Bacias Sedimentares da Margem Continental Brasileira

Bacias Sedimentares da Margem Continental Brasileira

87Geologia, Tectônica e Recursos Minerais do Brasil L. A. Bizzi, C. Schobbenhaus, R. M. Vidotti e J. H. Gonçalves (eds.) CPRM, Brasília, 2003.

Summary

The Brazilian continental margin has been the object of study of several basin analysis projects in the last few decades. Technological advances in the acquisition, processing and interpretation of the large geological and geophysical datasets obtained by the petroleum industry resulted in outstanding advances in the geological interpretation and substantial development of new concepts related to the tectono-sedimentary evolution of the continental margin, with direct implications in the evaluation of the exploratory potential. This work presents an integrated review of the tectono-sedimentary evolution of the basins along the Brazilian continental margin, from the transform-related domains in the equatorial margin towards the divergent domains of the South American plate. This review focus on the sedimentary basins along the equatorial margin (Foz do Amazonas, Pará–Maranhão, Barreirinhas, Ceará, and Potiguar) and along the transversal and divergent domains of the plate, from the northeastern and eastern region (Pernambuco–Paraíba, Sergipe–Alagoas, Jacuípe, Camamu, Almada, Jequitinhonha, Cumuruxatiba), and extending to the southeastern and southern regions (Espírito Santo, Campos, Santos and Pelotas). A number of aborted rifs (example, Tacutu and Tucano) developed during the Gondwana breakup and during the continental drift phase are also discussed.

The syn-rift phase of the sedimentary basins along the continental margin is associated with extensional processes, which are responsible for synthetic and antithetic normal faults that formed half-grabens and grabens. These were filled with siliciclastic and carbonate lacustrine continental sediments deposited during the Neocomian and Barremian. The southeastern and southern segments of the margin are characterized by a large igneous province dated as Upper Jurassic to Early Cretaceous, with tholeiitic basalts underlying the syn-rift sediments, whereas in the northeastern Brazilian margin the syn-rift sediments are underlain by Paleozoic to Mesozoic pre-rift sediments.

The transitional phase (Aptian age) is associated with siliclastic and carbonate sediments deposited above a regional unconformity (breakup unconformity) that heralds the continental drift phase, which is associated with evaporite sedimentation between the Sergipe–Alagoas and Santos basins, suggesting the occurrence of an elongated and shallow gulf, which was subsequently invaded by

Capítulo I

Bacias Sedimentares da Margem Continental Brasileira Sedimentary Basins of the Brazilian Continental Margin

Webster Ueipass Mohriak Petrobras

Parte I – Geologia88 marine waters during the first marine ingressions of the nascent Atlantic Ocean. The presence of salt (halite) in the evaporites resulted in the development of a characteristic tectonic style marked by diapirs and extensional and compressional structures. The marine megasequence may be divided into a transgressive marine supersequence, with the establishment of a carbonate platform that grades into marls and shales (Albian to Turonian), and a regressive marine supersequence (Santonian to Tertiary), with carbonate and siliciclastic facies extending from the platform toward the deep water region.

The equatorial margin is characterized by a few aborted rifts along the continental platform and in the onshore region (for example, the Caciporé, Tacutu and S. Luís rifts), and by some sedimentary basins that are characterized by an extensional phase followed by transcurrent movements associated with wrench tectonics and transform faults, forming compressional structures (e.g., along the western part of the Ceará Basin). Following the inception of oceanic crust (whose limit with the continental crust´s characterized by an abrupt segmentation by transform faults), the thermal subsidence sedimentation is affected by relatively few fault zones, the exception being gravitational collapse faults that occur in the depocenters near the shelf edge. This process resulted in extensional and compressional features in the slope and in the deep water region of several basins (for example, Foz do Amazonas, Pará–Maranhão, Barreirinhas).

Post-rift magmatic episodes are characterized notably in the Abrolhos Volcanic Complex (northern part of the Espírito Santo

Basin), and in the southern part of the Campos Basin (Cabo Frio region, near the limit with the northern Santos Basin), as well as along transform faults in the equatorial margin, forming linear chains of volcanic plugs and igneous intrusions. Reactivation of basement-involved faults are recorded in several intervals, notably in the Early Tertiary, with a marked association with alkaline magmatism and formation of aborted rifts along the border of the continental margin, as for example, the taphrogenic basins in the southeastern Brazilian region (e.g. the Taubaté Basin).

Introdução

O estudo das bacias sedimentares da margem passiva da placa sul-americana, relacionando sua evolução tectônica com estágios de subsidência rifte e subsidência termal, cada qual com diferentes seqüências estratigráficas, é de importância fundamental para a avaliação do potencial exploratório na pesquisa de hidrocarbonetos. À medida que a busca de novas reservas petrolíferas avança para a região de águas profundas, novos conceitos geológicos são incorporados ao acervo de dados geológicos e geofísicos, interpretados por exploracionistas e geocientistas de diversas instituições.

