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TEMPO GEOLÓGICO • Princípios • Unidades litoestratigraficas (formação);• Unidades litoestratigraficas (formação); • Unidades bioestratigraficas (zonas); • Unidades cronoestratigráficas (eras, períodos) Bioestratigrafia • Homem e a filosofia – É da natureza humana refletir sobre si e o mundo ao seu redor – Pensamentos sobre o passado e origem da Terra – Diversas explicações não-científicas surgiram • A idéia de que a Terra poderia ser extremamente antigo só surgiu nos • A idéia de que a Terra poderia ser extremamente antigo só surgiu nos últimos 200 anos – Iluminismo � substituição de explicações sobrenaturais por leis naturais � até então grande influência religiosa – Revolução Industrial � demanda por matérias-primas energéticas � carvão mineral Tempo geológico •• Busca e entendimento de fenômenos Busca e entendimento de fenômenos naturais que aconteceram há milhares, naturais que aconteceram há milhares, milhões ou até bilhões de anos, pelo milhões ou até bilhões de anos, pelo exame do exame do registro geológicoregistro geológico (rochas, (rochas, exame do exame do registro geológicoregistro geológico (rochas, (rochas, fósseis, estruturas geológicas).fósseis, estruturas geológicas). Arcebispo Arcebispo UssherUssher publicou volumoso tratado sobre a publicou volumoso tratado sobre a cronologia bíblica e, com isto, incutiucronologia bíblica e, com isto, incutiu que a Terra teria cerca de 6000 anos;que a Terra teria cerca de 6000 anos; AceitaçãoAceitação literal dos literal dos escritosescritos hebraicoshebraicos, , LondresLondres, 1650., 1650. ÉpocaÉpoca MedievalMedieval Escala de tempo geológico • Objetivo: ordenar sequencialmente os processos geológicos para entendimento da evolução da Terra, do modo que se observa hoje. • Principais ferramentas: fósseis, estratigrafia, idades radiométricas, comparações regionais; correlação global (história comum em diferentes continentes). Idades Relativas e Fósseis- guias (fósseis índices) • Apresentam ampla distribuição geográfica (em escala continental também); • Pequena amplitude temporal (vertical); • Sejam de fácil identificação; • Sejam de fácil identificação; • Sejam abundantes; Bacia Sergipe-AlagoasBacia Sergipe-Alagoas Fósseis-guias: exemplos • Trilobitas • (artrópodes marinhos) - Muito úteis para a bioestratigrafia de depósitos marinhos do Paleozóico, especialmente cambriano e Paleozóico, especialmente cambriano e ordovicianos. • Brasil: Bacia Amazonas (Carbonifero) • Bacia do Paraná (Devoniano) • Bacia de Jatobá (?Devoniano) Fósseis-guias: exemplos • Amnóides (Cefalópodes). • Muito úteis para a bioestratigrafia de camadas geológicas marinhas do Mesozóico, especialmente Cretáceo.Mesozóico, especialmente Cretáceo. • Brasil: Bacia Sergipe-Alagoas • Cretáceo (Cenomaniano) • Bacia da Paraíba (Fm. • Gramamme, Cretáceo Superior) Fósseis-guias: exemplos • Braquiópodes. • Paleozóico • Brasil: bacias Parnaíba e • Brasil: bacias Parnaíba e • Amazonas (Lingula). • Em Pernambuco ocorre na • Bacia de Jatobá (Fm. Inajá) Histórico sobre o Tempo Geológico • Ainda durante o antropocentrismo dos séculos XVII e XVIII, a Geologia começou a se desenvolver; • Nicolau Steno (1638-1686; dinamarquês) • Nicolau Steno (1638-1686; dinamarquês) desenvolveu os primeiros princípios da Geologia • Os 3 “princípios de Steno”, válidos até hoje: – Superposição das camadas – Horizontalidade original – Continuidade lateral • Apesar de simples, são princípios fundamentais. Princípios de Estratigrafia • Nicolau Steno (1669). Prodromus. Três princípios: •• --Superposição de camadasSuperposição de camadas •• Em rochas sedimentares não deformadas Em rochas sedimentares não deformadas •• as camadas mais velhas se depositam na as camadas mais velhas se depositam na •• base e as mais novas acima.base e as mais novas acima. •• --Horizontalidade originalHorizontalidade original •• Os sedimentos são depositados em camadas Os sedimentos são depositados em camadas sucessivas, de modo horizontal.sucessivas, de modo horizontal. • -Continuidade lateral. 