Aula 8 - Rochas Evaporíticas

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

*
*
*
*
Processos Sedimentares de
Natureza Química
Evaporitos Death Valley, USA
*
*
Sedimentação química
Precipitação de componentes dissolvidos a partir de uma solução, em geral, água do mar ou salmoura.
Litificação de precipitados químicos forma: 
Sedimentos carbonáticos (calcário e dolomito)
Sedimentos silicosos (chert)
Sedimentos ricos em ferro (ironstones e BIF)
Outras acumulações menores de óxidos de Mn, fosfatos e baritas
Evaporitos
*
*
Sedimentação química
Formação em ambientes marinhos ou marginais: plataforma continental, ambientes intramarés e lagunares.
Processos químicos: complexos e controlados por fatores como oxidação – redução, pH, clima, paleolatitudes e evolução biológica – atmosférica.
*
*
Sedimentação química
Evaporitos
Carbonatos/Magnesita
Banded iron-formations – BIF
Irostones
Óxidos de Mn acamadados e Nódulos de Mn
Fosforitos
Folhelhos negros carbônicos
*
*
PRINCIPAIS FONTES 
 K, Na, Ca, Mg, Li, I, Br e Cl
*
*
Conceito – Termo genérico, descritivo, para um grupo de rochas formadas por precipitação química a partir de água do mar ou mesmo água continental supersaturada, enriquecida em sais, devido à evaporação solar. 
*
*
Evaporitos são precipitados químicos derivados da evaporação da água tanto do mar quanto continental
O nome evaporito vem da palavra latina “evaporare”, e do sufixo grego “litho”, que significa pedra.
Os evaporitos em maior parte resultam da restrição dos mares, que quando isolada do sistema mundial de oceanos expõem à evaporação grades quantidades de água.
*
*
*
*
*
*
Propriedades químicas dos evaporitos
Principais componentes químicos da água do mar e dos evaporitos.
*
*
*
*
A água do mar possui, em média , uma concentração salina de 36.500mg/l, e essa composição é aproximadamente constante nos diferentes oceanos do globo terrestre.
*
*
Em mares isolados, pode ocorrer mais evaporação que influxo de água, que aumenta a concentração dos íons.
Em mares que sofrem grande aporte de águas de rios, ocorre uma diluição da salmoura.
As águas continentais possuem concentração e composição variável que dependem da natureza das rochas da área de drenagem.
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
anidrita enterolítica e nodular
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Características físicas
gipsita
anidrita
*
*
*
*
A silvinita (KCl), é uma importante fonte de potássio industrial que ocorre associada a halita e é interpretada como o produto da evaporação extrema das águas marinhas.
A carnalita (KMgCl3.6H2O), precipita-se apenas em salmouras altamente concentradas.
Bischofita ( MgCl2.6H2O), normalmente ocorre nas ultima fase da deposição dos evaporitos da água do mar.
Taquidrita (CaMg2Cl6.12H2O), é um mineral de rápida hidratação. 
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Ordem de precipitação
A precipitação dos evaporitos segue uma sequencia bem definida, de acordo com as leis químicas, com diferentes minerais se formando em função das diferentes solubilidades. (Richter-Bernburg, 1972; Hardie, 1984; Sonnenfield, 1992)
A ordem da deposição dos sais depende de dois fatores:
solubilidade
Quantidade de cada composto disponível na água do mar.
*
*
Ordem de precipitação em água do mar
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Eugster and Hardie (1978) distinguiram 5 tipos de salmouras em bacias evaporiticas continentais fechadas:
1-Ca-Mg-Na-(K)-Cl
2-Na-(Ca)-SO4-Cl
3-Mg-Na-(Ca)-SO4-Cl
4-Na-CO3-Cl
5-Na-CO3-SO4-Cl 
*
*
*
*
Sistemas alcalinos
1- Salmoura rica em Na-K-CO3-SO4 e Cl e pobre em Ca e Mg
Principais minerais salinos : carbonatos de sódio: 
- Trona, Nacolita, Natron e Gaylussita
PS. 	A distinção entre evaporitos marinhos e lacustres é feita, além desses critérios com: 
A- espécie de fóssil contida no depósito; 2- a natureza das fácies associadas; 3- a assembléia mineral e sucessão vertical; 4- elementos traços, isótopos estáveis e inclusões fluidas
Sistemas neutros
Salmouras ricas em Na-K-Ca-Mg-SO4-Cl e pobre em bicarbonato e carbonatos
Principais minerais salinos: sulfato de de magnesio e sódio
-gispso, anidrita, mirabilita, thenartita, glauberita, polialita.
