SISTEMAS_FLUVIAIS

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SISTEMA FLUVIAL
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CARACTERÍSTICAS GERAIS
 Depósitos bastante representativos no registro estratigráfico
 Representados por espessos pacotes sedimentares em bacias sedimentares que favorecem acumulação subaérea  ex: bacias tipo rifte, intra-arco, periférica de antepaís
Características variam no tempo e no espaço 
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Taxa de denudação 
e carga sedimentar das 
principais bacias de 
drenagem da terra
PRINCIPAIS RIOS DO PLANETA
História evolutiva  dezenas de milhões de anos
Rios da América do Sul  início de desenvolvimento final do Cretáceo até os dias atuais
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POTENCIAL ECONÔMICO
Au e U singenéticos 
Carvão
Petróleo 
Água
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EROSÃO FLUVIAL
Migração Lateral
e/ou Avulsão
Incisão:
Erosão vertical do substrato  aprofundamento do canal
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EROSÃO FLUVIAL
Incisão:
Erosão vertical do substrato  aprofundamento do canal
Fenômenos alocíclicos: período maior de tempo
 progressivo aumento da descarga (mudanças climáticas)
 rebaixamento do perfil de equilíbrio
Fenômenos autocíclicos: 
 avulsão de canais  processos hidrodinâmicos + geomorfológicos internos à planície aluvial
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EROSÃO FLUVIAL
Migração Lateral
Canais alta sinuosidade  progressiva migração lateral do canal  erosão do banco externo do meandro 
Taxa de erosão devido à migração  coesividade dos bancos 
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AVULSÃO
Representa a mudança, relativamente rápida, de um rio para um novo canal na parte mais baixa da planície de inundação, da planície aluvial, do delta ou do leque aluvial 
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Avulsão
Nodal (+ impacto)
Corte de meandro (“decapitar”)
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Canais 
abandonados
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CAUSAS DA AVULSÃO
Avulsão a partir do aumento na
razão Sa/Se*, devido a um 
aumento no Sa
* Sa é o gradiente do potencial
curso de avulsão, 
Se é o gradiente do canal existente 
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CAUSAS DA AVULSÃO
Avulsão a partir do aumento na
razão Sa/Se*, devido a uma 
diminuição no Se
* Sa é o gradiente do potencial
curso de avulsão, 
Se é o gradiente do canal existente 
A - Aumento da sinuosidade com o tempo
B – Progradação do lobo deltaico
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OUTRAS CAUSAS DA AVULSÃO
Obstrução do Canal
1.1 aumento da carga de sedimento, 
1.2 fluxo de massa,
1.3 processos eólicos
1.4 obstrução por troncos
1.5 obstrução por gelo
2. Trilhas de animais 
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SISTEMAS FLUVIAIS
TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO
 Fluxo de detritos 
 Tração 
 Suspensão
Transporte por tração  carga de fundo:
Marcas onduladas (H max. = 5cm; L 0,5 >m; velocidade < 1m/s; silte e areia fina)
Dunas 
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DIAGRAMA DE FORMAS DE LEITO SUBAQUÁTICAS
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Marcas Onduladas
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DIAGRAMA DE ALTURA/
ESPAÇAMENTO DE 
FORMAS DE LEITO
SUBAQUÁTICAS. 