1)Superposição de camadas1)Superposição de camadas 2)Horizontalidade original2)Horizontalidade original 3)Continuidade lateral3)Continuidade lateral Histórico sobre o Tempo Geológico • Importância para as relações temporais entre as rochas: – Superposição: permite ordenar cronologicamente as camadas; – Horizontalidade: pacotes inclinados indicam que sofreram deformação posterior; – Continuidade lateral: permite reconstruir a distribuição de uma camada que sofreu erosão. Obs.: rochas ígneas podem fluir para uma camada antiga, apesar de representar um evento mais novo Sucessões contínuas de rochas comumente refletem o conjunto de subambientes na bacia deposicional. Princípio da horizontalidade original? A B Princípio da horizontalidade original (adaptado de Roque, 2001). Geocronologia • Desenvolvimento tecnológico no século XX • Datação de minerais de rochas terrestres, • Datação de minerais de rochas terrestres, da Lua e Marte. • Idade da Terra: 4.560.000 anos • idade dos meteoritos e do Sistema Solar Datação Absoluta • Conceitos: – Isótopos: átomos com mesmo número atômico (número de prótons), mas diferente número de massa (prótons + nêutrons)número de massa (prótons + nêutrons) Datação Absoluta • Conceitos: – Decaimento: processo natural onde um isótopo instável se transforma em um outro mais estável – Elemento-pai: isótopo instável– Elemento-pai: isótopo instável – Elemento-filho: isótopo mais estável Ex: Rb � St K � Ar U � Pb 14C � 14N DECAIMENTO RADIOATIVODECAIMENTO RADIOATIVO E MEIAE MEIA--VIDAVIDA MeiaMeia--vidavida: é o tempo decorrido para que a metade da quantidade original : é o tempo decorrido para que a metade da quantidade original de átomos instáveis se transforme em átomos estáveisde átomos instáveis se transforme em átomos estáveis Princípio do Uniformitarismo • James Hutton (Theory of the Earth, 1788). • James Hutton (1726-1797; Escócia) levou a Geologia a ser considerada uma ciência no século XIX – Descreveu evidência de metamorfismo– Descreveu evidência de metamorfismo – Interpretação de rocha ígnea intrusiva – Percebeu que a história da Terra era inimaginavelmente longa – O registro geológico poderia ser explicado pelos mesmos processos atuais, sem necessidade de origens especiais ou intervenção divina. James Hutton (sec. 18)James Hutton (sec. 18) o escocês que estabeleceuo escocês que estabeleceu a Geologia como ciência moderna;a Geologia como ciência moderna; Siccar Point (Escócia)Siccar Point (Escócia) James Hutton “O Presente é a chave para o Passado (1788)” Leis físicas, químicas e biológicas hoje operantes, ocorreram similarmente em épocas geológicas passadas. Livro Hutton, J. 1795. “Theory of the Earth”. Demonstrou a natureza fluida e quente das rochas intrusivas Demonstrou a natureza fluida e quente das rochas intrusivas sob a óptica do Plutonismo (analogia com o Deus grego das profundezas). Descobre a discordância clássica em Siccar Point (Escócia). Teoria do Uniformitarismo Em que consiste uma discordância? Discordâncias (1792): “superfícies de erosão ou não deposição” Siccar Point (Escócia). Discordância (adaptado de Roque et al, 2001). Inconformidade: depósito sedimentar sobre rochas ígneas Uniformitarismo (atualismo) • “O presente é a chave do passado” • Charles Lyell (1797-1875) foi o mais importante geólogo do século XIX; – Escreveu “Princípios de Geologia”, 