Alguns sistemas neutros são pobres em Ca, como Great Salt Lake em Utah e outros como o Mar Morto são pobres em sulfatos.
*
*
1-Usiglio 1849 – Fez o primeiro estudo sobre a origem deposicional dos evaporitos, estabelecendo a ordem de cristalização dos sais em água do mar confinada;
2-Bischof 1854 e depois Ochsenius 1877 consideraram que os evaporitos formaram-se por evaporação de água do mar em ambientes confinados, tipo lagoa.
Esquema que se prolongou até os anos sessenta, quando estudos de modernas sabkhas (ambientes de planícies de sal supramaré ) feitos por inumeros geologos, sugeriram que as planícies de marés (flats tidals) seriam a chave na interpretação de muitos evaporitos antigos.
O conhecimento e modelamento da deposição dos evaporitos e diagênese avançou muito na últimas décadas em função da sua associação com petróleo, como selante do reservatório de petróleo,onde cerca de 70% dos campos de petróleo gigantes em rochas carbonáticas estão relacionados a depósitos	evaporíticos.
*
*
*
*
A formação dos evaporitos requer uma bacia com extrema restrição de circulação de águas, que pode ser marinha ou não marinha, associada às condições climáticas favoráveis, de modo que a taxa de evaporação seja maior que a do influxo marinho ou continental.
*
*
1- a restrição à livre circulação de águas é induzida por barreiras (geomorfológicas, estruturais ou orgânicas – recifes);
2-Os sais depositados seguem uma ordem definida, de acordo com a solubilidade dos seus constituintes: componentes menos solúveis na base e mais soluveis no topo.
3- Uma bacia evaporítica sempre sofre refluxo. A a’gua do mar ao movimentar-se através da barreira de restrição, gera um forte gradiente horizontal de salinidade. As salinidades mais baixas são restritas às zonas proximais, aumentando gradativamente nas regiões distais, forçando o refluxo (retorno) das salmouras mais densas em direçào ao mar aberto;
4-O refluxo é controlado pelo levantamento ou abaixamento do nivel do mar. Se alto, haverá um refluxo grande das salmouras densas e os minerais pouco soluveis (carbonatos e sulfatos) podem precipitar-se. Se baixo, o refluxo das salmouras densas é pequeno, facilitando a precipitação de halita e de sais de potássio.
*
*
*
*
Ciclos de 1a Ordem - aumento da salinidade ambiental desde o mais baixo teor até o mais alto, voltando novamente ao mais
Baixo valor
*
*
*
*
Camadas contínuas de folhelhos negros na base , potenciais geradores de hidrocarbonetos;
Conteúdo elevado em H2S os tornam também hospedeiros preferenciais de sulfetos metálicos.
O topo do ciclo evaporitico é marcado pelos sais mais solúveis, como os sais de Mg e de K, adequados para exploração de Silvinita
*
*
*
*
*
*
Principais ambientes de formação dos evaporitos:
 	
 1- Ambientes marinhos restritos e/ou ambientes costeiros em 	regiões áridas representados por :
	ѵ Mares restritos ou golfos, ligados a um oceano (Mar Vermelho, Mar Morto, Mar Cáspio em conexão com o Golfo Kara-Bogaz ; Golfo Pérsico (Costa Trucial nos Emirados Arabes)
	 
	ѵ Sabkhas (Ambiente subaéreo costeiro marcado por planícies de sal )
	 ѵ Salinas (ambiente costeiro subaquoso raso c/ lâmina d`água 	<50m) 
2- E não marinhos:
Lagos salgados isolados e/ou salar
*
*
Mapa global (imagem da NASA) mostrando bacias evaporiticas na África,Arábia, Europa, Ásia.
*
*
B – Mapa de localização
dos pontos de medida de salinidade da água do mar entre o Mar Vermelho e o Golfo de Áden;
C – Variação da salinidade no Mar Vermelho, com valores apresentados em partes por mil.
*
*
Sabkhas: Planícies de sal ou supramaré associada a ambientes costeiros, adjacentes a um corpo d’água (marinho ou não
marinho) em clima árido, formadas em áreas essencialmente de baixo aporte de sedimentos clásticos e com altas taxas de evaporação. 
	Os evaporitos são, na sua grande maioria, componentes de um perfil de solo nas zonas vadosas e freáticas. O sedimento evaporítico se forma dentro de um sedimento hospedeiro, mais abundante, e que se comporta como matriz, e cuja composição pode ser tanto carbonática, siliciclástica ou mista
Imagens mostrado as sabkhas costeiras na região da Costa Trucial dos Emirados Arabes e na costa leste de Omã.
