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DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CARACTERIZAÇÃO DA GEOMETRIA DE DEPÓSITOS
SEDIMENTARES NA BORDA SUDOESTE
DA BACIA POTIGUAR.
Autor:
YOE ALAIN REYES PÉREZ
Orientador:
Prof. Dr. FRANCISCO PINHEIRO LIMA FILHO
Dissertação N
o
35 / PPGG
Natal-RN, março de 2003.
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Centro de Ciências Exatas e da Terra
Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica
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DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CARACTERIZAÇÃO DA GEOMETRIA DE DEPÓSITOS
SEDIMENTARES NA BORDA SUDOESTE
DA BACIA POTIGUAR.
Autor:
YOE ALAIN REYES PÉREZ
Orientador:
Prof. Dr. FRANCISCO PINHEIRO LIMA FILHO
Dissertação N
o
35 / PPGG
Natal-RN, março de 2003.
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Centro de Ciências Exatas e da Terra
Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CARACTERIZAÇÃO DA GEOMETRIA DE DEPÓSITOS
SEDIMENTARES NA BORDA SUDOESTE
DA BACIA POTIGUAR.
Autor:
Yoe Alain Reyes Pérez
Dissertação de Mestrado apresentada
em 31 de Março de 2003, para
obtenção do título de Mestre em
Geodinâmica pelo Programa de Pós-
Graduação em Geodinâmica e
Geofísica da Universidade Federal do
Rio Grande do Norte.
Comissão Examinadora:
Prof. Dr. Francisco Pinheiro Lima Filho (DG/PPGG/UFRN-Orientador)
Prof. Dra. Valéria Centurion Córdoba (DG/PPGG/UFRN)
Prof. Dr. Jorge Luís Porsani (IAG/USP)
Natal-RN, março de 2003
.
"Muitos dirão que sou aventureiro, e sou mesmo,
só que de um tipo diferente, daqueles que
entregam a própia pele para demonstrar suas
verdades."
“Hay que endurecerse, pero sin perder la ternura
jamás."
Che
Aos meus pais, Elsa e Alfredo e a minha irmã
Aixa que são meu maior amor, orgulho e
felicidade. Minha força nasce do amor deles.
Perdão pelo tempo de ausência.
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Dr. Francisco Pinheiro Lima Filho pela amizade e orientação nestes
novos caminhos da geologia.
A Ingred, que me deu um grande apoio no início do mestrado.
A Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) e o Programa de Pós-
graduação em Geodinâmica e Geofísica (PPGG), pela possibilidade de realizar esta
dissertação. Ao Departamento de Geologia pelos meios disponibilizados.
A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela
bolsa de estudo. Ao projeto “Estratigrafia física de depósitos de maré como análogos na
predição de reservatórios em subsuperfície” (PETROBRÁS/CENPES/PROFEX), pelo
apoio financeiro.
A Verônica quem deu uma ajuda fundamental, suportou meu caráter e teve as
palavras de alento que me permitiram chegar ao final. Ao Anderson pela ajuda. Aos
colegas do grupo GEA que contribuíram para a realização desta dissertação, já que toda
pesquisa necessita do trabalho em equipe.
Ao Dr. Cláudio Pires pela amizade e apoio. A Profa. Fátima que tem sido uma
mãe durante estes dois anos que estive longe de minha família. A Profa. Dra. Valéria
Centurion Córdoba que em todo momento teve uma palavra gentil e foi fundamental no
trabalho de microscopia. Ao Prof. Dr. Francisco Hilário Rego Bezerra pelas discussões
no estudo da tectônica das tufas calcárias. Ao Prof. Dr. Jaziel Martins Sá pelo
melhoramento da dissertação. A Nilda pela ajuda e gentileza.
Ao Prof Dr. Jorge Luís Porsani (IAG- USP), pelos trabalhos de campo e
aprendizagem do método de GPR. A Prof. Dra. Lucy Gomes Sant’Anna (IG-USP), pela
disponibilidade em responder todas as perguntas e dúvidas sobre o estudo das tufas
calcárias. A Hamilton Santori (HASAGEO) e ao Prof. Dr. Miguel Angelo Mane (DG-
UERJ), por disponibilizar o espectrômetro de raios gama.
