Bacias Sedimentares da Margem Continental Brasileira: Tectônica de Sal e Falhamentos

III Bacias Sedimentares da Margem Continental Brasileira 111 evaporítica é caracterizada por vários domínios tectônicos os compartimentos extensionais com almofadas de sal o compartimento com diápiros de sal e a região de muralhas de sal com grandes empurrões e dobramentos localmente inver tendo as minibacias Szatmari e Demercian 1993 Cobbold et al 1995 Mohriak e Nascimento 2000 Meisling et al 2001 Dois tipos principais de falhamentos associados à halocinese são reconhecidos no Atlântico Sul falhas normais de crescimento com cisalhamento basal sintético e antitético Mohriak 1995a Mohriak et al 1995b Mohriak e Szatmari 2001 Na Bacia de Campos a maior parte das falhas normais relacionadas à tectônica de sal apresenta rejeito sintético com mergulho do plano de falha na direção da bacia e rotação dos blocos na direção do continente com a criação de cunhas de sedimentos que espessam para oeste Também é comum o fenômeno de descolamento de blocos da plataforma albiana que se movem para a bacia profunda como jangadas à semelhança do que ocorre na África Duval et al 1992 A Fig III16 mostra a formação de cascos de tartaruga e grandes anticlinais associados à tectônica de sal na plataforma e talude e a Fig III17 mostra a tectônica de sal característica da região de águas profundas de alguns segmentos da bacia evaporítica com deformações compressionais da cobertura sedimentar póssal Um excepcional exemplo de falhamento com cisalhamento basal antitético Mohriak et al 1995b pode ser identificado na região de Cabo Frio entre a porção sul da Bacia de Campos e as porções norte e central da Bacia de Santos Fig III18 Nessa região caracterizase notável sistema de falhas normais antitéticas associadas à tectônica de sal resultado do colapso de estratos sedimentares junto da quebra da plataforma continental Mohriak et al 1995b Mohriak e Szatmari 2001 Figura III16 Seção convertida em profundidade na Bacia de Campos com interpretação geológica das principais seqüências tectonos sedimentares ilustrando feições halocinéticas em águas profundas Figure III16 Depthconverted seismic section in the Campos Basin with geological interpretation of the main tectonosedimentary sequences illustrating halokinetic features in the deep water region Parte I Geologia 112 A Fig III19 localizada na porção norte da Bacia de Santos mostra um notável estilo de tectônica de sal associada a falhamento antitético caracterizado por cunhas de refletores que correspondem a uma espessa seqüência sedimentar progradante de idade Cretáceo Superior a Terciário com depocentros espessando e ficando mais jovens para leste controlados por falhas que descolam na base do sal e apresentam mergulho para o continente e que localmente se tornam falhas de baixo ângulo devido à expulsão do sal e ao avanço da cunha sedimentar Mohriak et al 1995b Mohriak e Szatmari 2001 A compressão observada na região de muralhas de sal em águas profundas aparentemente é balanceada pela extensão sedimentar nas zonas de falhas da plataforma continental Cobbold et al 1995 A falha antitética de Cabo Frio resultou de progradação clástica maciça de sedimentos siliciclásticos do Albiano Médio a Terciário Inferior associados a soerguimento da Serra do Mar e Serra da Mantiqueira Mohriak et al 1995b A sobrecarga sedimentar resultou em mobilização da massa de sal cujo fluxo foi controlado por grande falha de rejeito antitético provavelmente associada a reativações de falhas de embasamento formando leques submarinos em águas profundas que estão altamente rotacionados devido à expulsão do sal subjacente As sucessivas progradações resultaram na movimentação do sal na direção de águas profundas Fig III19 criando um imenso vazio de estratos sedimentares albianos Albian gap Mohriak et al 1995b Modelagem física dessa feição Szatmari et al 1996 sugere que grandes extensões poderiam estar associadas ao fluxo de sal localmente excedendo 50 km embora também haja interpretações