petsed_rochascarbonaticas_diagênese2012

UFRN / CCET / DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

DISCIPLINA: PETROLOGIA SEDIMENTAR (GEO 367)

NATAL, 2012.2

PROF. DRA. VALÉRIA CENTURION CÓRDOBA

UNIDADE III: ROCHAS CARBONÁTICAS: Diagênese

AMBIENTES DIAGENÉTICOS E A NATUREZA DA POROSIDADE.

PROCESSOS DIAGENÉTICOS EM AMBIENTE MARINHO NORMAL.

PROCESSOS DIAGENÉTICOS EM AMBIENTE EVAPORÍTICO.

PROCESSOS DIAGENÉTICOS EM AMBIENTE METEÓRICO.

PROCESSOS DIAGENÉTICOS EM SUBSUPERFÍCIE.

DOLOMITIZAÇÃO.

DIAGÊNESE DE ROCHAS CARBONÁTICAS

A DIAGÊNESE DAS ROCHAS CARBONÁTICAS ENGLOBA SEIS PRINCIPAIS PROCESSOS:

1) MICRITIZAÇÃO, 2) CIMENTAÇÃO, 3) NEOMORFISMO E RECRISTALIZAÇÃO, 4) DOLOMITIZAÇÃO,

5) COMPACTAÇÃO MECÂNICA E QUÍMICA E, 6) DISSOLUÇÃO.

MICRITIZAÇÃO


PROCESSO NO QUAL GRÃOS BIOCLÁSTICOS, OOLÍTICOS E ONCOLÍTICOS, PRINCIPALMENTE,

SÃO ALTERADOS AINDA SOBRE O ASSOALHO OCEÂNICO OU POUCO ABAIXO DELE PELA

AÇÃO DE ALGAS, BACTÉRIAS E FUNGOS ENDOLÍTICOS.

Micritização intensa com a geração de pelóides esféricos de tamanho areia fina. Fácies G/P bio, Bacia do Jequitinhonha.

CIMENTAÇÃO


ACONTECE QUANDO OS POROS ESTÃO PREENCHIDOS POR FLUIDOS SUPERSATURADOS EM

DETERMINADA FASE MINERAL E FATORES CINÉTICOS NÃO INIBEM A PRECIPITAÇÃO. PARA QUE ESTE

PROCESSO OCORRA É NECESSÁRIO QUE HAJA UM EFICIENTE MECANISMO DE TRANSPORTE DO FLUIDO

ATRAVÉS DOS POROS. OS MINERAIS QUE PROMOVEM A CIMENTAÇÃO DAS ROCHAS CARBONÁTICAS

SÃO, NA GRANDE MAIORIA, A ARAGONITA, A CALCITA LIVRE, A CALCITA MAGNESIANA E, EM

CONDIÇÕES ESPECÍFICAS, A DOLOMITA. DE FORMA MAIS RARA, OCORREM CIMENTOS DE ANQUERITA,

SIDERITA, CAOLINITA, QUARTZO, ANIDRITA, GIPSITA E HALITA.

Grainstone oolítico apresentando cimento em franja acicular, precipitada em ambiente diagenético marinho.

Grainstone oolítico apresentando cimento em franja e em mosaico, precipitados em ambiente diagenético meteórico.

Valva de biválvio exibindo duas camadas: a mais externa é de calcita e a interna originalmente era de aragonita que se encontra neomorfisada para calcita.

NEOMORFISMO E RECRISTALIZAÇÃO


ENGLOBA O PROCESSO DE SUBSTITUIÇÃO ENVOLVENDO MINERAIS DE MESMA COMPOSIÇÃO QUÍMICA.

O NEOMORFISMO ENVOLVE A SUBSTITUIÇÃO DE UM MINERAL POR OUTRO DE MESMA COMPOSIÇÃO

QUÍMICA PORÉM DE DIFERENTES SISTEMAS CRISTALOGRÁFICOS. ESTE PROCESSO É BASTANTE COMUM EM

BIOCLASTOS FORMADOS ORIGINALMENTE POR ARAGONITA.

Valva de biválvio apresentando neomorfismo. Nota-se além dos cristais de calcita, a textura fibrosa dos antigos cristais de aragonita.

