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CORRENTES DE TURBIDEZ Fluxos gravitacionais bipartidos: camada basal granular (laminar), densa flui devido sobrepressão de poros + condições inerciais camada superior mais diluída, totalmente turbulenta retrabalha e ultrapassa depósito final da camada basal Deslocam-se como fluxo de alta velocidade e maior densidade em meio a água do mar ou de um lago presença grande quantidade de sólidos suspensos Fonte: Scherer, 2012 CORRENTES DE TURBIDEZ Nome provem do aspecto túrbido das correntes fluviais que entravam nos lagos glaciais Lago de Geneva (Forel, 1885 Desencadeamento: eventos catastróficos de curta duração ondas de tempestade, choques devidos à terremotos, falhamento de sedimentos associados à taludes íngremes CORRENTES DE TURBIDEZ de longa duração disparadas por grandes cheias fluviais sofrem duas acelerações: na região montanhosa cortada por rios no talude diferem-se dos fluxos hiperpicnais possuem aceleração catastrófica maior aumento da densidade pela erosão do substrato incorporando material ao fluxo (bulking) fluxos hiperpicnais aceleram-se apenas nas encostas + deposição carga antes de chegar ao talude não sofrem aceleração catastrófica nem bulking CORRENTES DE TURBIDEZ Presença de finos: aumenta densidade da corrente auxilia na geração de turbulência na camada superior lubrifica os grãos da camada basal favorecendo transporte mais longo pelo fluxo CORRENTES DE TURBIDEZ Perda de finos começa a ocorrer choque de grãos + aumento do atrito + desaceleração do fluxo perda da carga areno-conglomerática quando a corrente de turbidez viaja por distância e tempo suficientes para se desenvolver, apresenta a seguinte estrutura: cabeça, corpo e cauda CORRENTES DE TURBIDEZ Cabeça • parte frontal, mais rápida e até 2x mais espessa que o resto do fluxo transportados grãos maiores • região de intensa turbulência e erosão escavando o substrato turboglifos (marcas de flauta) e marcas de objeto • partículas erguidas e arremessadas para trás, em direção à cauda desenvolvimento de redemoinhos CORRENTES DE TURBIDEZ Corpo • região central fluxo aproximadamente uniforme, Cauda • zona de rápido adelgaçamento do fluxo CORRENTES DE TURBIDEZ Desaceleração: decréscimo do gradiente ou talude ou desconfinamento do fluxo ao sair dos cânions no sopé mistura com fluido ambiente diminuição da densidade perda de competência Padrão deposicional ideal para uma corrente de turbidez de alta eficiência. Mecanismos deposicionais (Lowe, 1982) 1) Sedimentação por tração grãos respondem individualmente e depositados da carga de leito 2) Por suspensão grãos respondem individualmente e depositados da carga suspensa 3) Congelamento friccional grãos interagem via contato friccional depositados coletivamente 4) Congelamento coesivo grão interagem com as forças coesivas da matriz depositados coletivamente • a variação da velocidade da corrente depende amplamente da inclinação do declive aumento no declive resulta também num aumento da velocidade da corrente • as diferentes populações de tamanho de grão são mantidas em suspensão por mecanismos de suporte variados • São depositadas como ondas de sedimentação distintas eficiência dos mecanismos muda com a desaceleração do fluxo CORRENTES DE TURBIDEZ Populações de grãos Suporte das partículas Mecanismos de suporte 1) Partículas tamanho argila, silte até areia média Independe da concentração Turbulência do fluxo 2) Partículas tamanho areia grossa e cascalho tipo seixo pequeno Suspensões concentradas Turbulência, decantação dificultada e boiância 3)Partículas tamanho seixo e calhau Acima de 10 a 15% Turbulência, decantação dificultada, bioância e pressão dispersiva CORRENTES DE TURBIDEZ Decantação dificultada = elevada concentração dos grãos inibe o movimento da água e aproxima grãos sólidos que tentam assentar, obrigando a água intersticial a ser “espremida” nos espaços intersticiais entre as partículas, dificultando a movimentação e retardando a decantação dos grãos Boiância = sustentação de clastos que flutuam na matriz intersticial composta de água + sedimento CLASSIFICAÇÃO DAS CORRENTES DE TURBIDEZ CORRENTES DE ALTA DENSIDADE CORRENTES DE BAIXA DENSIDADE CORRENTES DE TURBIDEZ DE BAIXA DENSIDADE Constituídas de grãos da população 1 (partículas tamanho argila, silte a areia média ) suporte apenas por turbulência turbididos de grão médio a fino, gradados divisões Ta, Tb, Tc e Td da sequência de Bouma Deposição a partir da desaceleração do