de que as progradações sejam devidas ao fluxo de sal controlado pela sobrecarga sedimentar sem extensão dos estratos Ge et al 1997 Feições semelhantes em menor escala também ocorrem em outras bacias sedimentares eg Bacia de Jequitinhonha na Bahia Segmentos da margem continental caracterizados por reentrâncias ou concavidades na bacia evaporítica eg Santos e Cumuruxatiba resultam em fluxo convergente de sal na direção do centro do arco no qual são comuns estruturas compressionais como empurrões e gotas de sal Szatmari e Demercian 1993 Cobbold et al 1995 Já os segmentos da margem caracterizados por convexidades ou saliências na bacia Figura III17 Seção sísmica na Bacia de Campos ilustrando feições halocinéticas extensionais e compressionais em águas profundas Figure III17 Seismic section in the Campos Basin illustrating exten sional and compressional halokinetic features in the deep water region III Bacias Sedimentares da Margem Continental Brasileira 113 Figura III18 Mapa geológico esquemático da região sudeste brasileira mostrando as bacias tafrogênicas do continente a região de vulcanismo terciário ao longo do Alto de Cabo Frio e a região do vazio albiano associado à zona de falha antitética de Cabo Frio Figure III18 Schematic geological map of the southeastern Brazilian region showing the onshore taphrogenic sedimentary basins the Tertiary volcanic region along the Cabo Frio High and the Albian gap associated with the antithetic Cabo Frio fault zone Figura III19 Seção sísmica na Bacia de Santos ilustrando feições halocinéticas relacionadas à progradação clástica maciça no Cretáceo formando diápiros de sal em águas profundas Figure III19 Seismic section in the Santos Basin illustrating halokinetic features associated with Cretaceous massive clastic progradation forming salt diapirs in the deep water region Parte I Geologia 114 evaporítica eg Bacia de Campos apresentam fluxo divergente de sal onde são mais comuns as falhas extensionais seja na direção da bacia seja na direção paralela à linha de costa Nas bacias da margem leste particularmente em Cumuruxatiba e Jequitinhonha destacamse notáveis feições compressionais com grandes falhas de empurrão com vergência para o mar Mohriak e Nascimento 2000 Na Bacia SergipeAlagoas feições diapíricas em águas profundas têm interpretações opcionais de intrusões ígneas e diápiros de sal Mohriak 1995b Registrase também a ocorrência de sedimentos da megasseqüência transicional localmente incluindo evaporitos nas bacias da margem equatorial em particular na Bacia do Ceará Ocorrências esparsas de evaporitos aptianos são também registradas nos riftes intracontinentais do norte nordeste em particular nas bacias de São Luís Bragança Viseu e Araripe além das bacias intracratônicas eg Parnaíba Megasseqüência Pósrifte A passagem da Megasseqüência Transicional evaporítica para a Megasseqüência pósrifte ou marinha carbonática a siliciclástica é gradacional pontuada por várias pequenas discordâncias Cainelli e Mohriak 1998 O decaimento temporal da anomalia térmica gerada durante a fase de estiramento litosférico McKenzie 1978 e o progressivo movimento da placas sulamericana e africana afastandose do centro de espalhamento ativo na cordilheira mesooceânica resultou no resfriamento e contração da litosfera e como conseqüência isostática no aumento da subsidência termal na direção da bacia profunda A subsidência contínua resultou na dissipação das barreiras de restrição no protooceano com o ambiente tornandose marinho aberto Essas mudanças permitem dividir a megasseqüência pós rifte ou marinha em duas superseqüências uma transgressiva e outra regressiva Cainelli e Mohriak 1998 A superseqüência marinha transgressiva compreende uma espessa seção sedimentar mais restrita carbonática ambiente marinho raso na plataforma e marinho profundo na bacia A superseqüência marinha regressiva inclui espessa seção sedimentar siliciclástica em ambiente marinho aberto com paleoba timetrias que atingem níveis batiais a abissais na plataforma e