de Pesquisas da Petrobras (Cenpes), oriundas de diferentes profundidades em quatro formações geológicas brasileiras. A combinação das curvas PIM e AGN2 mostra que a maioria das amostras é similar, apresentando estrutura porosa anisotrópica com curvas de distribuição de tamanho de poros (DTP) polimodais e valores de porosidade entre 0,33% e 10,45%. Os valores de área superficial específica (So) mensurados por AGN2 foram maiores que aqueles calculados por PIM. Isso é explicado uma vez que na maioria das amostras analisadas houve predominância de diâmetro médio de poros entre 20 Å e 1.000 Å, e nos ensaios conduzidos, PIM não acessou a faixa de poros menores que 62 Å, principais responsáveis pelo aumento de So.


Autores: Mayka Schmitt, Celso Peres Fernandes, Viviane Sampaio Santiago dos Santos, José Antônio Bellini da Cunha Neto

Palavras-chave

rochas selantes, área superficial específica, distribuição de tamanho de poros, porosimetria por intrusão de mercúrio, adsorção gasosa de nitrogênio

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Evidências de transporte de sedimentos no Quaternário do talude inferior da Bacia de Campos, com base em ostracodes alóctones

A suscetibilidade dos ostracodes de diferentes habitats às mudanças ambientais e climáticas conforma associações distintas úteis para reconstruções paleoambientais em áreas tanto continentais como marinhas. As associações de ostracodes recuperadas das lamas carbonáticas do Pleistoceno Superior-Holoceno do piston core GL-451, da Bacia de Campos, contêm associações mistas compostas por táxons autóctones (Krithe, Poseidonamicus, Australoecia, Cytheropteron, Bythocypris, Bradleya) e alóctones (Brasilicythere, Caudites, Cyprideis, Eucythere, Loxoconcha, Meridionalicythere, Paracytheridea e Xestoleberis). Os táxons autóctones predominam nas associações, indicando que as lamas foram depositadas em águas profundas (batial inferior). As associações mistas ocorrem durante as fases glaciais, evidenciando que nesses períodos houve maior transporte de sedimentos de áreas continentais-plataformais para áreas de talude. O pico de maior abundância de ostracodes alóctones (em especial, Loxoconcha) encontra-se na parte superior da Subzona de foraminíferos planctônicos Y1 (Pleistoceno Superior). Este pico está relacionado a um episódio de resfriamento e a um rebaixamento do nível relativo do mar (NRM).


Autores: Ariany de Jesus e Sousa, João Villar de Queiroz Neto, Elizabete Pedrão Ferreira

Palavras-chave

ostracodes, associações mistas, transporte de sedimentos, águas profundas, Quaternário, Bacia de Campos, Brasil

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Deformação transpressiva penecontemporânea na Formação Rio do Rastro (Permiano da Bacia do Paraná) na região da Serra do Cadeado (PR)

Estruturas tectônicas relacionadas à reativação de descontinuidades do embasamento são comuns em bacias sedimentares. A história evolutiva da bacia intracratônica do Paraná exibe diversos eventos de reativação de estruturas do embasamento Pré-Cambriano, com reflexos na distribuição de ambientes deposicionais e na presença de estruturas tectônicas. Neste trabalho são descritas estruturas relacionadas à deformação penecontemporânea no Membro Morro Pelado da Formação Rio do Rasto (Grupo Passa Dois, Permiano da Bacia do Paraná), identificadas durante trabalhos na região da Serra do Cadeado, estado do Paraná. Esta unidade litoestratigráfica é composta por siltitos laminados com intercalações decimétricas a métricas de arenitos muito finos, cuja presença aumenta em direção ao topo. As estruturas identificadas são relacionadas predominantemente a deformações compressivas, tais como dobras, falhas reversas de alto e baixo ângulo, e dobras por propagação de falhas, além de superfícies erosivas localizadas e camadas convolutas. As camadas deformadas se encontram envelopadas por camadas com pouca ou nenhuma deformação, e se observou também que dobras controlaram a distribuição de fácies dos sistemas deposicionais. A orientação e o estilo estrutural indicam que esta deformação ocorreu no final do Permiano e está relacionada à reativação transpressional sinistral da Zona de Falha Guaxupé, que atravessa a área estudada. Acredita-se que esta reativação esteja relacionada à atividade orogênica que ocorreu ao sul do Supercontinente Gondwana durante a colisão do Bloco Patagônico (Orogenia Sanrafaélica).