NOTE A
DESCONTINUIDADE 
NO ESPAÇAMENTO 
DE 0.5 A 1M
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MORFOLOGIAS DE FORMAS DE LEITO
Dunas 2D
Dunas 3D
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Dunas 2D
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Dunas 3D
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DIAGRAMA DE VELOCIDADE-
PROFUNDIDADE 
MOSTRANDO O CAMPO 
DE ESTABILIDADE DE 
FORMAS DE LEITO 2D E 3D
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Formas de Leito Cascalhosas
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Dunas Longitudinais
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Dunas Tranversais
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BARRAS X DUNAS SUBAQUÁTICAS
Barras são grandes formas de leito, normalmente
apresentando dunas superpostas
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CLASSIFICAÇÃO DA BARRAS
Barras em pontal (point bar)
Barras de meio de canal (middle bar ou braided bar)
Barras laterais (side bar)
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BARRAS EM PONTAL
Acreção lateral ao sentido
 de fluxo do canal
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Diferenças nas 
velocidades do 
fluxo em 
canais sinuosos
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FORMAÇÃO DE BARRAS EM PONTAL
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BARRAS DE MEIO DE CANAL
As barras apresentam acresção a favor do fluxo e lateral
Rio São Francisco
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Barras laterais
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SISTEMAS FLUVIAIS
TRANSPORTE E DEPOSIÇÃO
Transporte por suspensão
Marcas onduladas cavalgantes  tração + suspensão
Ângulo de cavalgamento  controlado pela relação tração/suspensão  quanto maior a tração < ângulo 
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a) Diagrama esquemático de laminação “climbing ripples” mostrando a terminologia; b) aumento para cima do ângulo de climbing; c) não há variação do ângulo de climibing; d) diminuição do ângulo de climbing
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ANGULO DE CAVALGAMENTO DAS MARCAS
ONDULADAS
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CLASSIFICAÇÃO DE CANAIS FLUVIAIS (Tipologia)
 Tipo de carga transportada: carga de fundo, 
carga mista e carga em suspensão
 Morfologia do canal: entrelaçado, meandrante,
anastomosado e reto
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 Rede de canais interconectados 
 separados por barras cascalhosas
 ou arenosas
 Carga de fundo
 Alto suprimento sedimentar
 Variabilidade da descarga
RIOS ENTRELAÇADOS
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RIOS ENTRELAÇADOS
 Predomínio de barras de meio de canal arenosas
 ou cascalhosas
Rio Bramaputra
Rio Denali (Alasca)
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RIOS ENTRELAÇADOS
Alta variabilidade da descarga
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RIOS MEANDRANTES
 Canais de alta sinuosidade
 Carga mista
 Predomínio de barras em pontal
 Bancos relativamente estáveis
 Descarga regular
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 Rede de canais interconectados separados por amplas regiões
de planície de inundação
 Carga em suspensão 
 Canais de baixa a moderada sinuosidade (agradação vertical>
migração lateral)
 Planície de inundação vegetadas e com depósitos finos coesos
RIOS ANASTOMOSADOS
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RIOS ANASTOMOSADOS
Rio Paraguassu - Bahia
Rio Zambezi - Moçambique
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Inundações relâmpagos – horas a semanas
Sedimentação dominantemente arenosa
Domínio de estruturas de regime de fluxo superior
INUNDAÇÕES EM LENÇOL – FLUXOS FRACAMENTE CANALIZADOS
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Rio Columbia - Depósitos de crevasse formado pela
ruptura do dique marginal
Rio Columbia - Sobreposição de dois lobos de crevasse
DEPÓSITOS EXTERNOS AO CANAL
 Dique marginal
 Depósitos de crevasse
 Planície de inundação
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Diques marginais
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Planície de inundação
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Pântano marginal(“backswmp”)
Terrenos encharcados:
negro na imagem
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MECANISMOS CONTROLADORES DA TIPOLOGIA DE
 CANAL FLUVIAL
 aporte sedimentar
 granulometria da carga transportada
 coesividade dos bancos
 vegetação
 variabilidade da descarga
 inclinação do terreno
 porção proximal  entrelaçado
 porções distais  padrão meandrante
 rios entrelaçados  porções mais distais  anastomosado: rio cruze área submetida a suave soerguimento tectônico /ou influência outros fatores que obstruam o fluxo  agradação canais
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VARIAÇÕES NA
TIPOLOGIA DOS
CANAIS FLUVIAIS
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ACUMULAÇÃO EM SISTEMAS FLUVIAIS
A variação do nível de base ao longo do tempo é responsável pela criação e destruição do espaço de acomodação
Qual a superfície equivalente ao nível de base em sistemas fluviais?
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Nível de base geomorfológico: Limite teórico ou nível mais baixo ao qual a erosão da superfície da terra busca atingir
Nível de base estratigráfico: Superfície acima da qual nenhuma partícula atinge repouso e abaixo da qual a acumulação e soterramento é possível
NÍVEL DE BASE
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NÍVEL DE BASE GEOMORFOLÓGICO 
X 
NÍVEL DE BASE ESTRATIGRÁFICO
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PERFIL DE EQUILÍBRIO FLUVIAL
 O perfil de equilíbrio representa um contexto em que a energia 
requerida para transportar sedimentos disponíveis é exatamente 
balanceada pela energia potencial liberada pelo fluxo, de tal sorte que 
o rio não sofrerá nem agradação nem degradação (Leopold & Bull, 1979). 
 O perfil de equilíbrio de um rio é a expressão de sua declividade, ou
gradiente, representados pela relação entre altimetria e comprimento, 
para diversos pontos, situados entre a nascente e a foz.
 A inclinação do perfil de equilíbrio é uma função da descarga do rio e 
da carga sedimentar transportada. 