na região das muralhas de sal Koutsoukos 1984 A Superseqüência Marinha Transgressiva é marcada por sedimentação francamente oceânica sendo caracterizada por uma relativa estabilidade ambiental por paleobatimetrias atingindo valores entre 1000 e 2000 m e por grande diversidade biológica Koutsoukos 1984 Koutsoukos 1987 Parte da megasseqüência marinha englobando idades de Albiano Inferior a Cenomaniano Superior é marcada por condições de maior restrição à circulação oceânica com ambiente deposicional caracterizado por hipersalinidade e anoxia DiasBrito 1987 definindose uma seqüência marinha restrita Nesta seqüência podem ser reconhecidas as seguintes fácies em função das características de ambiente deposicional e de litologia nerítica hemipelágica e de águas profundas A fácies nerítica que abrange idades do Albiano Inferior a Médio pode atingir mais de 1000 m de espessura e é marcada por uma sedimentação carbonática calcarenitos e dolomitos em água rasa intercalados com folhelhos com os estratos sedimentares depositados em domínios de rampa a plataforma de alta energia com águas hipersalinas e fundo oxigenado DiasBrito 1982 DiasBrito e Azevedo 1986 Koutsoukos e DiasBrito 1987 Azevedo et al 1987 A coincidência geral entre almofadas de sal e bancos carbonáticos de alta energia alongados segundo a direção NESE sugere um possível controle dessas fácies por feições positivas almofadas de sal enquanto os carbonatos de granulometria mais fina ocupavam as depressões entre os bancos Guardado e Spadini 1987 As fácies hemipelágicas e de águas profundas representam o afogamento da plataforma albiana As litologias predominantes são margas e calcilutitos de idade CenomanianoTuroniano registrandose também folhelhos pretos ricos em matéria orgânica relacionados ao evento anóxico mundial do Turoniano Jenkyns 1980 Em resposta ao afastamento das placas oceânicas o Atlântico Sul tornou se conectado ao Atlântico Norte e ao Oceano Índico apenas no Turoniano Superior Emery e Uchupi 1984 Arenitos turbidíticos estão distribuídos nessas fácies e indicam quedas do nível do mar de terceira e quarta ordens durante a subida do nível do mar que prevalecia como variação relativa de segunda ordem Guardado e Spadini 1987 Cainelli e Mohriak 1998 Guardado et al 2000 No caso da Bacia de Campos os turbiditos albocenomanianos da superseqüência marinha transgressiva formam extensos lençóis arenosos enquanto os turbiditos do CenomanianoTuroniano estão confinados em calhas mais estreitas controladas por falhas durante uma fase de intensa halocinese Bacoccoli et al 1980 Guardado et al 1989 Condições de mar cada vez mais franco começaram a predominar apenas no Turoniano Superior Cainelli e Mohriak 1998 sendo marcante a ocorrência de uma discordância regional eg discordância da base da Formação Calumbi na Bacia SergipeAlagoas separando os estratos préturonianos dessa seqüência inferior de características mais anóxicas dos estratos superiores depositados em ambientes mais oxidados Caracterizase uma típica transgressão até o SantonianoCampaniano quando começa a ocorrer um aumento do aporte sedimentar formando uma típica regressão marinha A Superseqüência Marinha Regressiva instalase no Cretáceo Superior na Bacia de Santos Pereira e Feijó 1994 III Bacias Sedimentares da Margem Continental Brasileira 115 e no Terciário Inferior em grande parte das bacias da margem divergente registrandose notável discordância separando as duas superseqüências eg discordância da base do Terciário na Bacia de Campos Cainelli e Mohriak 1998 O preenchimento das bacias sedimentares da margem divergente é bastante semelhante entre si e caracterizase por um estilo retrogradacional no Cretáceo Superior com ambiente de deposição marinho profundo seguido por uma progradação geral no Terciário com feições offlap nas seqüências sismoestratigráficas e vários cortes de cânions Ricci e Becker 1991 Na Bacia de Santos ao contrário grandes quantidades de sedimentos associados ao soerguimento e à erosão da Serra do Mar e da Serra da