SUMÁRIO
Agradecimentos
Resumo
Abstract
CAPÍTULO 1 – Introdução e objetivos .................................................................. 1
1.1 Apresentação ........................................................................................... 1
1.2 Objetivo Geral ........................................................................................ 1
1.3 Objetivos Específicos .............................................................................. 2
1.4 Localização da área de estudo ................................................................. 2
CAPÍTULO 2 –Revisão Bibliográfica .................................................................... 4
2.1 Bacia Potiguar........................................................................................ 4
2.1.1 Evolução Tectono - Sedimentar da Bacia Potiguar ............................ 4
2.1.2 Estratigrafia da Bacia Potiguar ........................................................... 7
2.2 Formação Açu........................................................................................ 10
2.3 Formação Jandaíra ................................................................................. 12
2.4 Tufas Carbonáticas e Travertinos .......................................................... 12
2.4.1 Tufas no Brasil e no mundo ................................................................ 14
CAPÍTULO 3 – Desenvolvimento Metodológico ................................................... 15
3.1 Revisão Bibliográfica............................................................................. 15
3.2 Seleção das áreas de trabalho................................................................. 15
3.2.1 Análises de imagens do Landsat TM .................................................. 15
3.3 Escolha dos afloramentos, aquisição e tratamento de dados ................. 21
3.3.1 Dados dos afloramentos ..................................................................... 26
3.3.1.1 Espectrometria de raios gama ......................................................... 28
3.3.1.2 Microscópio eletrônico de varredura (MEV) .................................. 31
3.3.1.3 Estudo dos isótopos estáveis ........................................................... 32
3.3.2 Investigações de subsuperfície empregando GPR .............................. 32
3.3.2.1 Equipamento .................................................................................... 34
3.3.2.2 Etapa prévia do levantamento.......................................................... 35
3.3.2.3 Processamento dos dados de GPR ................................................... 36
3.3.2.4 Apresentação dos dados de GPR ..................................................... 37
CAPÍTULO 4 – Análise dos dados e interpretação dos resultados ........................ 38
4.1 Afloramento Apodi ................................................................................ 38
4.2 Afloramento Olho d’ Água da Bica....................................................... 44
4.3 Afloramento Quixeré ............................................................................. 50
CAPÍTULO 5 – Conclusões e recomendações........................................................ 64
Referências bibliográficas........................................................................................ 67
Anexos ..................................................................................................................... 76
LISTA DE FIGURAS
Figura 1.1- Mapa de localização das áreas de estudo ......................................................... 2
Figura 2.1- Mapa de localização e arcabouço estrutural da Bacia Potiguar ....................... 4
Figura 2.2- Mapa Geológico Simplificado da Bacia Potiguar ............................................ 8
Figura 2.3- Carta Cronoestratigráfica da Bacia Potiguar .................................................... 9
Figura 3.1- Fluxograma mostrando as etapas metodológicas .............................................16
Figura 3.2- Leitura de imagens de área de estudo no módulo IMPIMA.............................17
Figura 3.3- Registro de imagens da área de estudo.............................................................18
Figura 3.4- Composições coloridas da área de estudo ........................................................19
Figura 3.5- Mapa Geológico da área de estudo...................................................................20
Figura 3.6A- Mapa Geológico do afloramento Apodi ........................................................22
Figura 3.6B- Mapa Geológico do afloramento Tabuleiro do Norte....................................23
Figura 3.6C- Mapa Geológico do afloramento Olho D’ Água da Bica ..............................24
Figura 3.7- Fotos dos Afloramentos Apodi, Tabuleiro e Quixeré .....................................25
Figura 3.8- Espectômetro portátil de raios gama ................................................................29
Figura 3.9- Levantamento de perfis com espectrômetro de raios gama..............................30
Figura 3.10- Medidas realizadas no centro de um açude ...................................................30
Figura 3.11- Microscópio eletrônico de varredura modelo XL 30 ESEM..........................31
Figura 3.12- Equipamento RAMAC-MALA......................................................................34
Figura 4.1- Bloco esquemático mostrando a localização das linhas GPR ..........................39
Figura 4.2-Detalhe das sondagens geofísicas com GPR.....................................................39
Figura 4.3- Detalhe da picada aberta para aquisição de dados GPR..................................40
Figura 4.4- Radargramas processados mostrando a falta de refletores...............................41
Figura 4.5- Espectros de amplitude analisados ...................................................................42
