Introdução à Sedimentologia

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F I C H A C A T A L O G R Á F I C A 
(Preparada pelo Centro de Cata logação-na- fon te , 
C â m a r a Brasileira do L iv ro , SP) 
Keni t i ro , Suguio, 1937-
K43i I n t r o d u ç ã o à sedimentologia. São Paulo, Ed-
gard Bliicher, Ed. da Universidade de São Paulo, 
1973. 
p. ilust. 
Bibliografia. 
1. Rochas sedimentares 2. Sed imen tação e de-
pós i to I . T í tu lo . 
1 0 n s i q CDD-551.303 
552.5 
índices para ca tá logo s is temát ico 
1. Rochas sedimentares Petrologia 552.5 
2. Sed imen tação : Geologia 551.303 
INTRODUÇÃO À 
SEDIMENTOLOGIA 
KENITIRO SUGUIO 
Professor Assistente Doutor, Departamento de 
Paleontologia e Estratigrafia do Instituto de 
Geociências Universidade de São Paulo. 
EdiTORA EDGARD BLUCHER ITCJA. 
EDITORA DA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
CONTEÚDO 
PREFÁCIO XV 
NOTA DO AUTOR X V I I 
1. INTRODUÇÃO '. 1 
© 1 973 Editora Edqard BlUcher Ltda. Definição de campo de ação da sedimentologia 2 
Fenómenos de intemperismo e desintegração, erosão e transporte 3 
^ j r l i *} C Mecanismos de sedimentação física (mecânica), química ou orgânica 3 
/ ( )g y y KC^ , ' í l '/ * Téctonismo e ambiente de sedimentação 3 
* ^ ^dCj"^, Formações sedimentares e condições de deposição 4 
l • Processos diagenéticos 4 
QO V 7 "% 2. TRABALHOS PRELIMINARES DE CAMPO, INCLUSIVE AMOSTRA-
U \o ><? G E M 6 
* Propriedades dos grãos componentes 6 
Atributos dos grãos componentes nos agregados 7 
Propriedades dos agregados 7 
EDITORA EDGARD BLUCHER LTDA. Trabalhos de campo 8 
0 1000 CAIXA POSTAL 5450 — R U A PEIXOTO GOMIDE, 1400 Trabalhos em afloramentos 8 
END. TELEGRÁFICO: BLUCHERLIVRO — FONES (011)287-2043 E 288-5285 Apresentação dos dados de campo 10 
SÃO PAULO — SP — BRASIL Descrições 10 
Seções ou perfis geológicos 11 
Seções colunares 11 
Seções ou perfis estratigráficos 13 
Usos das técnicas de ilustração 14 
Amostragem de sedimentos 15 
i . . . . _ . Generalidades 15 
. , r , ,. a Finalidades da amostragem 16 
Amostragem normal em afloramentos 17 
p j - . j . y ., , , •(• rSr / O Tipos de amostras em afloramentos 18 
p P , Amostra compostas x amostras simples 20 
R r p . " ^ • *3 . .&f l tó'. v ( l v Amostragem especial em sedimentos inconsolidados •. . . 21 
—< IN U V " ,. \ \ s especiais ligados à amostragem em afloramentos 22 
A Vv\ Amostragem de subsuperfície 22 
Amostras de áreas cobertas por água 23" 
* Tamanhos das amostras 25 
y i H introdução à sedimentologia 
3. DETERMINAÇÃO DAS PROPRIEDADES DAS ROCHAS SEDIMEN-
TARES EM LABORATÓRIO '. 26 
Preparação prévia das amostras 26 
Secagem das amostras 26 
Remoção de sais solúveis em água 26 
Separação de águas intersticiais (águas contidas em poros) 27 
Preparação de sedimentos consolidados 27 
Preparação de arenitos 28 
Preparação de sedimentos argilosos e sílticos 30 
Floculação de sedimentos argilosos e sílticos 31 
Preparação de carbonatos 33 
Preparação de amostras para exame microscópico (seções delgadas) 34 
Conceito de escala granulométrica 34 
Conceito de diâmetros em sólidos irregulares 34 
Escalas granulométricas : 35 
Funções das escalas granulométricas 38 
Análise granulométrica de sedimentos 38 
Introdução 38 
Finalidades das análises granulométricas 38 
Velocidade de decantação de partículas pequenas — lei de Stokes 39 