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ACUMULAÇÃO EM SISTEMAS FLUVIAIS
CLIMA
TECTÔNICA
NÍVEL DO MAR
Fatores alocíclicos controladores da oscilação do perfil de equilíbrio: 
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ACUMULAÇÃO EM SISTEMAS FLUVIAIS
CLIMA
TECTÔNICA
NÍVEL DO MAR
Fatores alocíclicos controladores da oscilação do perfil de equilíbrio 
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ACUMULAÇÃO EM SISTEMAS FLUVIAIS
Fatores alocíclicoscontroladores da oscilação do perfil de equilíbrio: 
CLIMA  influencia taxa de erosão e transporte
 clima úmido para semi-árido  descarga decresce e/ou quantidade carga de fundo aumenta  deposição  agradação de sedimentos  subida do perfil de equilíbrio
 clima semi-árido para úmido  rebaixamento do perfil de equilíbrio  incisão fluvial
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ACUMULAÇÃO EM SISTEMAS FLUVIAIS
Fatores alocíclicos controladores da oscilação do perfil de equilíbrio: 
TECTÔNICA 
 Intervalos de subsidência  subida do perfil de equilíbrio  possibilitando acumulação de sedimentos
 Soerguimentos  rebaixamento do perfil de equilíbrio  canais incisam e erodam sedimentos previamente depositados
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ACUMULAÇÃO EM SISTEMAS FLUVIAIS
Fatores alocíclicos controladores da oscilação do perfil de equilíbrio: 
NÍVEL RELATIVO DO MAR  influência direta em regiões litorâneas
 subida  elevação do perfil de equilíbrio  condições de acumulação
 rebaixamento  diminuição do espaço de acomodação  domínio processos de erosão; resposta depende da magnitude do rebaixamento + morfologia do substrato
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SISTEMAS FLUVIAIS NO REGISTRO GEOLÓGICO
Litofácies
Elementos Arquiteturais
Geometria dos Corpos Arenosos de Canais Fluviais
Superfícies Limítrofes
Reconstrução de Sistemas Fluviais no 
Registro Geológico
Análise Sequencial de Sistemas Fluviais
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Tabela de litofácies fluviais (Miall, 1996)
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LITOFÁCIES
Gh
Sl
Sp
Sl
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LITOFÁCIES
0
2cm
Sr
Fsm
Fm
St
Fsm
Fm
0
2cm
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ELEMENTO ARQUITETURAL
 É uma subdivisão morfológica de um sistema deposicional sendo caracterizado por uma determinada associação de fácies, geometria (interna e externa) e processos deposicionais
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ELEMENTOS
ARQUITETURAIS
DE CANAIS
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ELEMENTO DA - MACROFORMA DE ACRESÇÃO FRONTAL
Barras ou complexos de barras de meio de canal (middle or braided bars)
 alturas variando de 1 a 15m
 extensões laterais entre 10 e 1000m
 normalmente caracterizadas pela migração de dunas superpostas no dorso e face frontal
 apresentam internamente estratos cruzados simples de grande porte e/ou estratos cruzados compostos, caracterizados por vários sets separados por superfícies inclinadas suavemente (<10°) a favor do fluxo
 estratos cruzados compostos mergulham no mesmo sentido das superfícies que limitam os sets
 podem apresentar componente de acresção lateral  podem gradar lateralmente de DA para LA
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ELEMENTO DA - MACROFORMA DE ACRESÇÃO FRONTAL
Superfícies
de acresção
Estratos
cruzados
DA
LS
SB
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ELEMENTO DA - RIO IBICUI/ RS
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ELEMENTO LA – MACROFORMA DE ACRESÇÃO LATERAL
Vinculado à barra em pontal
 formada lado interno do meandro  banco cresce em alto ângulo em relação ao fluxo principal  depósitos de acresção lateral
 acresção lateral marcada por superfícies inclinadas (3° a 25°; mais frequente 5° a 15°) em direção às porções internas do canal  ECS
 sentido do mergulho das superfícies aproximadamente transversal ao sentido da migração das formas de leito
 estas superfícies limitam conjunto de estratos que apresentam na maioria das vezes  geometria sigmoidal
 depósitos com granodecrescência ascendente bem marcada
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ELEMENTO LA -
MACROFORMA 
DE ACRESÇÃO 
LATERAL
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FORMAÇÃO DE BARRAS EM PONTAL
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DIFERENÇAS ENTRE
MACROFORMAS DE
ACRESÇÃO FRONTAL
(DA) E DE ACRESÇÃO
LATERAL (LA)
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ELEMENTO CANAL – CH
Canais secundários em rios entrelaçados
 base erosiva com diferentes litofácies
DEPÓSITOS DE FLUXOS GRAVITACIONAIS – SG
Contexto de leques aluviais ou queda de banco