Neste capítulo, são revistos alguns conceitos relacionados à evolução tectono-sedimentar das bacias da margem continental brasileira, incluindo desde riftes abortados na borda da plataforma e mesmo na região continental até a região de águas profundas e ultra-profundas, próximo do limite entre crosta continental e crosta oceânica. Discute-se o contexto geodinâmico do Atlântico Sul, destacando-se as principais feições tectônicas, e também é apresentada análise sucinta das características estruturais e estratigráficas dos diversos segmentos da margem, analisando-se as principais bacias sedimentares entre o limite com a Guiana na margem equatorial e o limite com as águas territoriais do Uruguai, na margem sul brasileira.

O Brasil é um país com uma das maiores extensões de margem continental do mundo, englobando diversos segmentos com bacias sedimentares com características geológicas distintas e diferentes graus de conhecimento do potencial exploratório (e.g., Asmus e Pontes, 1973; Ponte et al. 1980; Ojeda, 1982; Asmus, 1984; Guardado et al. 1989; Mohriak et al. 1990 a; Mohriak et al. 1990 b; Chang et al. 1992; Matos, 1992). O principal objetivo deste trabalho é o de analisar e discutir algumas dessas feições à luz de novos conceitos geológicos advindos da interpretação da região de águas profundas e ultra-profundas (Cainelli e Mohriak, 1998; Mohriak et al. 2000).

Base de Dados

Com a criação da Agência Nacional do Petróleo (ANP), o banco de dados geológicos e geofísicos das bacias sedimentares da margem continental brasileira, anteriormente levantado primordialmente pela PETROBRAS durante os trabalhos de investigação do potencial de hidrocarbonetos, passou a ter acréscimos substanciais com dados de levantamentos nãoproprietários (spec surveys) adquiridos por diversas companhias ligadas à indústria de petróleo e também por instituições de pesquisa. Nesse contexto de base de dados multidisciplinar, são utilizados neste trabalho dados geológicos (principalmente resultados estratigráficos de poços exploratórios perfurados pela PETROBRAS) e dados geofísicos (principalmente métodos sísmicos e potenciais) que subsidiam a interpretação da evolução tectono-sedimentar dos diversos segmentos da margem, incluindo análise de levantamentos de sísmica profunda executados pela PETROBRAS (e.g., Mohriak e Latgé,

I. Bacias Sedimentares da Margem Continental Brasileira89

1991; Mohriak et al. 1993), e também levantamentos regionais da margem continental, ou efetuados por instituições governamentais (e.g., Projeto Leplac) ou por instituições ligadas à indústria de petróleo em levantamentos especulativos (e.g., Fainstein, 1999; Fainstein et al. 2001). Utilizam-se também mapas regionais de batimetria, gravimetria (free-air e Bouguer) e magnetometria (Munis, 1997), resultado de compilações de dados de métodos potenciais da PETROBRAS e da CPRM integrados com dados do Geosat, de domínio público (Sandwell e Smith, 1997).

Evolução Tectono-Sedimentar da Margem Atlântica

Principais feições morfoestruturais do Atlântico Sul

O supercontinente Gondwana (vide Cap. I deste volume) formou-se no Proterozóico Superior como resultado da assembléia de terrenos acrescidos aos crátons Amazonas e São Francisco durante a orogenia Brasiliana ou Pan-Africana (Almeida et al. 1976; Almeida et al. 2000, Heilbron et al. 2000). Os cinturões de dobramento separando massas cratônicas pré-cambrianas (Fig. I.1 e Cap. V) são caracterizados por estruturas de direção NE–SW na margem leste e sudeste brasileira, principalmente ao longo do segmento entre as bacias de Espírito Santo e Santos, estando associados à transpressão dextral ao longo da zona de cisalhamento Além-Paraíba (Radambrasil, 1983; Szatmari et al. 1984; Cobbold et al. 2001). No nordeste brasileiro, destaca-se o alinhamento leste–oeste de Pernambuco–Paraíba, que exerce papel fundamental no controle tectônico das bacias formadas no Mesozóico (Cordani et al. 1984; Chang et al. 1992). Na margem norte brasileira destaca-se o lineamento Transbrasiliano, de direção NE–SW, que atravessa a Bacia do Parnaíba e separa o segmento extensional da bacia do Ceará (Bacia de Mundaú, a leste) dos segmentos transpressionais da bacia de Piauí–Camocim (Cordani et al. 1984; Cordani et al. 2000).