Método de análises granulométricas 45 
Sedimentos grosseiros 46 
Sedimentos finos 49 
Determinação da distribuição granulométrica por seções delgadas 
(método de Friedman) 58 
Comparação entre os métodos de análise granulométrica 60 
Exemplo de folha de cálculo de análise granulométrica 61 
Representação gráfica de análises granulométricas 63 
Escolha dos valores dependentes, independentes e da escala 63 
Tipos de gráficos usados 64 
Gráficos envolvendo duas variáveis 65 
Histogramas 65 
Curvas de frequência simples 66 
Curvas de frequência acumulada ou curvas acumulativas 67 
Gráficos envolvendo três ou mais variáveis 70 
Diagramas triangulares 70 
Gráficos com distância ou tempo como variável independente 72 
Distância 72 
Tempo 72 
Outros métodos de representação gráfica 72 
Diagramas de barras 72 
Diagramas circulares 73 
Elementos de análise estatística 73 
Conceito de distribuição de frequência 74 
Histograma como instrumento estatístico 74 
Curvas acumulativas como instrumento estatístico 75 
Introdução às medidas estatísticas 76 
Medidas de tendência central 76 
Medidas de grau de dispersão ou espalhamento 77 
Medidas de grau de assimetria 78 
Medidas de grau de agudez dos picos 79 
Distribuições de frequências aritméticas e logarítmicas 79 
Medidas dos quartéis e dos momentos 80 
Medidas dos quartéis 80 
Medidas dos momentos 81 
Questão de frequência 81 
Análise estatística de dados granulométricos 82 
Tendência central 83 
Grau de seleção 85 
Grau de assimetria 87 
Curtose (grau de agudez dos picos) 89 
Exemplo de aplicação de análise estatística a dados granulométricos 
de sedimentos 90 
Usos dos parâmetros granulométricos de sedimentos 91 
Morfometria e textura superficial das partículas sedimentares 97 
Grau de arredondamento 98 
Métodos de determinação 100 
Grau de esfericidade 102 
Métodos de determinação 103 
Outros métodos de representação de forma das partículas sedimentares . . 107 
Relações entre arredondamento e esfericidade 113 
Representação gráfica e tratamento estatístico de forma e arredondamento 114 
Significado geológico da forma e arredondamento 118 
Textura superficial das partículas 121 
Outras classificações 124 
Fenómenos de alteração das partículas sedimentares 125 
Alterabilidade das partículas 127 
Orientação de partículas sedimentares: petrofábrica sedimentar 128 
Elementos de petrofábrica 129 
Padrões de petrofábrica de conglomerados, arenitos e folhelhos 130 
Métodos de medição de orientação das partículas 132 
Orientação de seixos em conglomerados 132 
Técnica para coleta de seixos 132 
Trabalho de laboratório 133 
Orientação dos grãos em arenitos 134 
Petrofábrica de argilas e folhelhos 136 
Composição mineralógica 136 
Minerais detríticos e não-detríticos 137 
Minerais acessórios 138 
Análise de resíduos insolúveis 139 
Propriedades de massa das rochas sedimentares 140 
Cores dos sedimentos 140 
Introdução ™ 
Fatores determinantes • 141 
Minerais coloridos em sedimentos 144 
Significado geológico 145 
Exemplos brasileiros 148 
Peso específico e densidade 149 
Peso específico de grãos minerais 149 
introdução à sedimentologia 
Métodos de determinação de peso específico de grãos minerais 150 
Peso específico de rochas sedimentares 151 
Porosidade 152 
Definição 152 
Fatores que influem na porosidade primária 152 