*
*
 palavra de origem árabe (sebkha) e serve para designar uma região plana, geralmente inundável, frequentemente uma depressão, mais não exclusiva, cujos solos salgados impedem toda a vegetação sobre a maior parte da superfície (Perthuisot 1975).
Quando ligadas ao domínio marinho são chamadas parálicas;
E quando do domínio exclusivamente continental, denominadas de límicas.
*
*
As acumulações sedimentares evaporíticas em sabkhas são seqüências pouco espessas,
variando de 30 cm até 1 ou 2 m ; 
A associação de fácies sedimentar apresenta :
esteiras algálicas formadas na região intermaré; 
nódulos e estruturas enterolíticas de sulfato de cálcio, tanto gipsita como anidrita, característico da porção supramaré 
Cubos e formas esqueletais de halita em uma matriz carbonática ou siliciclástica
*
*
*
*
*
*
Os sedimentos formam unidades lateralmente extensivas (10 - 100m espessura) constituídos de vários ciclos evaporíticos (1 - 5 m espessura);
Os horizontes salinos individuais não são facilmente correlacionados no ambiente deposicional devido a limitada continuidade lateral no ambiente deposicional 
Os sais foram depositados em um mosaico de ambiente de sabkha (planicie de maré salina e seca) e salinas (depressão aquosa) em ambos ambientes continental e marinho
*
*
*Salinas Exemplo: salinas do Sul Australiano onde seqüências de gipsita subaquosas chegam a 10 metros de espessura (Warren, 1989).
 Acúmulo de cristais de Halita com matéria orgânica, salinas da Lagoa de Araruama, RJ
Bacia de acumulação evaporítica (http://www.earthscienceworld.org/imagebank).
*
*
*
*
*
*
Figura 3 – (A) Halita chevron , Salinas da Lagoa de Araruama, RJ. Tampa da máquina no centro da foto como escala; Figura 3 – (B) Halita chevron, Evaporitos Aptianos da Bacia de Sergipe. Barra no alto da foto corresponde a aproximadamente 0,5 mm
*
*
Figura 3 – (D) Cubos de halita envoltos com matéria orgânica, Membro Ibura da Formação Muribeca, Aptiano da Bacia de Sergipe. Face do cubo tem cerca de 0,5 mm
*
*
A – playa lake em bacias interiores: depressões intracratônica dominadas por água meteórica longe da influência marinha
B – mar epicontinental ou interior raso: localiza-se junto a um golfo ou a uma entrada de mar raso, em que o influxo de água salgada é determinante para a formação dos depósitos evaporíticos.
C – mar epicontinental ou interior profundo: caracteriza-se por uma barreira em uma de suas entradas.
D – margem continental terrígena:dominada por um delta siliciclástico, em que a subida do nível do mar invadem áreas deprimidas havendo assim a evaporação e deposição dos evaporitos na descida do nível do mar.
E – margem continental carbonática:dominada por bancos de carbonatos e recifes na borda da plataforma.
F – Bacia marinha profunda oceânica, como o Mediterrâneo, cujos evaporitos estão intercalados com sedimentos marinhos baciais.
*
*
Bacias Epicontinentais com barreiras numa das entradas (Mod. B e C) : Existem 3 tipos
A – bacia profunda – água profunda
-Os evaporitos são formados na interface ar-água e se depositam no fundo da bacia- grandes espessuras de evaporitos ex. Bacias tipo Atlântica (modelo discutivel em função de dados sedimentológicos recentes-evaporitos em ambiente subaéreo ou marinho raso
B – bacia rasa – água rasa 
Adequado para os evaporitos recentes, mas indadequados para despósitos Evaporíticos de grandes espessuras
B – bacia profunda – água rasa
Modelo intermediário entre os dois. Tem-se a formação dos evaporitos associados à evaporação sujeito a invasões marinhas episódicas
*
*
*
*
Morfologia da Superfície Deposicional de Plataforma Evaporítica: 
Em rampas – com declividade constante e gradual associada ao aumento da batimetria;
Em plataforma – com quebra acentuada de batimetria e mergulhos + íngremes junto ao talude- A transição é marcada por sedimentação carbonática com formação de recifes 
Evaporitos plataformais tipicamente depositados como parte de ciclos de inundação. Lagunas e bancos carbonáticos junto à quebra do talude em estágio transgresivo e evaporitos (sulfatos e cloretos ) em estágio regressivo (resultado - evaporitos interacamadados com carbonatos e silicilásticos continentais
*
*
*
*
*
*
1- Regiões Cratônicas ou crosta continental estável (Bacias Intracratônicas)
2-Crosta continental em divergência ( rifteada) (na fase inicial da abertura de um oceano)
3-Crosta continental em convergência (nas fases finais do seu fechamento)
*
*
1- As bacias evaporíticas intracratônicas são associadas a mares epicontinentais que transgridem uma barreira temporária e penetra pelo seu interior, marcadas por plataformas carbonáticas ou siliciclásticas (Modelo B e C) associadas a ciclos transgressivos e regressivos.