Matriz micrítica recristalizada de forma agradande em

fácies de moderada energia. Note a intensa micritização

dos grãos. Fácies W/P bio.

NEOMORFISMO E RECRISTALIZAÇÃO


A RECRISTALIZAÇÃO, QUE É UM TIPO DE NEOMORFISMO, COMPREENDE A SUBSTITUIÇÃO DE UM

MINERAL POR ELE MESMO, COM A MUDANÇA APENAS DO TAMANHO DOS CRISTAIS. ESTA

SUBSTITUIÇÃO PODE SOBREVIR DE FORMA AGRADANTE, NA QUAL CRISTAIS PEQUENOS SÃO

SUBSTITUÍDOS POR CRISTAIS MAIORES, OU DE FORMA DEGRADANTE, RESULTANDO EM UM MOSAICO

DE CRISTALINIDADE BEM MAIS FINA; ESTE ÚLTIMO SE REVELA, NORMALMENTE, BASTANTE INCOMUM.

DOLOMITIZAÇÃO


CONSTITUI UM DOS MAIS IMPORTANTES TIPOS DE SUBSTITUIÇÃO, QUE ENVOLVE A TROCA DE UM MINERAL POR OUTRO

DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA DIFERENTE.

A DOLOMITIZAÇÃO PODE OCORRER EM SUBSUPERFÍCIE RASA OU PROFUNDA. OS MODELOS MAIS ACEITOS PARA

EXPLICAR A DOLOMITIZAÇÃO EM SUBSUPERFÍCIE RASA SÃO O MODELO DE REFLUXO POR INFILTRAÇÃO (SEEPAGE

REFLUX, PROPOSTO POR ADAMS & RHODES, 1960) E O MODELO DE ZONA DE MISTURA (MIXING ZONE, PROPOSTO POR

HANSHAW ET AL., 1971 E DORAG, PROPOSTO POR BADIOZAMANI, 1973).

O MODELO DE REFLUXO POR INFILTRAÇÃO PROCESSA-SE QUANDO SE TEM BARREIRAS À DEPOSIÇÃO QUE IMPEDEM O

LIVRE REFLUXO DAS ÁGUAS DA LAGUNA, TORNANDO-AS SALMOURAS ALTAMENTE ALCALINAS, QUENTES E

SUPERSATURADAS EM MAGNÉSIO. SOB ESSAS CONDIÇÕES, A RAZÃO ENTRE AS ATIVIDADES DOS ÍONS Mg2+ E Ca2+ DAS

SALMOURAS SE TORNA BASTANTE ELEVADA, FAZENDO COM QUE AS MESMAS SEJAM CAPAZES DE REMOVER AS ÁGUAS

CONATAS DOS CARBONATOS DO ASSOALHO DA LAGUNA, PROMOVENDO ASSIM UM AMBIENTE FAVORÁVEL À TROCA DE

ÍONS CÁLCIO E MAGNÉSIO. NESTE MODELO, AS DOLOMITAS NORMALMENTE OCORREM ASSOCIADAS A FASES

EVAPORÍTICAS.

O MODELO DE ZONA DE MISTURA OCORRE QUANDO A ÁGUA DO MAR É SUPERSATURADA EM RELAÇÃO À DOLOMITA,

NO ENTANTO, ELA NÃO SE PRECIPITA DIRETAMENTE DO MEIO EM VIRTUDE DA VELOCIDADE DE REAÇÃO. A VELOCIDADE

DESTA REAÇÃO É FAVORECIDA QUANDO A RAZÃO ENTRE AS ATIVIDADES DOS ÍONS Mg2+ E Ca2+ É AUMENTADA, A

EXEMPLO DAS SOLUÇÕES HIPERSALINAS, OU ENTÃO QUANDO A SOLUÇÃO É TÃO DILUÍDA, QUE A FALTA DE

INTERFERÊNCIA DE OUTROS ÍONS FACILITA A PRECIPITAÇÃO DA DOLOMITA. ESTA DILUIÇÃO DEVE SER TAL QUE A RAZÃO

ENTRE AS ATIVIDADES DOS ÍONS Mg2+ E Ca2+ SE APROXIME DE 1:1.