fluxo inicia- se por tração (Ta e Tb), finalizando com siltitos e argilitos c/feições de tração + suspensão (Td) Fonte: Scherer, 2012 Fonte: Scherer, 2012 CORRENTES DE TURBIDEZ DE BAIXA DENSIDADE Cessada a corrente de turbidez depositam-se sedimentos hemipelágicos e pelágicos (Te) carga suspensa que reflete a sedimentação do background do lago ou mar profundo Nestas correntes não há condições de ocorrer pressão dispersiva, devido ao tamanho do grão MODELO DE BOUMA (1962) Definida por Arnould Bouma, nos Alpes Marítimos, na França correntes de turbidez de águas profundas composta de intervalos formados pela desaceleração e conseqüente deposição do fluxo MODELO DE BOUMA (1962) Seqüência turbidítica clássica Ta deposição rápida por suspensão depósitos de arenito sem estrutura, podendo ser gradado base erosional Tb laminação plano-paralela, em regime de fluxo superior deposição por tração Tc laminação cruzada ondulada, convoluta e climbing ripples deposição por tração Td laminação paralela regime de fluxo inferior material mais síltico Te suspensão em baixa energia argilitos e siltitos A sequência de Bouma e os mecanismos de deposição inferidos para os intervalos Ta aTe para uma corrente de turbidez de baixa densidade desacelerante . SEQUÊNCIA DE BOUMA A seqüência completa é um ideal muitas vezes, alguns intervalos estão ausentes Quando uma fina divisão S3 está sobreposta pelos intervalos Tb-e, então S3=Ta Neste caso Ta está geneticamente relacionada a correntes de turbidez de alta densidade (Lowe,1982) Estruturas comuns Estruturas de sobrecarga camadas mais densas depositam-se sobre camadas menos densas estado plástico Ball and pillow e pseudonódulos ESTRUTURAS COMUNS Climbing ripples Migração das laminações cruzadas onduladas, numa rápida deposição das partículas em suspensão Podem estar preservados tanto os lee sides (mais comuns), quanto os stoss sides CORRENTES DE TURBIDEZ DE ALTA DENSIDADE Incluem as populações 1, 2 e 3 partículas tamanho argila a calhau Subdivididas: correntes de alta densidade arenosas (SHDTC) e cascalhosas GHDTC) (Lowe,1982) Fonte: Scherer, 2012 CORRENTES DE TURBIDEZ ARENOSAS DE ALTA DENSIDADE Predomínio dos grãos da população 2 (areia grossa e pequenos seixos) suportada principalmente por turbulência e decantação dificultada pressão dispersiva mecanismo negligenciável presente só na base do fluxo CORRENTES DE TURBIDEZ ARENOSAS DE ALTA DENSIDADE A deposição ocorre em três estágios principais, de acordo com o aumento da instabilidade do fluxo 1) Sedimentação por tração arenito seixosos com escavações e estratificação cruzada ou plano-paralela (divisão S1); 2) Sedimentação de carpetes de tração (S2); 3) Sedimentação por suspensão arenitos maciços , c/gradação normal ou c/ estruturas de escape prato ou pilar (S3) Sequência S1 – S3 reflete evolução de um fluxo desacelerante mecanicamente similar a sequência desenvolvida por correntes de baixa densidade divisões s Tbc (tração) e Td (tração + suspensão) CARPETES DE TRAÇÃO Processo de formação de um carpete de tração: inicia-se com o aumento da instabilidade no fluxo carga suspensa de granulação mais grossa concentra-se no leito, sendo transportada como carga de fundo surge então um nível basal, mantido pela pressão dispersiva, devido ao choque entre os grãos, e alimentada pela chuva de grãos grossos com o aumento da concentração dos grãos na parte basal e a não atuação da turbulência nesta parte, forma-se, então, o carpete de tração (Dzulynski & Sanders, 1962) (Fig. 4.6B) FORMAÇÃO DE CARPETES DE TRAÇÃO Lowe (1982); in: Arienti (1996) SEQUÊNCIA IDEAL DAS DIVISÕES DE LOWE B A IX A D E N S ID A D E A LT A D E N S ID A D E Lowe (1982); in: Della Fávera (2000) Correntes de turbidez cascalhosas de alta densidade: divisões R2 (camadas com carpetes de tração) e R3 (camadas com gradação normal). Correntes de turbidez arenosas de alta densidade: divisões S1 (camadas com estruturas de tração), S2 (camadas com carpetes de tração) e S3 (camadas depositadas por suspensão, podendo conter estruturas de escape de fluidos). Fonte: Scherer, 2012 CORRENTES DE TURBIDEZ CASCALHOSAS DE ALTA DENSIDADE ricas em grão da população 3 seixos e calhaus suporte pressão dispersiva + boiância da matriz Boiância = sustentação de clastos que flutuam na matriz intersticial composta de água + sedimento CORRENTES DE TURBIDEZ CASCALHOSAS DE ALTA DENSIDADE Deposição ocorre em 2 estágios principais: cascalhos mais grossos da frente da corrente, na porção basal do fluxo, junto