Fatores que influem na porosidade secundária 154 
Comportamento da porosidade com a profundidade 154 
Determinação da porosidade 156 
Importância do estudo da porosidade das rochas sedimentares 165 
Permeabilidade 166 
Fatores que influem na permeabilidade 167 
Relações entre a porosidade e a permeabilidade 168 
Métodos de determinação de permeabilidade 169 
Conceitos de permeabilidade absoluta, efetiva e relativa 170 
Cálculo de permeabilidade efetiva a partir de dados de testes de for-
mação 172 
Outras propriedades de massa das rochas sedimentares 174 
ALGUNS CONCEITOS FUNDAMENTAIS SOBRE AS ROCHAS SE-
DIMENTARES 176 
Conceito de maturidade dos sedimentos 176 
Fatores de maturidade 177 
Maturidade dos principais tipos de depósitos sedimentares 178 
Maturidade de cascalhos e conglomerados 178 
Maturidade de areias e arenitos 179 
Maturidade de argilitos (folhelhos) 179 
Estádios de maturidade textural 179 
Maturidade e ambiente de sedimentação 181 
Diagênese e litificação 183 
Ambientes diagenéticos 184 
Ambiente diagenético marinho 184 
Ambientes diagenéticos não-marinhos 187 
Processos diagenéticos 187 
Cimen tacão187 
Autigênese 188 
Diferenciação diagenética 190 
Metassomatismo diagenético 190 
Dissolução intra-estratal 191 
Compactação 191 
Silicificação e dolomitização 192 
Dolomitização 192 
Silicificação 193 
Diagênese de sedimentos arenosos 194 
Cimentação simples 195 
Matriz argilosa 195 
"Ligações" complexas 195 
Diagênese de sedimentos argilosos 196 
Diagênese de rochas carbonáticas 197 
Diagênese de matéria orgânica 197 
conteúdo XI 
Diagênese do carvão (carbonização ou hulheização, ou incarbonização) 198 
Estádios diagenéticos do carvão 199 
Relação entre as diagêneses do carvão e das rochas encaixantes 200 
5. ESTRUTURAS SEDIMENTARES 201 
Classificação das estruturas sedimentares 202 
Tamanho e forma dos corpos rochosos 203 
Marcas onduladas 205 
Classificação e descrição de marcas onduladas 205 
Estudos quantitativos dos fatores, que condicionam a forma e a distribuição 
das marcas onduladas 207 
Marcas onduladas eólicas 207 
Marcas onduladas de corrente e de oscilação, de origem aquosa 208 
Marcas onduladas de corrente 208 
Marcas onduladas linguóides 210 
Marcas onduladas rombóides 210 
Marcas onduladas de oscilação 211 
Ondas regressivas de areia 212 
Ondas progressivas de areia 212 
Estrutura interna de marcas onduladas 213 
Registro geológico de marcas onduladas 214 
Problema da preservação 214 
Distribuição vertical 214 
Litologia das marcas 215 
Exemplos de marcas onduladas em sedimentos antigos 215 
Importância paleogeográfica 215 
Gretas de contração (pelotas de argila e bolas de carvão) 216 
Pelotas de argila (clay galls) 219 
Estruturas externas singenéticas originadas por correntes turbilhonares e 
outros mecanismos 220 
Turboglifos (flute marks) 221 
Escavações transversais e diagonais (transverse and diagonal scours) 221 
Sulcos de lavagem (RUI marks) 221 
Sulcos e cristas longitudinais (longitudinal furrows and ridges) 222 
Marcas triangulares acunhando-se à jusante (triangular marks tapering 
down current) 223 
Marcas semelhantes a travesseiro (pillow like sanar marks) 223 
Canais (channels) 224 
Escavações por obstáculos (obstacle scours) 224 
Marcas de objetos (tool marks) 224 
Marcas contínuas 224 
Marcas descontínuas 225 
Sulcos de lavagem associados a objetos (rilled tool marks) 225 
