Programação

  • Tópico atual

    Sistemas deposicionais - Rios

    1. O que são fácies sedimentares (ou litofácies) e sistemas deposicionais?

    Consultas: 

    Nichols, G. 2009. Capítulo 1.

    https://wiki.seg.org/wiki/Depositional_system


    2. Quais são as características fisiográficas e os processos e produtos sedimentares gerados em sistemas fluviais?

    Consulta: 

    Nichols, G. 2009. Capítulo 9.


    3. Vídeo aulas do Prof. Renato Paes de Almeida

    Introdução aos sistemas deposicionais: 

    Introdução aos sistemas fluviais: 

    Observações:

    *Estes temas serão revisitados no curso de Estratigrafia ministrado pelo Prof. Renato.

    *Atenção para as diferenças entre rios que drenam áreas fontes (montanhas) e rios que drenam bacias (planícies aluviais).

  • Padrões de transporte e deposição de sedimentos em canais fluviais

    Neste tópico, serão estudados: 

    1. Os mecanismos de transporte de partículas em canais fluviais (ver vídeo-aula do Prof. Renato - a seguir).

    2. Os controles sobre os padrões de distribuição dos sedimentos ao longo de um sistema fluvial (exemplificados pelos sedimentos do rio Chicama).

    A atividade é desenvolvida em grupo e com apoio dos orientadores.

    Material de apoio:

    Livros

    Níchols, G. 2009. Cap. 4. Processes of transport and sedimentary structures, p.44-68

    Pomerol, C., Lagabrielle, Y., Renard, M., Guillot, S. Princípios de Geologia, 14a edição, Editora Bookman (capítulos sobre Geologia Sedimentar).

    Video-aula “Transporte de partículas” – Prof. Renato Almeida


    Vídeos de observações em campo (1) e de experimentos (2-6)

    1. Transporte de cascalho em canal fluvial

    Descrição: destaque para o transporte de seixos por saltação.

    2. Efeito da turbulência na capacidade de transporte de sedimentos por uma corrente


    Descrição: a inclusão de um obstáculo aumenta a turbulência do fluxo e intensifica a capacidade transporte de sedimentos.

    3. Transporte de sedimentos e formação de barras em canal dominado por carga de fundo (bedload)

    Descrição: em ambos os vídeos, notar a morfologia das barras e dinâmica de migração dos canais secundários. Comparar com os padrões oberservados no rio Chicama.

    4. Efeito da declividade na capacidade de erosão e deposição


    Descrição: notar que o aumento da declividade torna o canal mais erosivo, tal como ocorre nos rios de montanha, que tem maior declividade comparados aos rios de planície.

    5. Efeito de perturbações na dinâmica erosivo-deposicional

    Descrição: este experimento simula o efeito da retirada de sedimentos do canal ou da planície de inundação. Esta retirada ocorre, por exemplo, com atividades de mineração de areia. Notar que as perturbações na dinâmica deposicional são propagadas para áreas mais distantes, tanto a jusante quanto a montante.

    6. Simulação do desenvolvimento de formas de leito em um canal fluvial

    https://csdms.colorado.edu/wiki/Movie:A_simulation_of_river_bedforms

    Descrição: notar a mudança do leito plano para o leito ondulado e a migração das formas de leito (dunas).


    Questões

    As localidades 1, 2 e 3 estão representadas  nas imagens a seguir e representam as características dos sedimentos acumulados em trechos específicos do rio Chicama, de montante (1) para justante (3). Responda as seguintes questões:

    1. Qual seria a velocidade mínima do fluxo d’água para transportar os matacões observados na localidade 1?

    2. A área fonte do rio Chicama produz desde sedimentos argilosos até sedimentos cascalhosos. Isto pode ser observado no depósito marginal da localidade 1, o qual contém quantidade significativa de silte, argila e areia. Porém, observa-se franco predomínio de matacões no leito do rio adjacente ao depósito marginal. Quais seriam os possíveis destinos dos sedimentos mais finos (areia, silte e argila) transportados pelo rio Chicama? Onde estes sedimentos são depositados?