FORMAS DE LEITO ARENOSAS – SB
Migração de dunas do fundo do rio
 sets mais ou menos 2m de espessura
 podem ocorrer no topo de uma barra
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ELEMENTOS
ARQUITETURAIS
DE CANAIS
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LENÇÓIS DE AREIA LAMINADOS – LS
Areias laminadas horizontalmente  leito plano
HOLLOW – HO
 confluência de fluxo na frente de uma barra  fluxo turbulento  erosão em forma de “colher”  preenchimento pela própria barra ou por sedimentação 
 comum na confluência de rios
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Hollow
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Hollow –
Zonas de
Confluências
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Hollow – Formação Baia Blanca, Bacia de Talara-Peru
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ELEMENTO LV - DIQUE MARGINAL
Canal de Crevasse (Elemento CR)
Dique marginal
 (Elemento LV)
Finos de Planície
de inundação
 (Elemento FF)
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ELEMENTO FF - Finos de Planície de Inundação
FF
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ELEMENTO CS - Espraiamento de Crevasse
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GEOMETRIA DE CORPOS ARENOSOS DE CANAIS FLUVIAIS
Corpos arenosos de canais fluviais podem ser compostos por um úmico elemento arquitetural ou por um conjunto de elementos contemporâneos que se justapõem lateral e verticalmente  uma arquitetura de fácies bastante complexa
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GEOMETRIA DE CORPOS ARENOSOS DE CANAIS FLUVIAIS
Classificados com base na geometria:
 em fita (ribbon sandbodies)  baixa razão largura/espessura (<15); acumulação em canais estáveis  preenchimento por agradação vertical  associados a rios anastomosados; espessuras <10m, extensão lateral de dezenas de metros; comumente imersos em depósitos finos da planície de inundação
 em lençol (sheet sandbodies)  razão largura/profundidade >15; subtipos: restritos lateralmente e desconfinados
 restritos lateralmente  limites bem definidos em relação aos depósitos da planície de inundação, indicando fluxos canalizados  produto da migração lateral de canais individuais  em rios de alta sinuosidade; ou amalgamação de várias barras e canais menores internos ao canal principal (arenitos em lençol multiepisódicos e multilaterais)  associados a rios entrelaçados
 desconfinados  s/ margens bem definidas; razão largura/profundidade >100  canais efêmeros formados por rápidos episódios de inundação
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GEOMETRIA DE CORPOS ARENOSOS DE CANAIS FLUVIAIS
Complexos amalgamados  sucessões com alta razão arenito/folhelho  dificultando demarcação de canais individuais  individualização passa pela hierarquização das superfícies limítrofes internas ao pacote arenoso
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GEOMETRIA DE CORPOS ARENOSOS DE CANAIS FLUVIAIS
Classificação geométrica de corpos arenosos de canais fluviais baseada na razão largura/espessura e no tipo de preenchimento (Hirst, 1991)
Canal simples  acresção lateral do canal
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GEOMETRIA DE 
CORPOS
ARENOSOS DE 
CANAIS 
FLUVIAIS
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ARENITOS EM FITA
Dique Marginal – agradação
do canal contemporâneamente
à planície de inundação
L/ E < 15
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GEOMETRIA DE 
CORPOS
ARENOSOS DE 
CANAIS 
FLUVIAIS
Canal simples  acresção lateral do canal
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ARENITOS EM LENÇOL - Preenchimento simples
Base
Topo
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GEOMETRIA DE 
CORPOS
ARENOSOS DE 
CANAIS 
FLUVIAIS
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ARENITOS EM LENÇOL - Multiepisódico e multilateral
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SUPERFÍCIES LIMÍTROFES
6 ordens (Miall, 1988, 1991)  separando litossomas de diferentes escalas físicas e temporais 
 ordens obedecem uma sequência hierárquica da escala menor (1ª ordem) a maior (6ª ordem) 
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HIERARQUIA DE
SUPERFÍCIES EM
DEPÓSITOS FLUVIAIS
Números nos círculos representam a hierarquia das superfícies limítrofes. Existe uma progressiva ampliação das imagens do diagrama A (estruturação estratigtáfica regional) até o E (detalhamento da litofácies
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Superfícies de 1ª ordem:
 planas
 possuem inclinações variadas 
 limitam sets de laminações cruzadas
 litofácies não mudam acima e abaixo da superfície  manutenção das condições de fluxo