Fraturas de tensão (tension cracks) 225 
Marcas frondescentes (frondescent marks) 226 
Linhas de deixa (swash marks) 226 
Pequenas cavidades de sedimentos (pit and mound structures) 226 
Concreções singenéticas e epigenéticas 226 
Composição das concreções 227 
Forma e tamanho 227 
XII introdução à sedimentologia 
Feições superficiais e internas 227 
Natureza da encaixante e suas relações com as concreções 229 
Classificação das concreções 229 
Concreções singenéticas 231 
Concreções epigenéticas 233 
Estratificações paralelas e cruzadas 233 
Generalidades 233 
Classificação dos estratos , 234 
Estratificação e granulação 235 
Estrutura interna dos leitos 236 
Fatores que determinam a ocorrência da estratificação 236 
Atitude dos estratos 237 
Estratificação cruzada 237 
Introdução 237 
Classificações de estratificações cruzadas 239 
Estratificações cruzadas em estudos paleogeográficos 243 
Exemplos brasileiros de mapeamento de estratificações cruzadas 246 
Estruturas gradativas ou gradacionais 248 
Características gerais 248 
Tipos de leitos gradativos 249 
Correntes de turbidez e estrutura gradativa 251 
Turbiditos 252 
Padrões verticais de sucessão de camadas 253 
Sucessões heterogéneas 254 
Sedimentos rítmicos 254 
Ciclos de sedimentação 256 
Ciclotemas 258 
Estruturas orgânicas 260 
Bióstromos e biohermes 261 
Estromatólitos 263 
Outros tipos de estruturas orgânicas 263 
Posição dos vestígios orgânicos em relação à matriz 264 
Natureza dos contatos: concordante ou discordante 265 
Classificação das superfícies de discordância 265 
Deformações atectônicas de estruturas 267 
Estruturas simétricas de sobrecarga (load cast) 268 
Pseudonódulos (bali and pillow) 269 
Laminação convoluta (convolute lamination) 270 
Acomodações ligadas a intemperismo e erosão 272 
Estruturas de deslizamento 273 
Boudinage 274 
Brechas intraformacionais 274 
Diques elásticos 275 
Domos salinos 276 
Estruturas causadas por escape de gases 277 
Perturbações de estruturas por ação de organismos 277 
Outras estruturas de origem química 277 
Oólitos (pisólitos) 278 
Geodos (cavidades miarolíticas) 279 
Cone-em-cone 280 
conteúdo XIII 
Estilólitos 281 
Septária 284 
Dendritos 285 
Impressões e contramoldes de cristais 285 
Outras estruturas 286 
Fulguritos 286 
Prismas de arenito 286 
Maprock 286 
Paleocorrentes e dispersão 287 
Estratificação cruzada e paleogeografia 288 
Estruturas lineares e estudos de paleocorrentes 288 
Representação dos resultados direcionais 289 
Método de Gryaznova 290 
Processo vetorial 293 
BIBLIOGRAFIA 297 
ÍNDICE DE AUTORES 309 
ÍNDICE DE ASSUNTOS 312 
PREFÁCIO 
Os geólogos brasileiros sempre se preocuparam com obras de cará te r 
didát ico. Exemplo disso foi a notáve l "Geologia do Brasil" (1943) de 
Othon Henry Leonardos e Avelino Ignacio de Oliveira. Inegavelmente, 
porém, a e l aboração de trabalhos didát icos devotados aos mais diversos 
setores das Geociências sobreveio à cr iação, no país, de cursos especialmente 
destinados à formação de geólogos. Essa cr iação, em termos de t rad ição , 
foi qiiase ontem, pois ocorreu apenas há uma década e meia. Em tão pouco 
tempo, somente no â m b i t o da Universidade de São Paulo, os compênd ios 
originais ou traduzidos e adaptados, preparados pelo seu pessoal docente, 
montam a cerca de uma trintena. 