1830, em 14 volumes;volumes; – Definiu o princípio do Uniformitarismo • “O presente é a chave do passado”• Explica o passado geológico por causas análogas às atuais • Influenciou Darwin nos estudos que culminaram a “Origem das Espécies” • Hoje sabemos que o Uniformitarismo não é 100% verdade. Correlação • Cuvier (1769-1839) e Brongniart (1770- 1847): – Constataram que as camadas poderiam estabelecer uma equivalência temporal;estabelecer uma equivalência temporal; – Correlação fossilífera ou bioestratigráfica. Lei de Sucessão faunística (W. Smith, 1815). • ► relação lateral de estratos ►correlação estratigráfica. O mapa da Inglaterra publicado por William Smith em 1815 – O “mapa que mudou o mundo”. Smith foi um dos primeiro a utilizar métodos bioestrati-métodos bioestrati- gráficos para estabelecer a equiva- lência temporal de rochas em escala regional. Correlação de afloramentos E para grandes distâncias Existe alguma ferramenta de Correlação? Rohn, R. 2000. Paleontologia. Interciência. Exemplo de correlação Exemplo de correlação Unidades estratigráficas e paleontologia: a. Unidades geocronológicas (tabela do tempo): cronoestratigráficas éon, era, período, época, idade, crono b. Unidades bioestratigráficas: zona ou biozonazona ou biozona c. Unidades litoestratigráficas: Formação O nome das rochas • Litoestratigrafia • As rochas sedimentares, vulcânicas e sedimentares metamorfizadas em baixo grau são divididas nas seguintes unidades, de valor são divididas nas seguintes unidades, de valor hierárquico decrescente: • Supergrupo (associação de vários Grupos) Grupo (duas ou mais Formações) Formação –Membro (parte de uma formação) Litoestratigrafia, exemplo: • Unidade Litoestratigráfica + Nome Geográfico • Onde o nome geográfico (toponímea) é um local de fácil localização, onde a unidade foi descrita originalmente e no qual a mesma apresente originalmente e no qual a mesma apresente suas características mais distintivas. • Ex: Grupo Araripe Formação Santana Membro Crato (sensu Ponte & Appi, 1990. In: CONGRESSO BRA- SILEIRO DE GEOLOGIA, 36.) Bioestratigrafia • ►Adota critérios paleontológicos. • ►Interessa a variação no conteúdo fóssil na sucessão de estratos, que deve refletir na sucessão de estratos, que deve refletir a evolução das espécies. Micropaleontologia e bioestratigrafia • Estruturas de matéria orgânica identificáveis ao microscópio. • São relacionadas a plantas vasculares (esporos e grãos de pólen), algas, fungos (hifas e e grãos de pólen), algas, fungos (hifas e esporos), cistos de protistas (dinoflagelados e a maioria dos acritarcos), testas quitinosas de foraminíferos e restos orgânicos de alguns metazoários (quitinozoários, escolecodontes, graptolitos, copépodes e conchostráceos), entre outros. Dinoflagelados • Os dinoflagelados, surgidos no final do • Triássico, tiveram seu auge no Cretáceo. • Ocorrência abundante e diversificada, número elevado de fósseis-guias eficientes.elevado de fósseis-guias eficientes. • Ex. • Reconhecimento de incursão marinha • no Cretáceo, nas bacias de Camamu-Almada, através da Ecozona Subtilisphaera almadaensis. Nanofósseis • Partículas carbonáticas < 50µm, de origem em organismos unicelulares, fotossintetizantes e planctônicos marinhos. marinhos. • São encontrados em maior abundância em sedimentos finos (folhelhos), distante da costa. • Ótimos para correlação e datação. Exemplo – Fósseis-guias C M N P Q K J T P Pré-C C P S O € D C P T 9:00 Exemplo – Fósseis-guias C M N P Q K J T P Pré-C C P S O € D C P T 9:00 Exemplo – Fósseis-guias C M N P Q K J T P Pré-C C P S O € D C P T Qual a idade do Depósito? Bioestratigrafia • Biozonas: • Unidade bioestratigráfica definida com base no seu conteúdo fossilífero. • -Estratos