    3. Na localidade 2, observa-se uma barra com maior densidade de vegetação (“barra com topo vegetado”). Esta barra está na parte central do leito do rio Chicama. Quais processos poderiam explicar o maior recobrimento de vegetação nesta barra? Qual seria o efeito da vegetação no transporte dos sedimentos?

    4. Os sedimentos da localidade 1 são mais grossos que os sedimentos das localidades 2 e 3, sugerindo maior potência unitária (capacidade de transporte) na localidade 1. Quais fatores provocariam a variação da potência unitária entre estas localidades?


    Médio e baixo curso do rio Chicama (norte do Peru)

    Características dos sedimentos do canal e dos depósitos sedimentares marginais na localidade 1


    Complexo de barras e sedimentos acumulados na localidade 2


    Características dos sedimentos acumulados na localidade 3

    *Data de entrega das respostas: 28/04/2020

  • Formas de leito, laminações e estratificações

    Introdução

    A movimentação de sedimentos detríticos por um fluxo de água ou ar gera formas de leito, cuja migração ou crescimento leva à formação de laminações ou estratificações. A geometria das formas de leito e das laminações ou estratificações relacionam-se às condições do fluxo (fluxos inferior/subcrítico ou superior/supercrítico). Formas de leito e suas laminações ou estratificações podem ser preservadas nos depósitos sedimentares de modo que o reconhecimento destas feições permite deduzir as do condições do fluxo que gerou o depósito sedimentar em questão. Algumas feições permitem ainda deduzir o sentido ou orientação do fluxo. Portanto, a análise destas estruturas sedimentares permite deduzir condições do fluxo atuantes na formação de um depósito sedimentar. Os objetivos deste tópico são:

    -Reconhecer tipos de formas de leito, laminações e estratificações.

    -Interpretar o regime de fluxo (inferior/subcrítico ou superior/supercrítico) a partir da análise de formas de leito, laminações e estratificações.

    -Deduzir a orientação do fluxo (direção ou sentido) a partir da geometria das formas de leito, laminações e estratificações.

    Formas de leito, laminações e estratificações geradas por fluxos unidirecionais

    Os conhecimentos fundamentais deste tema são apresentados em:

    *Nichols, G. (2009). Cap 4. Tópico 4.3. Flows, sediment and bedforms, pp. 50-58.

    Vídeo-aula do Prof. Renato sobre regime de fluxo inferior e estruturas associadas:


    Vídeo-aula do Prof. Renato sobre regime de fluxo superior e estruturas associadas:


    Veja a formação de duna, leito plano e antiduna devido à transição de regime de fluxo subcrítico para supercrítico. Compare as ondulações da superfície da água com as formas de leito para avaliar em quais condições estão em fase ou fora de fase.


    Conceitos fundamentais do tema

    Número de Froude (Fr)

    Regime de fluxo inferior/subcrítico

    Regime de fluxo superior/supercrítico 

    Marcas ondulada (ripple)

    Duna

    Leito plano

    Antiduna

    Laminação

    Estratificação

    Exercício-problema III

    Com o Exercício-problema III, vocês poderão praticar a descrição e interpretação de formas de leito, laminações e estratificações. Vejam o arquivo pdf adicionado no final do tópico. Este exercício é realizado em grupo e com apoio dos professores e monitores.

    Formas de leito, laminações e estratificações geradas por fluxos oscilatórios

    Fluxos oscilatórios representam o transporte de sedimentos por ondas geradas pela atuação de ventos sobre um corpo de água. As formas de leito e estruturas sedimentares geradas por ondas diferem das geradas por corrente. Neste tópico, estudaremos a formas de leito, laminações e estratificações geradas por onda e como diferenciá-las das estruturas geradas por correntes unidirecionais.

    Leia: Nichols, G. 2005. - 4.4. Waves - pp. 58-60

    Assista: vídeo aula do Prof. Renato


    Veja no vídeo a seguir movimento das partículas sob um fluxo oscilatório. 