Embora r econheçamos a utilidade das t r aduções adaptadas, somos mais 
favoráveis às obras didát icas inteiramente preparadas por professores bra-
sileiros. Nestas, os exemplos fornecidos e os problemas focalizados são pre-
dominantemente os do nosso país. É o que acontece com o l ivro que temos 
o prazer e a honra de prefaciar. 
O seu autor, o professor doutor Keni t i ro Suguio é um dos professores 
universi tár ios mais competentes na sua especialidade. Diplomado como 
geólogo, pela Universidade de São Paulo, em 1962, já publicou mais de uma 
vintena de artigos científicos, devotados, sobretudo, às pesquisas sedimen-
tológicas. Após três anos de trabalho na Pe t rob rá s , transferiu-se para a USP, 
onde atualmente é o responsável pelo curso de Sedimentologia (Departa-
mento de Paleontologia e Estratigrafia do Instituto de Geociências) . D o u -
torou-se, em 1968, na USP. Em 1970, estagiou no J apão , onde teve oportu-
nidade de realizar estudos sobre sed imentação marinha e geoquímica de 
sedimentos, respectivamente, no Instituto Oceanográf ico da Universidade de 
T ó q u i o e no Serviço Geo lóg ico do J a p ã o . Grande é a apl icação da Sedi-
mentologia no setor económico , sem negligenciar a sua impor tânc ia para 
a Estratigrafia e Geomorfologia. 
Acha-se de pa rabéns , pois, a geologia nacional que vai contar com um 
l ivro de texto cuidadosamente elaborado por um especialista ac qual n ã o 
faltam nem a experiência nem a competênc ia requeridas. 
São Paulo, 26-9-1972 
Josué Camargo Mendes 
NOTA DO AUTOR 
O estudante brasileiro que se inicia no campo da Sedimentologia res-
sente da falta de c o m p ê n d i o s em l íngua portuguesa. 
Apesar da reconhecida impor t ânc i a deste ramo, entre as várias dis-
ciplinas das Geociências , somente um l ivro, de autoria do prof. dr. J. M . 
Mabesoone, do Insti tuto de Geociênc ias da Universidade Federal do Recife, 
versa sobre o assunto. 
Esperando poder contribuir , de alguma forma, para minorar essa de-
ficiência, o Autor apresenta este trabalho. Neste c o m p ê n d i o são apresentadas 
as técnicas fundamentais de trabalhos de campo e de labora tó r io , procurando, 
ao mesmo tempo, fornecer ideias acerca de algunsconceitos básicos sobre 
os fenómenos envolvidos nas diversas fases genét icas e evolutivas das rochas 
sedimentares. O capí tu lo de Estruturas Sedimentares, nos seus aspectos des-
critivos, foi baseado principalmente nas apostilas do antigo curso de Estra-
tigrafia, de autoria do prof. dr. Setembrino Petri, editadas pelo CEPEGE 
(Grémio dos Estudantes de Geologia da U.S.P.). 
O Autor espera que, se nesta edição algumas imperfeições passarem 
despercebidas, apesar de repetidas revisões, possa receber valiosas sugestões 
dos senhores leitores, que con t r ibu i r ão para um aprimoramento cada vez 
maior do l ivro. 
O Autor deseja expressar os mais sinceros agradecimentos ao prof. 
dr. Sérgio Estanislau do Amara l que, a lém de tê-lo guiado nos primeiros 
passos dentro da Sedimentologia, j á pelos idos de 1961, teve a paciência 
de realizar uma demorada e minuciosa leitura crítica do manuscrito. Agra-
dece t a m b é m ao prof. dr. Josué Camargo Mendes, pelo imprescindível es-
t ímulo durante a e l aboração da obra e por ter tido a bondade, concordando 
prontamente, de prefaciar este l ivro. 
São Paulo, 26-9-1972 
K E N I T I R O S U G U I O