- Sequência Regressiva
Camadas continentais vermelhas
Evaporitos
Marinho normal
Sequência Transgressiva
Marinho normal
Evaporitos
Camadas continentais vermelhas
OBS. Pode-se ter interdigitações de evaporitos ou 			carbonatos com sedimentos clasticos deltáicos ou 			siliciclásticos
 
*
*
1-È marcado pela formação inicial de Golfos período que antecedeu a separação total (mar aberto) ao longo de toda costa atual, o que favoreceu condições de restrição do fluxo de água do mar.
 Os evaporitos formam-se : entre o intervalo de deposição de uma sequência lacustre sin-rifte controlada por falhas – início da separação dos continentes quando a entrada de água do mar ainda está obstruída por barreira (estágio de transição) - e o ambiente marinho carbonático, em plataforma rasa (estágio mar aberto) devido à expansão da crosta oceânica ou fundo oceânico.
Esses evaporitos podem ter milhares de metros de espessura, particularmente na região de águas profundas 
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Os evaporitos estão associados aos mares isolados por ocasião da colisão das placas litosfèricas ou seja no fechamento do oceano, quando a entrada de água já está tectonicamente impedida (ex. Fm. Zechstein na Europa ) 
*
*
Os evaporitos estão associados ao ressecamento de grandes lagos formados em grande altitude e não a uma barreira que isolou a entrada d a água do mar. Ex. os salares dos Andes (Salar de Atacama no Chile, Salar de Uyuni na Bolívia) 
*
*
Lagos Salinos (A-Salar de Uyuni-Bolívia; B-Salar Atacama, Chile)
*
*
*
*
PRINCIPAIS DEPÓSITOS EVAPORÍTICOS MUNDIAIS
Localização e idade dos principais depósitos evaporiticos (Silva et al., 2002)
*
*
O sal tem propriedades físicas diferentes de todas as outras rochas, fluindo a baixas temperaturas e pressões, gerando estruturas com diferentes geometrias, principalmente, diápiros, dobras e falhas.
 
A Halocinese é a movimentação do sal e a Tectônica salífera diz respeito à compreensão dos processos responsáveis pela movimentação e ascensão de rochas evaporíticas, originalmente depositadas em corpos tabulares, em estruturas diapíricas, que ao se movimentarem intrudem
e deformam as camadas adjacentes e sobrepostas (MOHRIAK, et al.2008)
A formação de domos e diápiros de sal bem como suas geometrias são muito complexas e tem enorme importância na formação de estruturas, trapas e rotas de migração para o
petróleo.
*
*
*
*
*
*
a - Formação de estruturas dômicas extensas e expressivas em área,constituindo-se em trapas para hidrocarbonetos;
b - Geração de pequenas depressões ou mini-bacias, ou seja, locais com espaço de acomodação secundário ou
adicional, que permite a concentração de sedimentos em áreas preferenciais no assoalho da bacia e que direciona a
sedimentação nos sistemas deposicionais pós-pulso halocinético;
c - Criação de relevo pós-halocinese ("altos estruturais" causados pelos domos salíferos), condicionando a
sedimentação posterior, no sentido de criar zonas rasas na bacia, condicionadores da instalação de bancos carbonáticos
principalmente em regiões plataformais
*
*
Fonte: Alexandre Santos de Castro e Michael Holz 2006
*
*
*
*
*
*
Referências 
García-Ruiz, J.M., Villasuso, R., Ayora, C., Canals, A., Otálora, F., 2007. Formation of natural gypsum megacrystals in Naica, Mexico. Geology 35, 327–330.
Nichols, Gary. 2009. Sedimentology and stratigraphy / Gary Nichols. – 2nd ed.
Mohriak, W.; Szatmari, P.; Anjos, S.2008 - Sal : geologia e tectônica. 1° edição; Ed. Beca Edições Ltda. São Paulo – SP.
Warren, John. 1999 : Evaporites : Their Evolution and Economics ed. Blackwell Publishing Ltd. 423p.
Warren, J. K. 2006. Evaporites: Sediments, Resources and Hydrocarbons. ED. Springer. Germany 
*