Mantiqueira excederam o espaço de acomodação criado pela subida do mar e desenvolveram cunhas clásticas progradantes depositadas principalmente entre o Campaniano e Maastrichtiano Pereira et al 1986 Pereira e Feijó 1994 A seção progradante avançou dezenas de quilômetros além da quebra da plataforma Fig III19 formando uma sobrecarga sedimentar que expulsou o sal subjacente Mohriak et al 1995b Mais ao norte na Bacia de Campos uma menor influência do soerguimento da Serra do Mar permitiu a deposição de folhelhos transgressivos que avançaram dezenas de quilômetros além da quebra de plataforma na direção do continente Guardado et al 1989 Na parte oeste da margem equatorial mais especifica mente na região da Foz do Amazonas ocorreu um intenso aporte sedimentar no Mioceno interrompendo a deposição da plataforma carbonática que se estendia ao longo da margem norte da América do Sul Essa plataforma carbonática atinge grandes espessuras nas bacias do ParáMaranhão e Barreirinhas Caldeira et al 1991 Vulcanismo pósrifte Durante o Cretáceo Superior e Terciário Inferior a região entre a Bacia de Santos e a Bacia do Espírito Santo foi intrudida por vários focos magmáticos alcalinos tanto na região de crosta oceânica como na região de crosta continental atingindo principalmente a região de Cabo Frio Fig III20 e Abrolhos Cainelli e Mohriak 1998 notadamente ao longo de zonas de fraturas e lineamentos oceânicos e continentais como por exemplo o lineamento Cruzeiro do Sul que se estende numa direção NW desde o Alto do Rio Grande até a borda oeste da Bacia de Campos no alto de Cabo Frio Souza et al 1993 Os montes submarinos Jean Charcot Fig III21 ocorrem além do limite distal do sal na transição de crosta continental para crosta oceânica e ilustram a geometria dessas feições que ocorrem em vários segmentos da margem Intrusões ígneas são também caracterizadas em zonas de fraturas como por exemplo ao longo da Zona de Fratura do Rio Grande que se estende com uma direção lesteoeste da crosta oceânica até a plataforma de Florianópolis no limite entre as bacias de Santos e Pelotas Severino e Gomes 1991 Turbiditos da Seqüência pósrifte marinha regressiva Durante o Terciário maior aporte sedimentar numa área com cada vez menor espaço de acomodação resultou numa cunha progradante bem definida entre a plataforma e o talude alcançando espessuras de mais de 4000 m na margem leste brasileira Cainelli e Mohriak 1998 Estabeleceuse na margem uma plataforma mista clásticacarbonática com arenitos costeiros e plataformais gradando para carbonatos na direção do talude Depósitos turbidíticos ocorrem extensivamente no Terciário Inferior a Médio particularmente acima de uma Figura III20 Seção sísmica na Bacia de Campos Alto de Cabo Frio mostrando cones vulcânicos do Terciário em detalhe Figure III20 Seismic section in the Campos Basin Cabo Frio High showing Tertiary volcanic plugs inset with zoom Parte I Geologia 116 discordância regional do Eoceno Médio que é bem caracteri zada particularmente na bacia de Campos Rangel et al 1994 Um amplo complexo turbidítico estabeleceuse entre o Eoceno Médio e o Oligoceno nas bacias de Campos Santos Espírito Santo e SergipeAlagoas Como a Bacia de Campos é marcada pela ocorrência dos únicos campos gigantes de petróleo do Brasil a análise dos parâmetros que controlaram a formação dos reservatórios em águas profundas é de grande importância econômica e para a geologia do petróleo A formação dos depósitos turbidíticos da Bacia de Campos pode ser atribuída ao fato de que no intervalo Cretáceo SuperiorTerciário Médio grandes áreas da parte externa da plataforma e do talude tornaramse instáveis e o colapso gravitacional dos depósitos arenosos movimentados por tectônica de sal e eventos magmáticos resultou numa maciça transferência de sedimentos como fluxos de massa na direção da bacia profunda formando lençóis de turbiditos e de fluxos de detritos Peres 1993 Cainelli e Mohriak 1998 A porção erosional de cada limite de seqüência é expressa sismicamente por vales incisos