à cabeça como carpetes de tração de suspensão cascalhos inversamente gradados (divisão R2) e c/gradação normal (R3) CORRENTES DE TURBIDEZ Fluxos gravitacionais bipartidos: camada basal granular (laminar), densa flui devido sobrepressão de poros + condições inerciais camada superior mais diluída, totalmente turbulenta retrabalha e ultrapassa depósito final da camada basal Deslocam-se como fluxo de alta velocidade e maior densidade em meio a água do mar ou de um lago presença grande quantidade de sólidos suspensos Fonte: Scherer, 2012 Correntes de turbidez cascalhosas de alta densidade: divisões R2 (camadas com carpetes de tração) e R3 (camadas com gradação normal). Correntes de turbidez arenosas de alta densidade: divisões S1 (camadas com estruturas de tração), S2 (camadas com carpetes de tração) e S3 (camadas depositadas por suspensão, podendo conter estruturas de escape de fluidos). SUSPENSÃO Divisões R3 deposição direta por suspensão, sem tempo para formar estruturas de tração depósitos com gradação normal As divisões R1, depositadas por tração, são muito raras nas correntes cascalhosas início do choque entre os grãos pressão dispersiva A seqüência das divisões pode variar de acordo com o comportamento do fluxo As correntes de turbidez de alta densidade podem depositar sua carga em surtos de sedimentação, podendo ocorrer repetições de algumas divisões FÁCIES TURBIDÍTICAS descoberta da importância das correntes de turbidez na deposição de mar profundo Kuenen e Migliorini (1950) uma das mais importantes revoluções no campo da Sedimentologia estudos de Bouma (1962) permitiram reconhecer existência de organização interna muito característica, sob o ponto de vista de distribuição de litologias e estruturas seqüência de Bouma dominou a descrição destes depósitos na década de 1960 FÁCIES TURBIDÍTICAS estudos de Mutti e Ricci Luchi (1970) mostraram que a seqüência de Bouma era insuficiente para descrever as seqüências turbidíticas e depósitos associados feição restrita a delgadas camadas de turbiditos de grão fino a médio intercaladas à folhelhos originadas de correntes de turbidez de baixa densidade turbiditos clássicos ou TBT’s (Thin Bedded Turbidites) FÁCIES TURBIDÍTICAS mecanismos responsáveis mais complexos do que os relacionados à sequência de Bouma propuseram classificação faciológica de turbiditos (“lato sensu” envolvendo depósitos das correntes de turbidez + outros depósitos associados) devido ao elevado interesse econômico (óleo e gás) turbiditos e sistemas de leques submarinos foram alvo de estudo nas décadas de 80 e 90 e nos dias atuais ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS análise de um só afloramento ou testemunho pode acarretar erros de interpretação características dos depósitos turbidíticos retratam principalmente instantes finais de deposição difícil inferir natureza dos processos envolvidos no transporte a partir de um dado isolado análise adequada aplicação do conceito de trato de fácies ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS TRATO DE FÁCIES mostra como uma fácies se relaciona com a outra no espaço representando a segregação natural que ocorre durante o movimento dos fluxos gravitacionais para a bacia ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS Mutti (1992) e Mutti et al. (1999) aplicaram o conceito de trato de fácies na confecção de um arcabouço genético de fácies turbidíticas assumindo 6 premissas conceituais 1) Corrente de turbidez é um fluxo bipartido: camada basal granular (laminar), densa flui devido sobrepressão de poros + condições inerciais camada superior mais diluída, totalmente turbulenta retrabalha e ultrapassa depósito final da camada basal Deslocam-se como fluxo de alta velocidade e maior densidade em meio a água do mar ou de um lago presença grande quantidade de sólidos suspensos ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS 2) Vários mecanismos de suporte de grãos atuam ao longo da evolução de um fluxo, se relacionando com as diferentes populações de tamanhos de grão 3) Deposição se processa como ondas de sedimentação, com repetidos ciclos de tração e suspensão, havendo correntes de turbidez de alta e baixa densidade 4) Evoluem através de sucessivas transformações de fluxo, levando à segregação paulatina da carga sedimentar ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS 5) O salto hidráulico tem papel fundamental no desenvolvimento das fácies, pois através dele a corrente ganha “novo fôlego” ao passar