Autores: Michael Strugale, Sidnei Pires Rostirolla, Fernando Mancini, Marcelo Kulevicz Bartoszeck

Palavras-chave

Bacia do Paraná, Triássico, deformação penecontemporânea, transpressão

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Evolução geológica das sequências mistas (siliciclásticas e carbonáticas) sob influências da tectônica que envolve o embasamento e da halocinese durante o Albiano – Plataforma de Regência – Bacia do Espírito Santo

A área estudada situa-se na porção terrestre da Bacia do Espírito Santo, na província geológica conhecida como Plataforma de Regência. O intervalo compreende sedimentos siliciclásticos (fluviais, transicionais e marinhos rasos) e carbonatos (marinhos rasos). A base de dados utilizada incluiu dados de amostra de calha, testemunhos (relativamente escassos), perfis geofísicos de mais de 90 poços exploratórios, sísmica de reflexão com cobertura 3D, além de dados micropaleontológicos. Isto viabilizou a integração dos poços com a sísmica, possibilitando o rastreamento de refletores sísmicos com a produção de seções sísmicas interpretadas e a consequente confecção de mapas de litofácies, mapas paleogeográficos, mapa de atributo sísmico, blocos diagramas paleogeográficos e seções de velocidade. Este estudo procurou melhor compreender as relações genéticas existentes entre a estruturação adiastrófica e a movimentação tectônica ocorridas durante o Albino e como estas interferiram na distribuição paleogeográfica das fácies siliciclásticas, carbonáticas e híbridas. O pulso tectônico responsável pela mudança no gradiente da base do sal, na Zona de Falha Cedro-Rio Doce, que divide a Plataforma de Regência em dois blocos (alto e baixo), provavelmente ocorreu no Albiano Inferior, junto com o evento causador da discordância que separa as duas sequências deposicionais informalmente reconhecidas e descritas (A e B). O bloco baixo apresenta feições sísmicas que indicam escorregamento do pacote albiano, produzido por esse episódio tectônico. Na Sequência A observa-se o predomínio de siliciclásticos nas porções mais proximais (NW da Plataforma) e de fácies híbridas e carbonáticas nas mais distais. A Sequência B apresenta a retrogradação das fácies proximais no sentido oeste, inclusive com o implante de uma contínua plataforma carbonática, com prováveis bancos carbonáticos descontinuados, possivelmente causados pela ação de correntes de marés, na Zona de Falha Cedro-Rio Doce e porções mais distais. O estudo revelou que a deposição de siliciclásticos, carbonatos e sedimentos mistos ocorreu de forma contemporânea, considerando uma escala temporal dita de terceira ordem, a partir da percepção que a análise sísmica permite inferir.


Autores: Claudio Vinicius Tagliari, Paola de Rossi Fontanelli, Jairo Rios Brandão, Paulo Sérgio Gomes Paim

Palavras-chave

sedimentação mista, sismoestratigrafia, halocinese, tectônica, embasamento, Bacia do Espírito Santo

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Deformação contracional cenozoica na Bacia de Cumuruxatiba: interação entre a halocinese e magmatismo de Abrolhos