cânions cicatrizes e colapso de talude Carminatti e Scarton 1991 Na direção do talude os mais espessos depósitos turbidíticos acumularamse onde a remobilização de sal associada à sobrecarga sedimentar diferencial ocorreu contemporaneamente com a deposição dos siliciclásticos nos baixos contemporâneos Figueiredo e Mohriak 1984 Esse processo resultou numa larga e relativamente rasa depressão no fundo do mar para onde foram canalizados os cânions submarinos que focalizaram a deposição de sucessivos depósitos turbidíticos que se amalgamaram verticalmente e coalesceram lateralmente formando uma relativamente espessa e extensa acumulação de areias sob forma de lençóis e cunhas clásticas limitadas por superfícies de erosão as quais estão provavelmente associadas a mudanças climáticas e ao padrão de circulação oceânica Souza Cruz 1998 A tectônica salífera particularmente na região de diápiros e muralhas de sal resultou em depressões acentuadas formando calhas de subsidência grábens de evacuação e mini bacias nas quais empilharamse sucessivamente diversos sistemas turbidíticos que se amalgamaram verticalmente e coalesceram lateralmente formando cunhas espessas que algumas vezes apresentam inversão de depocentros chamado efeito gangorra causado por movimentação halocinética entre diápiros adjacentes Registramse espessas seqüências de turbiditos no Maastrichtiano no Eoceno Médio e no Oligoceno várias delas com acumulações gigantes de hidrocarbonetos Rosa 1987 Guardado et al 1989 Mohriak et al 1990a Candido e Costa 1990 Rangel et al 1998 Subseqüentemente mais de 1000 m de sedimentos pelíticos do Mioceno cobriram o complexo turbidítico do Oligoceno resultando em nova sobrecarga sedimentar sobre a camada de sal e desenvolvimento de grandes falhas lístricas que estruturaram os turbiditos do Oligoceno e criaram caminhos de migração para a acumulação de óleo nos reservatórios superiores Guardado et al 1989 Pessoa et al 1999 Dados de litofácies para o sistema turbidítico do Oligoceno na região dos campos gigantes de Marlim e Albacora Guardado et al 1989 Dias et al 1990 Candido e Costa 1990 Carminatti e Scarton 1991 Peres 1993 Cainelli e Mohriak 1998 revelam Figura III21 Seção sísmica com interpretação geológica na região de águas profundas da Bacia de Santos mostrando altos vulcânicos dos Montes Jean Charcot Figure III21 Seismic section with geological interpretation in the deep water region of the Santos Basin showing volcanic highs of the Jean Charcot seamounts III Bacias Sedimentares da Margem Continental Brasileira 117 três fácies arenosos geneticamente relacionados a limites de seqüências 1 a fácies proximal caracterizada por conglomerados maciços com matriz argilosa e por arenitos conglomeráticos formando depósitos residuais nos canais e preenchendo superfícies erosionais irregulares 2 a fácies arenosa consistindo de arenitos de granulação fina sem estruturas evidentes com corpos variando em espessura entre 30 e 150 m e 3 a fácies arenaargilosa caracterizada por intercalações de arenitos laminados bem selecionados produto de retrabalhamento de depósitos anteriores por correntes de fundo com folhelhos hemipelágicos Estas duas últimas fácies compreendem mais de 95 dos reservatórios do Oligoceno dos campos gigantes de Marlim e Albacora Carminatti e Scarton 1991 Sismicamente o corpo arenoso aparece como uma feição tabular mas em escala de reservatório As análises de testemunhos e de dados sísmicos 3D indicam que os turbiditos são formados por i complexos de canais ii lobos amalgamados relativamente espessos e iii delgados lobos amalgamados com granulometria mais fina e bastante dissecados por canais Bruhn et al 1998 Bruhn 1999 Na Bacia de Santos grandes depósitos turbidíticos podem ser identificados na plataforma continental estendendose na direção do talude e da região de águas profundas Pereira et al 1986 Peres 1993 Notadamente na parte centronorte da bacia progradações do Eoceno são bastante características nos dados sísmicos Cainelli e Mohriak 1998 Na Bacia do