 migração de formas de leito de mesma morfologia sob condições de sedimentação contínua
Superfícies de 2ª ordem:
 planas
 possuem inclinações variadas 
 não apresentam evidências de erosão significativa
 separam cosets de litofácies distintas  indicam mudanças nas condições do fluxo  Ex: variações sazonais na descarga
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HIERARQUIA DE
SUPERFÍCIES EM
DEPÓSITOS FLUVIAIS
Númerosnos círculos representam a hierarquia das superfícies limítrofes. Existe uma progressiva ampliação das imagens do diagrama A (estruturação estratigtáfica regional) até o E (detalhamento da litofácies
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Superfícies de 3ª ordem:
 superfícies erosiva (de reativação) existentes dentro de macroformas que apresentam baixo ângulo de mergulho (<15°), geralmente truncando os estratos cruzados subjacentes
 podem ocorrer no topo de pequenas barras ou sucessões de formas de leitos (elemento SB)
 indicam mudanças na velocidade ou orientação do fluxo
Superfície de 3ª e 4ª são definidas a partir da identificação de macroformas (elementos arquiteturais DA, LA, GB)
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Superfícies de 4ª ordem:
 representam limite superior das macroformas separando diferentes assembléias de fácies acima e abaixo delas
 retas elevemente convexas
 truncam em baixo ângulo ou mergulham paralelamente às superfícies de hierarquia menor (1ª a 3ª ordem)  indicando presença de elementos DA ou LA
 resultam de mudanças no padrão das barras relacionadas à instabilidade do fluxo associada a irregularidades do leito do canal fluvial ou à reorganização do fluxo durante períodos de enxurrada 
 são também consideradas superfícies de 4ª ordem o limite inferior dos elementos arquiteturais externos aos canais fluviais
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HIERARQUIA DE
SUPERFÍCIES EM
DEPÓSITOS FLUVIAIS
Números nos círculos representam a hierarquia das superfícies limítrofes. Existe uma progressiva ampliação das imagens do diagrama A (estruturação estratigtáfica regional) até o E (detalhamento da litofácies
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Superfícies de 5ª ordem:
 delimitam canais e complexos de preenchimento de canais 
 planas ou levemente côncavas
 podem apresentar relevo irregular marcado por feições de corte e preenchimento e depósitos residuais cascalhosos
 gênese associada à incisão e/ou migração lateral de canais fluviais
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Superfícies de 6ª ordem:
 superfícies que delimitam grupos de canais ou paleovales
 grande extensão lateral permitindo o fatiamento estratigráfico regional de sucessões fluviais
 superfícies passíveis de serem identificadas e correlacionadas em testemunhos e seções sísmicas
 marcam mudanças significativas no sistema fluvial que são vinculadas a variações no nível de base estratigráfico
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HIERARQUIZAÇÃO DE SUPERFÍCIES EM AFLORAMENTOS
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SISTEMAS FLUVIAIS NO REGISTRO GEOLÓGICO
Reconstrução de Sistemas Fluviais no Registro Geológico
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SISTEMA FLUVIAL
ENTRELAÇADO
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SISTEMA FLUVIAL MEANDRANTE
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SISTEMA FLUVIAL
ANASTOMOSADO
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Sistema fluvial meandrante: a) formação de um cinturão de meandro arenoso dentro de uma bacia de inundação; b) diferentes subambientes do canal meandrante; c-g) seções verticais características de sedimentos recentes da bacia de inundação; h – um ciclo fluvial (autocíclico), (Galloway, 1985; Miall, 1985).
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Sistema fluvial entrelaçado: a-c parte proximal , dominada por cascalho (b), ou por areia com menor proporção de cascalho (c); d-f parte distal do sistema, dominada por areia com canais largos e rasos, barras arenosas lingúoides (d e e), ou planícies de inundação largas raramente inundadas por inundações rápidas (Miall, 1985).
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Modelos de depósitos de rios entrelaçados (Miall, 1977)
Tipo Scott: conglomerado monocíclico
Tipo Donjeck: conglomerados e arenitos com alguma ciclicidade
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Modelos de depósitos de rios entrelaçados (Miall, 1977)
Tipo Platte: arenitos empilhados em sets com estratificação cruzada planar, originada pela migração de barras linguóides
Tipo Bijou Creek: depósitos de inundação em lençol acamadados horizontalmente
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