    No vídeo a seguir, observe a simetria das marcas onduladas e veja que há partículas transportadas em suspensão e carga de fundo (saltação/rolamento).


    Questões para guiar o estudo:

    O que é nível de base de ondas?

    Quais as diferenças entre marcas onduladas (ripples) formadas por ondas e marcas onduladas formadas por corrente?

    O que é estratificação cruzada hummocky?

    O que é fluxo combinado é como são as formas de leito geradas por este tipo de fluxo?

    Quais ambientes de sedimentação ou sistemas deposicionais podem ocorrer estruturas sedimentares geradas por ondas?

    Exercício-problema IV 

    Esta atividade visa aperfeiçoar a descrição de formas de leito, laminações e estratificações e diferenciar estruturas sedimentares geradas por ondas das geradas por corrente. Veja o arquivo anexo.

    Atividade a ser realizada até 19/05/2020

    Correntes de marés e formas de leito associadas

    Na próxima semana (19/05), discutiremos as diferenças e semelhanças entre as formas de leito, laminações e estratificações geradas por correntes unidirecionais (correntes fluviais, por exemplo), ondas geradas por vento (fluxo oscilatório) e correntes de marés (correntes bidirecionais).

    Para alimentar esta discussão, assistam à vídeo-aula do Prof. Renato, sobre correntes de maré e seus depósitos:


    Vídeo-aula especial e super atual do Prof. Renato

    Dunas, marcas onduladas, laminações e estratificações: como se formam e como são descritas?



    Formas de leito eólicas

    Tópicos para discussão no dia 26/05:

    -Morfologia de dunas e marcas onduladas eólicas

    -Estratificações e laminações eólicas

    -Fatores condicionantes do transporte eólico (vento, umidade, vegetação e disponibilidade de sedimentos)

    -Dedução do sentido do vento a partir da morfologia dunar

    -Análise de paleocorrentes 

    Material de apoio

    Sedimentação eólica: Nichols (2009 - pp. 114-128)

    Análise de paleocorrentes: vídeo-aula a seguir e Nichols (2009, pp. 75-78)


  • Fluxos gravitacionais

    Neste tópico, estudaremos o transporte de sedimentos pela ação direta da gravidade. Como ponto de partida, assistam à vídeo-aula sobre o tema.


    Consultem também o livro do Nichols (2009).

    Não deixem de assistir ao vídeo-bônus: "A essência dos sedimentos terrígenos"


    Fluxo de detritos/lama (Illgraben debris/mud flow). Notar a alta capacidade de transporte (matacões flutuando), mas baixa capacidade de erosão.


    Corrente de turbidez


    Liquefação de areia. Notar o comportamento fluidal da areia provocado pela vibração que simula um sismo e o escape da água que estava nos poros devido à compactação dos grãos. O escape da água provoca a elevação no nível freático e inundação e também transporta grãos para a superfície.


    Texto sobre turbiditos (Covault, 2011)

    https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/submarine-fans-and-canyon-channel-systems-a-24178428/

  • Descrição e interpretação

    Descreva e interprete os depósitos sedimentares apresentados nas imagens

    Depósito 1 (discussão no dia 30/06/2020)

    Localidade: Vale do Rio Chicama (Peru)

    Idade: Holoceno


    Croqui e seção colunar



    Depósito 2

    Elabore um croqui e uma seção colunar (individual) para descrever as fácies sedimentares do afloramento a seguir (planície aluvial do rio Chicama, costa norte do Peru).



    Depósito 3

    Realize a análise.

    Afloramento da Formação São Sebastião (Cretáceo da Bacia do Tucano-central)



  • Rochas Carbonáticas

  • Rochas ricas em matéria orgânica

  • Evaporitos

  • Questões semanais

    Questão 1 (18/08)

    Interprete os possíveis processos formadores da seguinte fácies sedimentar:

    "Arenito fino bem selecionado laminação cruzada cavalgante e lâminas de silte fino bioturbadas"

    Resposta: deposição de sedimento em meio aquoso com corrente sob regime de fluxo inferior (areia com laminação cruzada) alternada com fases de água parada (silte fino). Ambiente com variação de energia e correntes intermitentes. A bioturbação indica águas de fundo oxigenadas. Estas condições deposicionais podem ocorrer em vários sistemas deposicionais (costeiro, fluvial, deltaico, leque submarino, lacustre e até eólico - interdunas inundadas).