FOTOMICROGRAFIAS ILUSTRANDO DIFERENTES GRAUS DE ATUAÇÃO DA DOLOMITIZAÇÃO

FOTOMICROGRAFIAS ILUSTRANDO DIFERENTES GRAUS DE ATUAÇÃO DA

DOLOMITIZAÇÃO

COMPACTAÇÃO


PROCESSO IMPORTANTE COM O SOTERRAMENTO. DIVIDE-SE NA COMPACTAÇÃO MECÂNICA, EVIDENCIADA

PELA ROTAÇÃO E FRATURAMENTO DOS GRÃOS FRÁGEIS, ALÉM DO ESMAGAMENTO DE GRÃOS DÚCTEIS, E NA

COMPACTAÇÃO QUÍMICA, OU DISSOLUÇÃO POR PRESSÃO, A QUAL PROVOCA A DISSOLUÇÃO A NÍVEL DE

GRÃOS, GERANDO CONTATOS INTERPENETRATIVOS DO TIPO SUTURADO E CÔNCAVO-CONVEXO, OU A NÍVEL

DE ROCHA, CARACTERIZADO PELOS ESTILOLITOS E FILMES DE DISSOLUÇÃO.

FOTOMICROGRAFIAS ILUSTRANDO AS MUDANÇAS TEXTURAIS E NA TRAMA DA ROCHA EM

DECORRÊNCIA DA COMPACTAÇÃO MECÂNICA

FOTOMICROGRAFIAS ILUSTRANDO COMPACTAÇÃO QUÍMICA À NÍVEL DE GRÃO E À NÍVEL DE ROCHA

Grainstone oolítico submetido a intensa compactação

química com a geração de estilólitos. Bacia do

Jequitinhonha.

DISSOLUÇÃO


ACONTECE QUANDO OS FLUIDOS DOS POROS

ENCONTRAM-SE SUBSATURADOS COM

RELAÇÃO A MINERALOGIA DO CONSTITUINTE

CARBONÁTICO. A ARAGONITA É MENOS

ESTÁVEL QUE A CALCITA E A SOLUBILIDADE DA

CALCITA AUMENTA COM O AUMENTO DE

MGCO3. A DISSOLUÇÃO PODE OCORRER

PRÓXIMA À SUPERFÍCIE OU EM SUBSUPERFÍCIE,

NO ENTANTO QUANDO OCORRE PRÓXIMA A

AMBIENTES METEÓRICOS DE SUPERFÍCIE É

PARTICULARMENTE IMPORTANTE,

PRODUZINDO DESDE PEQUENOS VUGS ATÉ

EXTENSOS SISTEMAS DE CAVERNAS POR MEIO

DA CARSTIFICAÇÃO. A DISSOLUÇÃO DÁ ORIGEM

AOS DIVERSOS TIPOS DE POROSIDADE

SECUNDÁRIA: INTRAPARTÍCULA,

INTERCRISTALINA, MÓLDICA, VUGULAR, DE

FRATURA E DE CAVERNA. Classificação do sistemas porosos em rochas

carbonáticas (Choquette & Pray, 1970).

CRITÉRIOS PARA SE RECONHECER A POROSIDADE SECUNDÁRIA

FOTOMICROGRAFIAS ILUSTRANDO TIPOS DIFERENTES DE POROSIDADES

FOTOMICROGRAFIAS ILUSTRANDO TIPOS DIFERENTES DE POROSIDADES

Carbonato cristalino (dolomito) exibindo porosidade móldica. Fácies Dol. Bacia do Jequitinhonha.

Grainstone oolítico apresentando porosidade intergranular de origem secundária. Formação Macaé. Bacia de Campos.

Grainstone oolítico apresentando porosidade móldica. Formação Macaé. Bacia de Campos.

A DIAGÊNESE CARBONÁTICA OPERA EM TRÊS PRINCIPAIS AMBIENTES: MARINHO, METEÓRICO E DE SUBSUPERFÍCIE.