sedimentares datados por • -Estratos sedimentares datados por fósseis- Zoneamento bioestratigráfico Zoneamento bioestratigráfico Zoneamento bioestratigráfico OBS: NOTAR QUE AS ZONAS SÃO INDEPENDENTES DA ESTRATIGRAFIA Zona de associação: assembléias de fósseis ocorrendo conjuntamente Zona de amplitude: Todo o registro de uma espécie (origem até a extinção); utiliza fóssil-guia TIPOS DE ZONAS Zona de concorrência, zona entre dois biohorizontes. Zona de Concorrência: Este exemplo ilustra uma zona de concorrência caracterizada pelo alcance estratigráfico coincidente dos taxa A e D. As setas indicam os data de aparecimento do táxon D e de extinção do táxon A. Zona de intervalo. Zona de primeiro aparecimento dos taxa A e B, cujos data de primeira ocorrência se constituem nos biohorizontes que delimitam a zona. Intervalo - intervalo entre os primeiros aparecimentos de dois táxons. Exemplo de Cenozona ou Associação Associação - Caracterizada pela ocorrência de uma determinada associação fossilífera. fossilífera. O nome é dado com base no táxon (gênero ou espécie) que define ou que melhor caracteriza a biozona. Zona de linhagem ou filozona. Este exemplo ilustra a zona de linhagem delimitada pela parte do alcance estratigráfico do táxon B entre o seu primeiro aparecimento e o primeiro aparecimento do táxon C. Zonas conforme o livro Carvalho: Paleontologia Ou Concorrência Efeito Lazarus (Làzaro) • Condições que dificultam a Bioestratigrafia – Efeito Lázaro P C P D C P P C D C P corais rugosos PP S O € D PP S O € D Distribuição estratigráfica do fóssil X C a r b o n í f e r o P e r m i a n o 3m 4m 5m 295Ma Elabore pelo menos uma hipótese D e v o n i a n o C a r b o n í f e r o folhelho negro calcário síltico 0m 1m 2m arenito 360Ma Elabore pelo menos uma hipótese para explicar a distribuição vertical deste fóssil: Exercício – Datação Relativa C M N P Q K J T Amonoide Voce está em um afloramento, sem fósseis conhecidos e datado pela estratigrafia como 9:00 P Pré-C C P S O € D C P T sem fósseis conhecidos e datado pela estratigrafia como Permo-Triássico. Veja qual a idade a partir dos fósseis: Exercício 1 – Datação Relativa C M N P Q K J T Amonoide Dinossauro/AvePliosauro 9:00 P Pré-C C P S O € D C P T Exercício 1 – Datação Relativa C M N P Q K J T Amonoide Dinossauro/AvePliosauro 9:00 P Pré-C C P S O € D C P T Exercício 1 – Datação Relativa C M N P Q K J T Amonoide Dinossauro/AvePliosauro Folidosauro 9:00 P Pré-C C P S O € D C P T Exercício 1 – Datação Relativa C M N P Q K J T Amonoide Dinossauro/AvePliosauro Folidosauro Ophthalmosaurus 9:00 P Pré-C C P S O € D C P T 5) Que tipo de biozona pode ser estabelecida no intervalo assinalado da seção (Figura abaixo), utilizando-se: i. O táxon A. ii. Os taxa B e C. iii. Os taxa E e G. Abaixo é mostrado o fatiamento bioestratigráfico para o intervalo de tempo entre 18,6 e 11,2 Ma em uma sucessão sedimentar hipotética com base no esquema zonal de Blow (1969) e os data de aparecimento e extinção das espécies de foraminíferos planctônicos que delimitam as zonas. 133 m 300m De acordo com as informações apresentadas na figura: i. Identifique os tipos de biozona utilizados no biozoneamento com base nos bioeventos que os caracterizam. ii. Calcule a taxa de sedimentação (m/Ma) do pacote de arenitoenglobado na biozona N-8 no poço 3 e do pacote de folhelho que corresponde à deposição durante a zona N-10 no poço 2. iii. Quanto tempo está envolvido no hiato representado pela discordância H1? Biozonas - aplicação A partir do monitoramento bioestratigráfico no local da perfuração,perfuração, a informação obtida orienta, em tempo hábil, as manobras mecânicas necessárias.
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