    Questão 2 (25/08)

    Utilize as propostas de Folk e Dott para classificar as rochas arenosas com as seguintes características:

    Amostra 1: 10% de silte fino+argila; arcabouço com 50% quartzo, 30% feldspato e 20% fragmentos líticos

    Amostra 2: 0% de silte fino+argila; arcabouço com 80% quartzo, 20% feldspato e 0% fragmentos líticos

    Amostra 3: 25% de silte fino+argila; arcabouço com 25% quartzo, 15% feldspato e 60% fragmentos líticos

    Resposta: 

    Amostra 1: Arcóseo lítico (Folk); Arcóseo (Dott)

    Amostra 2: Subarcóseo (Folk); Subarcóseo (Dott)

    Amostra 3: Litoarenito feldspático (Folk); Wacke lítico (Dott)

    Questão 3 (01/09)

    Interprete a sequência de eventos diagenéticos e suas condições físico-químicas (história diagenética ) de uma amostra de arenito com as seguintes características:

    "Arcabouço de grãos de quartzo com contatos côncavo-convexos, sobrecrescimento de grãos de quartzo sobre cimento de hematita e cimento de calcita em menisco que preenche poros secundários. O sobrecrescimento de quartzo não ocorre nos contatos côncavo-convexos."

    Resposta: Cimento de hematita indica condições diagenéticas oxidantes e possivelmente ácidas. O cimento de calcita indica condições eodiagenéticas (textura em menisco) básicas na zona vadosa. Os contatos côncavo-convexos dos grãos do arcabouço apontam para compactação química devido à sobrecarga das camadas superiores (mesodiagênese). Por fim, o sobrecrescimento dos grãos de quartzo ocorreu após a compactação química, já que não ocorrem nos contatos entre os grãos, e aponta para fluidos diagenéticos enriquecidos em sílica (pH básico e possivelmente aquecidos). A sequência seria: cimento hematita > cimento de calcita > compactação química > cimento de quartzo (sobrecrescimento).

    Questão 4 (08/09)

    Descreva condições mesodiagenéticas favoráveis à gênese de porosidade secundária em um arcóseo com cimento eodiagenético de calcita.

    Resposta: Nesta rocha, a porosidade secundária pode ser gerada pela dissolução de grãos de feldspato do arcabouço e/ou do cimento calcítico por fluidos diagenéticos ácidos. Fluidos ácidos em condições mesodiagenéticas podem ocorrer sob a seguintes condições:

    1) Em zonas profundas conectadas à áreas superficiais úmidas por caminhos de alta permeabilidade (camada com alta permeabilidade, por exemplo);

    2) Reações com rochas onde há liberação de compostos ácidos. Isto pode ocorrer por exemplo quando há rochas ricas em matéria orgânica e/ou sulfetos, os quais podem liberar compostos ácidos orgânicos (biodegradação ou alteração térmica da matéria orgânica) ou inorgânicos (ex. oxidação e dissolução de sulfetos).

    Questão 5 (15/09)

    Interprete as possíveis condições climáticas e tectônicas da área fonte de um litoarenito fino com fragmentos líticos de basalto.

    Resposta: Fragmentos líticos de basalto são componentes instáveis do arcabouço de arenitos. Portanto, a sua presença nos arenitos indica ação reduzida do intemperismo químico nas rochas fonte. Esta condição pode ocorrer sob as seguintes condições:

    1) Área fonte de clima árido (baixa ação de intemperismo químico)

    2) Área fonte de clima úmido e com alta taxa de erosão proporcionada por relevo íngreme (como por exemplo em cadeias de montanha orogênicas). A alta taxa de erosão impede a ação prolongada do intemperismo químico nas rochas fonte.