A DIAGÊNESE ENVOLVE A PRECIPITAÇÃO DE CIMENTOS E A ALTERAÇÃO DE GRÃOS PELA MICRITIZAÇÃO.

A CIMENTAÇÃO SE PROCESSA ATRAVÉS DE CIMENTOS MICRÍTICOS DE CALCITA MAGNESIANA,

PRECIPITADOS NO ESPAÇO INTERGRANULAR, E DE FRANJAS FIBROSAS DE CALCITA MAGNESIANA OU

DE ARAGONITA, PRECIPITADAS AO REDOR DOS GRÃOS.

TRÊS REGIÕES DE DIAGÊNESE MARINHA RASA PODEM SER DISTINGUIDAS:

1) REGIÃO MARINHA FREÁTICA ATIVA, REPRESENTADA PELOS RECIFES E BARRAS DE AREIA

CARBONÁTICA, ONDE OCORREM ALTAS TAXAS DE FLUXO DE FLUIDOS E A CIMENTAÇÃO É INTENSA;

2) REGIÃO MARINHA FREÁTICA ESTAGNADA, EXEMPLIFICADA PELAS LAGUNAS, ONDE HÁ POUCO

MOVIMENTO NAS ÁGUAS DOS POROS DOS SEDIMENTOS E, PORTANTO, OCORREM POUCA

CIMENTAÇÃO E ENORME MICRITIZAÇÃO DOS GRÃOS, E

3) REGIÃO MARINHA VADOSA, LOCALIZADA ACIMA DA ZONA DE BACKSHORE, EM LINHAS DE COSTA DE

ALTA ENERGIA, OU ACIMA DA ZONA DE SUPRAMARÉ, EM SISTEMAS DE PLANÍCIE DE MARÉ, ONDE A

EVAPORAÇÃO DA ÁGUA DO MAR INDUZ A PRECIPITAÇÃO DE CIMENTOS CARBONÁTICOS, PODENDO

OCORRER MICRITIZAÇÃO DOS SEDIMENTOS.

AMBIENTE DIAGENÉTICO MARINHO RASO


FOTOMICROGRAFIAS QUE ILUSTRAM A PRECIPITAÇÃO DE FRANJAS FIBROSAS E

MICRITIZAÇÃO, EVENTOS DIAGENÉTICOS TÍPICOS DO AMBIENTE MARINHO RASO.

ENCONTRA-SE NORMALMENTE INDIVIDUALIZADO EM DUAS ZONAS: A ZONA VADOSA, LOCALIZADA

ABAIXO DA SUPERFÍCIE E ACIMA DO LENÇOL FREÁTICO, E A ZONA FREÁTICA, SITUADA ABAIXO DA ZONA

VADOSA, SOB PERMANENTE SATURAÇÃO DE ÁGUA. EM AMBAS AS ZONAS OS PROCESSOS DIAGENÉTICOS

IRÃO DEPENDER DA SATURAÇÃO DA ÁGUA DOS POROS.

ÁGUAS SUBSATURADAS COM RELAÇÃO A CACO3 PROMOVEM A DISSOLUÇÃO, MUITAS VEZES

RESPONSÁVEL PELO DESENVOLVIMENTO DE EXTENSIVOS SISTEMAS DE CAVERNAS, E ÁGUAS

SUPERSATURADAS EM CACO3 FAVORECEM A CIMENTAÇÃO.