Espírito Santo depósitos arenosos com grande espessura concentramse numa calha alongada segundo a direção NW aparentemente controlados por grandes descontinuidades no embasamento notadamente o lineamento de Colatina que atravessa a região continental na região do Alto de Vitória e estendese para o sul na direção da Bacia de Campos Cordani et al 1984 Na Bacia SergipeAlagoas os turbiditos arenosos do Cretáceo Superior a Terciário Inferior são eventos relativamente comuns mas descontínuos e com pequena espessura sendo ocasionalmente encontrados na perfuração de objetivos mais profundos Normalmente as camadas arenosas atingem espessuras de poucos metros e os sedimentos de granulometria mais grosseira são interpretados como depósitos residuais de fundo de canal formando corpos isolados ou amalgamados com canais e levees migrando ao longo do talude Cainelli e Mohriak 1998 Características Estratigráficas e Estruturais A margem continental brasileira pode ser dividida em diversos domínios tectônicos englobando o segmento transformante da margem equatorial o segmento transversal passagem da margem equatorial para a margem nordeste e os segmentos divergentes das margens nordeste leste sudeste e sul cada qual com características estratigráficas e estruturais distintas Cainelli e Mohriak 1998 Além das bacias oceânicas ocorrem também alguns riftes abortados que são parte integrante da evolução tectono sedimentar da margem continental estando relacionados à ruptura do Gondwana tendo sua gênese associada a semelhantes processos formadores de bacias Entre esses riftes destacamse os seguintes Tacutu BragançaViseu São Luís Ilha Nova Jacaúnas Potiguar terrestre RecôncavoTucano Jatobá São PauloTaubatéResendeVolta RedondaItaboraí Barra de São João A Fig III22 mostra a localização das principais bacias oceânicas e continentais a serem discutidas a seguir Da Fig III23 até a Fig III26 apresentase uma sucessão de colunas tectonoestratigráficas dos principais riftes abortados e das bacias sedimentares ao longo da margem continental Riftes abortados da margem continental Vários riftes abortados com reduzido desenvolvimento de subsidência da fase termal e sedimentação marinha são encontrados ao longo da margem continental e também no interior do continente São bacias relativamente pequenas mas que podem alcançar grandes espessuras como é o caso da Bacia do Tucano Alguns desses riftes eg Tacutu e Marajó estão associados à fase inicial de ruptura do Gondwana com evolução tectonosedimentar estendendose até o Triássico Jurássico enquanto outros estão diretamente ligados à formação dos riftes das bacias da margem continental no Cretáceo Inferior eg RecôncavoTucanoJatobá Outros ocorrem na plataforma continental rasa e são cobertos por sedimentos da fase de subsidência termal das bacias marginais eg Cassiporé Outros estão associados a reativações tectônicas tardias durante a fase de deriva continental notadamente na região sudeste onde ocorrem pequenas bacias com preenchimento sedimentar com idade terciária a quaternária eg bacia de Taubaté e outras bacias da região entre São Paulo e Rio de Janeiro Os principais riftes abortados a serem discutidos são os seguintes Tacutu Cassiporé BragançaViseu São LuísIlha Nova Jacaúnas Potiguar terrestre RecôncavoTucano Jatobá São PauloTaubatéResendeVolta RedondaItaboraí Barra de São João A Fig III23 apresenta uma sucessão de colunas estratigráficas simplificadas dos principais riftes abortados da margem continental A Bacia de Tacutu Fig III22 situada na região de fronteira entre o Estado de Roraima e o distrito guianense de Rupunini estendese por cerca de 300 km na direção NE e Parte I Geologia 118 Figura III23 Colunas estratigráficas das bacias sedimentares brasileiras associadas a riftes abortados Figure III23 Stratigraphic columns of the Brazilian sedimentary basins associated with aborted rifts Figura III22 Mapa simplificado com a localização das bacias sedimentares brasileiras Figure III22 Simplified map with location of Brazilian sedimentary basins