    Questão 6 (22/09)

    Qual a influência da composição do arcabouço de arenitos na evolução (diminuição ou aumento) da porosidade durante a diagênese?

    Resposta: A composição do arcabouço influencia o grau de compactação e a interação rocha-fluido durante a diagênese. Componentes com maior resistência física, como quartzo e feldspato, dificultam a compactação mecânica e favorecem a preservação da porosidade primária durante o soterramento. Componentes com menor resistência física, como fragmentos líticos de xistos ou de rochas vulcânicas, sofrem maior compactação e reduzem a porosidade primária durante o soterramento. A composição do arcabouço também influencia as reações diagenéticas (dissolução e cimentação). Minerais com menor resistência química (ex. feldspato) podem gerar poros secundários por dissolução ou fornecer íons para a geração de cimentos. Componentes quimicamente mais instáveis (feldspatos e fragmentos líticos não-silicosos) proporcionam maior interação rocha-fluido e portanto podem favorecer alterações diagenéticas (formação de poros secundários ou preenchimento de poros por cimento).

    Questão 7 (29/09)

    Use a proposta de Dunham (1962) para classificar as seguintes rochas carbonáticas:

    Amostra 1: Rocha sustentada por arcabouço de conchas de bivalve (~1 mm), micrita intergranular, poros intergranulares e cimento de calcita espática.

    Amostra 2: Rocha sustentada por micrita e com grãos de foraminíferos plantônicos na fração areia fina. Os foraminíferos representam cerca de 20% da rocha.

    Amostra 3: Micrita maciça.

    Resposta: Amostra 1: packstone; Amostra 2: wackstone; Amostra 3: mudstone.

    Questão 8 (06/10)

    Descreva e nomeie a rocha representada pela imagem (lâmina delgada) a seguir. Use as classificações de Dunham (1962) e Folk (1959) para nomeá-la.


    Resposta: Segundo a classificação de Dunham (1962), a rocha é um wackstone bioclástico Porém, há partes aparentemente sustentadas pelo arcabouço que podem ser classificadas como packstone bioclástico. Segundo Folk (1959), a rocha é classificada como um biomicrito.

    Questão 9 (13/10)

    Interprete as áreas de deposição ("zonas faciológicas") das fácies carbonáticas descritas a seguir. Considere o modelo deposicional de plataforma carbonática com barreira e laguna.

    Fácies A: Grainstone oolítico.

    Resposta: Zona faciológica 6 (margem de plataforma, baixio arenoso - shoal) 

    Fácies B: Rudstone com matriz micrítica e bioclastos de corais e bivalves.

    Resposta: Zona faciológica 4 (talude - slope)

    Fácies C: Wackstone com bivalves, foraminíferos bentônicos e óoides.

    Resposta: Zona faciológica 7 (plataforma interna de mar aberto)

    Fácies D: Bindstone com gretas de contração.

    Resposta: Zona faciológica 9 (plataforma interna evaporítica)

    Fácies E: Wackstone com foraminíferos plantônicos.

    Resposta: Zona faciológica 1 (mar profundo ou bacia cratônica de mar profundo)

    Questão 10 (20/10)

    Quais tipos de porosidade podem se desenvolver em um boundstone de recifes de corais?

    Resposta: Porosidade primária do tipo "estrutura de crescimento" (growth-framework, GF) e porosidade pós-deposicional do tipo fratura, canal, caverna ou vug (sem relação morfológica com o arcabouço representado pelo esqueleto do coral).

    Questão 11 (03/11)

    Quais são as condições necessárias para ocorrer a dolomitização de calcários?

    Resposta: A dolomitização depende da interação entre componentes calcíticos ou aragoníticos da rocha carbonática e fluidos ricos em Mg. Fluidos ricos em Mg podem ocorrer na superfície (eodiagênese) ou em profundidades elevadas (mesodiagênese). Na eodiagênese, o enriquecimento em Mg pode ocorrer em águas superficiais de ambientes com alta taxa de evaporação (clima árido). Na mesodiagênese, fluidos diagenéticos aquecidos (ou hidrotermais) intensificam as reações químicas e favorecem a geração de fluidos ricos em Mg, caso a rocha hospedeira contenha minerais ricos em Mg. Portanto, a dolomitização em bacias sedimentares pode ocorrer tanto próximo à superfície quanto em profundidades elevadas.