OS CIMENTOS NA ZONA VADOSA SÃO CARACTERIZADOS POR CALCITAS POBRES EM MAGNÉSIO,

APRESENTANDO TEXTURAS TÍPICAS QUE INCLUEM MENISCOS E PÊNDULOS. JÁ NA ZONA FREÁTICA, ESTES

CIMENTOS SÃO REPRESENTADOS POR CALCITAS TAMBÉM POBRES EM MAGNÉSIO, PORÉM PRECIPITADAS SOB

A FORMA DE FRANJA PRISMÁTICA, MOSAICOS DE CALCITA ESPÁTICA E CRESCIMENTOS SECUNDÁRIOS

SINTAXIAIS EM TORNO DE GRÃOS DE EQUINODERMAS. MOSAICOS MESOCRISTALINOS DE CALCITA ESPÁTICA E

CIMENTOS SINTAXIAIS PODEM SER FORMADOS TAMBÉM EM SUBSUPERFÍCIE E QUE, NESTE CASO, O CRITÉRIO

DE PRECIPITAÇÃO PÓS-COMPACTAÇÃO DEVE SER CUIDADOSAMENTE AVALIADO. EM ÁREAS DA ZONA

METEÓRICA FREÁTICA, COM BAIXA CIRCULAÇÃO DE ÁGUA, OCORRE POUCA CIMENTAÇÃO, MAS O

NEOMORFISMO CONSTITUI UM PROCESSO ATUANTE, COM A SUBSTITUIÇÃO DAS ARAGONITAS POR CALCITAS.

AMBIENTE DIAGENÉTICO METEÓRICO


ZONAS DIAGENÉTICAS VADOSA E FREÁTICA DO AMBIENTE DIAGENÉTICO METEÓRICO

franja prismática em torno de pelóides. bacia do jequitinhonha.

FOTOMICROGRAFIAS ILUSTRANDO A PRECIPITAÇÃO DE FRANJAS PRIAMÁTICA, MOSAICOS DE CALCITA

ESPÁTICA E CIMENTOS SINTAXIAIS, EVENTOS DIAGENÉTICOS TÍPICOS DO AMBIENTE METEÓRICO.

Fragmento de biválvio apresentando neomorfismo. Nota-se além dos cristais de calcita, a textura fibrosa dos antigos cristais de aragonita.

FOTOMICROGRAFIAS QUE ILUSTRAM PROCESSOS DE RECRISTALIZAÇÃO DA MATRIZ MICRÍTICA

E NEOMORFISMO DE GRÃOS, EVENTOS DIAGENÉTICOS TÍPICOS DO AMBIENTE METEÓRICO.

AMBIENTE DIAGENÉTICO DE SUBSUPERFÍCIE


SITUADO ABAIXO DA PROFUNDIDADE ONDE OS SEDIMENTOS SÃO AFETADOS POR

PROCESSOS DE SUBSUPERFÍCIE RASA E POSSUI COMO PRINCIPAIS PROCESSOS A CIMENTAÇÃO

E A COMPACTAÇÃO E, SUBORDINADAMENTE, A DISSOLUÇÃO E DOLOMITIZAÇÃO.

OS CIMENTOS CALCÍTICOS MAIS COMUNS ESTÃO REPRESENTADOS POR MOSAICOS DE

CALCITA DE CRISTALINIDADE GROSSA, POR CALCITA BLOCOSA OU POIQUILOTÓPICA. A

PRECIPITAÇÃO DE MINERAIS OPACOS É FREQUENTE, PRINCIPALMENTE EM ROCHAS RICAS EM

MATÉRIA ORGÂNICA. A COMPACTAÇÃO É SEM DÚVIDA UM PROCESSO IMPORTANTE EM

SUBSUPERFÍCIE, PARTICULARMENTE A COMPACTAÇÃO QUÍMICA, QUE LIBERA CACO3 NA

ÁGUA DOS POROS PROMOVENDO ASSIM A CIMENTAÇÃO NAS VIZINHANÇAS DOS MESMOS.

FOTOMICROGRAFIAS QUE ILUSTRAM PROCESSOS DE CIMENTAÇÃO EM SUBSUPERFÍCIE (MOSAICOS DE

CRISTALINIDADE GROSSA E BLOCOSOS), EVENTOS DIAGENÉTICOS TÍPICOS DO AMBIENTE DE SUBSUPERFÍCIE.

FOTOMICROGRAFIAS QUE ILUSTRAM PROCESSOS DE SUBSTITUIÇÃO (FOSFATIZAÇÃO E

SILICIFICAÇÃO), TÍPICOS DO AMBIENTE DIAGENÉTICO DE SUBSUPERFÍCIE.

FOTOMICROGRAFIAS QUE ILUSTRAM PROCESSOS DE PRECIPITAÇÃO DE MINERAIS

OPACOS, COMUM EM AMBIENTE DIAGENÉTICO DE SUBSUPERFÍCIE, E OXIDAÇÃO

TELODIAGENÉTICA.

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