A orogenia do Pré-Cambriano Superior a Paleozóico Inferior é seguida por uma fase de sedimentação intracratônica nas bacias sedimentares paleozóicas (Paraná, Parnaíba, Amazonas), com diversos ciclos deposicionais (Milani e Zalán, 1999; Milani e Thomaz Filho, 2000). No Mesozóico essas bacias foram afetadas pela ruptura continental (quebra do Gondwana), resultando em feições extensionais de riftes superpostos aos sedimentos anteriormente depositados (e.g., Bacia de São Luís e Bacia Sergipe–Alagoas), e também cobertas por derrames basálticos associados à abertura do Atlântico Sul (Misuzaki et al. 2002).

A Fig. I.2 apresenta uma composição de figuras reconstituindo a fisiografia do Atlântico Sul atual com os riftes das bacias marginais na época pré-deriva continental. A Fig. I.2a mostra um mapa fisiográfico com as principais feições do Oceano Atlântico, destacando-se o centro de espalhamento atual entre o continente sul-americano e africano. A Fig. I.2b apresenta uma reconstituição palinspástica com as principais bacias sedimentares formadas com a separação das placas sul-americana e africana (Mohriak et al. 1998a). O sistema de riftes da margem continental brasileira (principalmente no segmento entre Sergipe–Alagoas e Santos) formou-se como conseqüência de processos extensionais datados de Jurássico Superior ao Cretáceo Inferior (Asmus e Porto, 1980; Asmus e Baisch, 1983; Szatmari et al. 1985; Chang et al. 1992). Há evidências de esforços extensionais polifásicos nas regiões extremas da placa sul-americana, com idades de sedimentos preenchendo grábens que atingem até o Triássico, corroboradas por datação geocronológica de rochas intrusivas e extrusivas precedendo a fase principal de rifteamento (Conceição et al. 1988; Mizusaki et al. 2002).

As principais bacias da margem continental brasileira e suas principais feições tectônicas estão mostradas na Fig. I.3. A Fig. I.3a mostra as principais estruturas da margem equatorial, e a Fig. I.3b as estruturas da margem nordeste, leste e sudeste–sul do Brasil. Na margem sul destacam-se as estruturas e bacias da margem continental argentina, que apresentam um padrão de rifteamento distinto do observado na margem brasileira (Milani e Thomaz Filho, 2000).

A ruptura do Gondwana é caracterizada por alguns riftes abortados na região emersa intracontinental (e.g., no norte do Brasil, destacam-se os riftes de Tacutu e Marajó; na margem equatorial, ocorrem também pequenos riftes na plataforma continental do Ceará, e.g., Jacaúna); no nordeste, destacase o sistema de riftes Recôncavo–Tucano–Jatobá; e na região sudeste, registram-se vários pequenos grábens localizados entre os estados de São Paulo e Rio de Janeiro. Os riftes ao longo da margem continental, que evoluíram até formar as bacias sedimentares da margem passiva, formam um conjunto de bacias sedimentares que se estende desde o limite com a Guiana até o limite com as águas territoriais do Uruguai.

Baseando-se principalmente em dados do Leplac (Russo, 1999), observa-se que os depocentros das bacias sedimentares da margem continental apresentam uma espessura total de sedimentos (entre o fundo do mar e o embasamento précambriano ou vulcânico) bastante variável. As maiores espessuras sedimentares da margem são observadas nos depocentros do Cone do Rio Amazonas, na Bacia de Barreirinhas, no segmento das bacias de Espírito Santo a Santos e no Cone do Rio Grande, na Bacia de Pelotas.

A Tab. I.1 mostra as principais características das bacias sedimentares da margem continental (Tab. I.1a) e dos riftes abortados (Tab. I.1b) no interior do continente brasileiro.

Parte I – Geologia90 Figura I.1 – Principais elementos tectônicos da América do SulFigure I.1 – Main tectonic elements of the South American continent

I. Bacias Sedimentares da Margem Continental Brasileira91

Figura I.2 – Mapa de localização do Atlântico Sul. (a) Mapa geomorfológico do Oceano Atlântico, ilustrando principais feições tectônicas. (b) Reconstrução tectônica das bacias sedimentares na configuração pré-deriva continental

Figure I.2 – Location map of the South Atlantic. (a) Geormorphologic map of the Atlantic Ocean, illustrating the main tectonic elements. (b) Tectonic reconstruction of the sedimentary basins in the pre-drift configuration

(b)

Parte I – Geologia92

Figura I.3 – (a) Mapa geológico esquemático da região norte brasileira, mostrando as bacias sedimentares da margem equatorial transformante; e (b) Mapa geológico esquemático da região nordeste, leste, sudeste e sul do Brasil, mostrando as bacias sedimentares da margem continental divergente

Figure I.3 – (a) Schematic geological map of the northern Brazilian region, showing the sedimentary basins along the equatorial transform margin; and (b) Schematic geological map of the northeastern, eastern, southeastern and southern Brazilian regions, showing the sedimentary basins along the divergent margin

I. Bacias Sedimentares da Margem Continental Brasileira93 I. Bacias Sedimentares da Margem Continental Brasileira93

Parte I – Geologia94 Parte I – Geologia94

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