Figura 4.6- Seção colunar e perfil de raios gama ressaltando os picos defasados ..............43
Figura 4.7- Problemas de falsa leitura ocasionados pela coleta de dados...........................43
Figura 4.8 A- Perfil de raios gama obtido com espaçamento de 30cm...............................44
Figura 4.8 B- Perfil de raios gama obtido segundo as variações texturais..........................44
Figura 4.9- Afloramento Apodi...........................................................................................45
Figura 4.10- Seção colunar e perfil de raios gama..............................................................46
Figura 4.11- Detalhe das sondagens geofísicas com GPR..................................................47
Figura 4.12 - Radargrama de levantamento realizado com antena de 100 MHz ................48
Figura 4.13- Afloramento Olho d´ Água da Bica................................................................49
Figura 4.14- Fotos das estruturas espinha de peixe.............................................................50
Figura 4.15- Foto das tufas carbonáticas contendo folhas e fragmentos ............................51
Figura 4.16- Modelo esquemático da formação de uma caverna........................................52
Figura 4.17- Fotografias obtidas no MEV ..........................................................................53
Figura 4.18- Fotografias obtidas no MEV ..........................................................................53
Figura 4.19- Fotografias obtidas no MEV ..........................................................................54
Figura 4.20- Difratogramas de raios x ................................................................................55
Figura 4.21- Valores de isótopos estáveis...........................................................................56
Figura 4.22- Detalhe das sondagens geofísicas com GPR..................................................57
Figura 4.23- Padrões de terminações de reflexões usados na sismoestratigrafia................58
Figura 4.24- Radargrama de Quixeré com representação da interpretação ........................59
Figura 4.25- Fotomosáico Quixeré e seção colunar............................................................60
Figura 4.26- Fotomosáico de Quixeré e representação da interpretação tectônica.............62
Figura 4.27- Pares de falhas conjugadas .............................................................................63
Figura 4.28- Bloco diagrama esquemático do afloramento Quixeré ..................................63
LISTA DE ANEXOS
Anexo 1- Seções colunares com perfis de raios gama levantados nos afloramentos Apodi
e Quixeré.
Anexo 2- Valores de isótopos de oxigênio (SMOW e VPDB) e carbono (VPDB)
RESUMO
Com o presente trabalho foi analisado o potencial de uso de diversas técnicas com
o objetivo de identificar geometrias deposicionais e subsidiar os estudos de reconstrução
paleogeográfica da borda sudoeste da Bacia Potiguar. Para tanto, foram identificadas três
áreas e selecionados alguns afloramentos para estudos integrados de geologia, geofísica e
geoquímica. As principais técnicas utilizadas foram: análises de fácies; sensoriamento
remoto; perfis geofísicas com GPR; levantamentos de perfis de raios gama, em
afloramentos; estudos petrográficos com microscopia ótica e com o microscópio
eletrônico de varredura e análise isotópica de carbono e oxigênio nas tufas carbonáticas.
Esta abordagem metodológica se mostrou eficiente no que tange ao uso do método de
análise de fácies para identificação de geometrias 2D. Os perfis de GPR realizados em
Quixeré imagearam alguns importantes refletores de interesse geológico, permitindo
identificar as geometrias deposicionais das tufas e suas relações de contato com as rochas
abaixo. Entretanto, o GPR não mostrou suficiente contraste para a identificação de
refletores de interesse geológico nos afloramentos Apodi e Olho d’ Água da Bica. Os
perfis de raios gama também apresentaram uma boa resposta, justificando seu uso na
identificação de geometria 1D e 2D. A análise isotópica de carbono e oxigênio, permitiu
uma primeira compreensão das condições paleoambientais de depósitos de tufas.
Ressalta-se o excelente resultado obtido com o GPR na identificação das geometrias
deposicionais das tufas e suas relações de contato com as rochas abaixo. A análise do
campo de tensão destas rochas mostrou uma direção vertical de maior esforço (sigma 1)
de deformação, cuja origem foi associada à ação gravitacional.
ABSTRACT
This study focuses on the potential of several techniques used to identify
depositional geometries and paleogeographical investigation on the SW border of the
Potiguar Basin. Three areas were selected for an integrated geological, geophysical and
geochemistry study. The main used techniques were facies analysis, remote sensing,
ground penetrating radar (GPR) and gamma-ray in outcrops, as well as petrographic
microscope observations and the using of scanning eletronic microscopic (SEM), and
Carbon and Oxygen Isotopic study in the carbonate tufa. These methodological
approaches were very efficient in the facies analysis of 2D geometries. The GPR profiles
carried out in Quixeré identified important geological reflectors which allowed to the
identification of depositional geometries of tufa. However, GPR profiles were not able to
identify geological reflectors in the Apodi and Olho d´Água da Bica outcrops. Gamma-
ray profiles also presented good results, which justify their use in 1D and 2D geometric
analysis. Carbon and Oxygen Isotopic analyses were also used to investigate
paleoenvironmental setting of tufa deposits. It is important to remark the excellent results
of GRP using in the identification of depositional geometries of tufa and their contact
relationships with the underlying rocks. Field analysis of faults indicate a vertical sigma-
1 orientation which was associated to normal faults.
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