A Bacia de Cumuruxatiba, localizada na costa sul do estado da Bahia, tem sua origem associada ao episódio de fragmentação do paleocontinente Gondwana Ocidental, cujo rifteamento em ambiente distensional durante o Neocomiano foi seguido por subsidência termal até o final do Cretáceo. Posteriormente, durante o Cenozoico, ocorre o magmatismo Abrolhos, com picos durante o Paleoceno e Eoceno. Neste período ocorre uma inversão cinemática na bacia, representada principalmente por dobras relacionadas a falhas reversas (fault-related folds). Algumas falhas normais com descolamento no sal foram reativadas como estruturas em arpão, invertendo o crescimento sedimentar da seção do Cretáceo Superior. Restaurações estruturais regionais de seções sísmicas 2D revelaram que a maior parte da deformação está concentrada no início do Cenozoico, com o pico no Eo- oceno. O período pós-Eoceno é marcado pela diminuição da taxa de deformação até o presente. Derrames magmáticos provenientes de altos magmáticos causaram uma sobrecarga diferencial nas bordas da bacia, servindo de gatilho para atuação da halocinese, como já demonstrado na literatura em modelagens físicas. As rochas magmáticas ocorrem principalmente como derrames associados com sedimentos sin-tectônicos, revelando uma deposição concomitante à deformação. O estudo dos mapas de isópacas, associado com diagramas com orientação do eixo de maior deformação, mostrou que a maioria das dobras foi ativada ou reativada em diferentes períodos durante o Cenozoico sem um padrão definido. As dobras apresentam padrões cinemáticos variados ao longo do tempo, refletindo um história complexa de variação da carga diferencial dos altos magmáticos adjacentes. Esta análise estrutural possibilitou montar um modelo evolutivo desta deformação contracional ao longo do Cenozoico na Bacia de Cumuruxatiba, reforçando a hipótese de que a atividade magmática de Abrolhos foi o principal fator de gatilho e estruturação da bacia pela halocinese durante o Paleógeno. Este modelo estrutural evolutivo tem papel fundamental na obtenção das idades relativas das estruturas cenozoicas que podem se tornar prospectos para exploração de petróleo.


Autores: Talles Souza Ferreira, Mário Neto Cavalcanti de Araújo, Fernando César Alves da Silva

Palavras-chave

Bacia de Cumuruxatiba, deformação contracional cenozoica, magmatismo de Abrolhos, halocinese

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Interpretação de mapas aerogeofísicos magnéticos e gamaespectrométricos no norte da faixa araçuaí

O conhecimento de uma bacia sedimentar também depende do entendimento de seu embasamento contíguo, pois ele é fonte de seus sedimentos e contém registro de suas deformações. No caso das bacias do tipo rifte Cumuruxatiba e Jequitinhonha, a parte nordeste do Cinturão Móvel Araçuaí no estado da Bahia, Brasil, constitui seu embasamento cristalino contíguo. O emprego de dados aerogeofísicos magnéticos e gamaespectrométricos, através de transformações do campo magnético correlacionadas a imagens de gamaespectrometria, permitiu gerar mapas de interpretação que melhoram o conhecimento geológico e geodinâmico da área do extremo nordeste do Cinturão Móvel Araçuaí. Esse estudo aprimorado pode auxiliar programas de exploração de petróleo nas referidas bacias.


Autores: Bruno Freitas Gonçalves, Edson Emanoel Starteri Sampaio

Palavras-chave

Faixa Araçuaí, interpretação aerogeofísica, magnetometria, gamaespectrometria

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Hidrotermalismo

O conceito de hidrotermalismo e de alteração hidrotermal inclui processos complexos de mudanças físico-químicas em rochas preexistentes a partir da interação destas com fluidos aquecidos. O termo “hidrotermal” foi originalmente aplicado para definir a atividade de fluidos quentes e mineralizações associadas com o magmatismo e, posteriormente, foi expandido para designar qualquer solução aquosa relativamente mais quente com relação ao ambiente adjacente, sem implicações genéticas sobre a fonte de fluido.


Autores: Eveline Ellen Zambonato

Palavras-chave

Hidrotermalismo

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