de trechos confinados para desconfinados do sistema turbidítico 6) Os fluxos apresentam maior ou menor eficiência, ou seja, habilidade de distribuir os sedimentos bacia adentro ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS Salto hidráulico principal separa zona de transferência (cânios ou canais) da zona de acumulação(lobos) de um sistema turbidítico região transição canal-lobo região onde ocorre esta brusca passagem (Mutti & Normark, 1991) ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS Zona de transferência (cânios ou canais) dominam erosão + escavação profunda do substrato + bypass de sedimentos + deposição de camadas lenticulares de conglomerados e arenitos grossos a partir de correntes de turbidez cascalhosas e alta densidade Zona de acumulação (lobos) superfícies erosivas menos profundas e mais planas + camadas tabulares dominantemente arenosas e pelíticas a partir de correntes de turbidez arenosas e alta densidade ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS Eficiência de uma corrente de turbidez habilidade da corrente em carregar sua carga sedimentar gradiente abaixo e segregar suas populações de grãos em diferentes fácies num fluxo bipartido eficiência se relaciona a diferentes processo operante nas camadas basal e superior esquema de Mutti (1992) nove fácies (F1 a F9) esquema de Mutti et al. (1999) suprimiu a F1 e F4 ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS Fonte: Scherer, 2012 Padrão deposicional ideal para uma corrente de turbidez de alta eficiência. MODELO DE MUTTI (1992) Reformulação da classificação de Mutti & Ricci Lucchi (1972) turbiditos dos Apeninos, na Itália baseado nas transformações de fluxo de Fisher (1983) Nove fácies turbidíticas diferentes estágios dos fluxos gravitacionais subaquosos declive abaixo cada fácies representa a perda progressiva das populações mais grossas numa direção corrente abaixo ou uma organização textural diferente (Della Fávera, 2000) MODELO DE MUTTI (1992) Agrupadas em três grupos principais: 1) Fácies de granulação muito grossa fluxos de detritos coesos e fluxos hiperconcentrados (transição fluxos coesos e fluidais) F1, F2 e F3 2) Fácies de granulação grossa correntes de turbidez cascalhosas de alta densidade F4, F5, WF e F6 (origem questionável). 3) Fácies de granulação fina correntes de turbidez arenosas de alta densidade F7 e F8; correntes de turbidez de baixa densidade F9 (F9a e F9b) Fonte: Scherer, 2012 esquema ou modelo de Mutti (1992) nove fácies (F1 a F9) fluxos de detritos coesivos originados de deslizamentos e escorregamentos de massa, da borda da plataforma, aceleram ao longo dos cânions e sofrem progressiva mistura com a água, ocasinando sua transformação para correntes de turbidez ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS esquema (modelo) de Mutti et al. (1999) suprimiu a F1 e F4 admitiram que cheias catastróficas de sistemas fluviais que drenam montanhas seriam mais efetivas na geração de volumosas correntes de turbidez este mecanismo passou a ser considerado mais compatível com a grande variedade de fácies turbidíticas areno-conglomeráticas observadas ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS muitos dos escorregamentos e fluxos de detritos que ocorrem na região de cabeceira dos sistemas turbidíticos não têm relação genética com as correntes geradas por fluxos hiperpicnais associados a cheias catastróficas por este motivo a fácies F1 suprimida as fácies grossas com carpete de tração (F4) suprimida por se tratar de uma fácies de ocorrência pouco comum ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS fácies agrupadas segundo 4 populações de tamanho de grão: 1) matacão seixos pequenos 2) seixos pequenos areia grossa 3) areia média a fina 4) areia fina até lama ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS esquema (modelo) de Mutti et al. (1999) “ Estas populações de tamanho de grão são transportadas pelas correntes de turbidez como entidades naturalmente distintas, resultando em grupos de fácies também diferentes. As primeiras duas populações movem-se com a camada granular basal; a terceira população move-se na camada granular basal, mas pode ser progressivamente incorporada como carga suspensa no fluxo turbulento sobrejacente; a quarta população move-se preferencialmente como carga suspensa em um fluxo turbulento.” (Mutti et al, 1999) ARCABOUÇO GENÉTICO DE FÁCIES TURBIDÍTICAS MODELO DE MUTTI et al. (1999)
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