    Questão 12 (10/11)
    Quais condições ambientais podem levar à associação entre sedimentos carbonáticos bioinduzidos e evaporitos?

    Resposta: A formação de evaporitos depende de balanço hídrico negativo (evaporação > precipitação) na bacia sedimentar.  Esta condição gera ambientes aquáticos com alta salinidade (hipersalinos) que restringem a vida bentônica, principalmente de invertebrados. Assim, o nicho bentônico de água rasa fica livre para colonização por esteiras microbiais (micróbios adptados à alta salinidade) que induzem a formação dos estromatólitos. Assim, a condição de alta salinidade do ambiente evaporítico favorece as esteiras microbiais na competição com a biota bentônica.

    Questão 13 (17/11)

    Quais fatores determinam a concentração de matéria orgânica nos sedimentos?

    Resposta: A concentração de matéria orgânica no sedimento depende do balanço entre o aporte a degradação da matéria orgânica (Concentração no sedimento = Aporte - Degradação). O aporte (entrada) inclui matéria orgânica produzida no ambiente de sedimentação e a matéria orgânica alóctone exportada de outras regiões. Nos ambientes terrestres, a matéria orgânica é produzida principalmente por florestas enquanto nos ambientes aquáticos deriva principalmente do fitoplâncton. A degradação depende a disponibilidade de oxigênio no ambiente. Maior a concentração de oxigênio, maior a taxa de biodegradação, que é mais eficiente sob ação de micróbios aeróbicos. Para preservar a matéria orgânica no sedimento, é necessário haver baixa concentração de oxigênio nas águas de fundo e nos poros das camadas mais superficiais.

    Questão 14 (24/11)

    Como a turfa se transforma em carvão?

    Resposta: A turfa é um sedimento orgânico formado pela acumulação de restos vegetais. A sua transformação em carvão ocorre durante o soterramento em bacias sedimentares. A transformação de turfa em carvão envolve a compactação (redução da porosidade) e a perda de componentes voláteis (expulsão de água) e inorgânicos (dissolução de minerais silicáticos e carbonáticos). Assim, há aumento da densidade e concentração de carbono para geração do carvão. 

    Questão 15 (01/12)

    Descreva os principais processos diagenéticos que ocorrem em sedimentos finos ricos em matéria orgânica.

    Resposta: A diagênese de matéria orgânica pode envolver biodegradação (temperaturas abaixo de 80oC), com geração biogênica de CO2 e CH4 e redução de sulfato. A compactação provoca perda de água e redução de porosidade. Sob temperaturas acima de 50-60oC, há reações térmicas que produzem hidrocarbonetos líquidos e gasosos a partir do querogênio. Também podem ser produzidos fluidos aquosos ricos em ácidos orgânicos que propiciam a dissolução de componentes minerais (minerais silicáticos e carbonáticos, por exemplo) presentes em sedimentos/rochas orgânicas.

    Questão 16 (08/12)

    Qual a fonte primária dos principais íons formadores de sedimentos evaporíticos (pergunta provocativa do Renato)?

    Resposta: Os principais íons formadores de evaporitos e suas respectivas fontes primárias (minerais ígneos/metamórficos) são:

    Sódio (Na+): Feldspato 
    Cálcio (Ca2+): Feldspato
    Potássio (K+): Feldspato e mica
    Magnésio (Mg2+): Anfibólio, piroxênio, olivina e mica
    Boro (BO3(3-)): Turmalina e disseminado em vários minerais
    Cloro (Cl-): Fluorita e disseminado em vários minerais
    Enxofre (SO4(2-)): sulfetos disseminados (ex. pirita, calcopirita, galena, esfalerita)

    Para saber os minerais portadores de um elemento químico específico, consulte:

    https://www.mindat.org/element/Boron