Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O trabalho presente tem como enfoque o estudo da evolução quaternária da Baixada de Jacarepaguá situada no estado do Rio de Janeiro através do uso do método GPR (Ground Penetrating Radar). Os numerosos estudos feitos na Baixada de Jacarepaguá, baseados nas curvas de variação do nível do mar em diferentes setores da costa Brasileira (MARTIN et al. 1985) e datações ao radiocarbono contribuíram na elaboração de um modelo evolutivo no Pleistoceno e no Holoceno. Esse modelo mostra em primeiro lugar episódios transgressivos em 7000-5100 anos BP, 3900-3600 anos BP e 2700-2500 anos BP e episódios regressivos a 5100-3900 anos BP, 3600-2700 anos BP e depois de 2500 anos BP. Esses episódios de variações do nível relativo do mar tiveram por consequência a constante evolução da Baixada de Jacarepaguá do estado de ilha-barreira com uma e depois duas barreiras (interna e externa), fruto da inundação da planície por invasão marinha em episódios transgressivos, a um estado de planície costeira emersa em episódios regressivos com barreira progradante direção ao mar e processos erosivos associados. Esse modelo evolutivo não inclui dados processados obtidos com o GPR, método que permite por impulsos eletromagnéticos de alta freqüência gerar um perfil de refletores baseado nas descontinuidades elétricas na subsuperficie. Os perfis levantados e processados nesse trabalho permitiram confirmar esse modelo evolutivo, mostrando uma sucessão de migração do perfil de praia e geometria sedimentar associada em resposta as numerosas variações eustática local. / The present work focuses on the Baixada de Jacarepaguás quaternary evolution using the GPR (Ground Penetrating Radar) method on the area, which is located at the state of Rio de Janeiro. The numerous studies about Baixada de Jacarepaguá based on sea level variation curves in different sectors of the Brazilian coast (MARTIN et al. 1985) as well as radiocarbon dating contributed to the elaboration of an evolutionary model on the Pleistocene and Holocene. This model shows transgressive episodes in 7000-5100 years BP, 3600 years BP and 2700-2500 years BP and regressive episodes at 5100-3900 years BP, 3600-2700 years BP e after 2500 years BP. These relative sea level variation episodes caused, as consequence, the Baixada de Jacarepaguás constant evolution, from a state of barrier-island with one internal and afterwards, one external barrier that resulted from the plain inundation by the transgressive maritime episodes, to a state of coastal plain emerged in regressive episodes, with progressive barrier and erosive associated process. This evolutionary model does not include processed data obtained with the GPR method that allows a reflectors profile generation based on electric discontinuities on the surface, using high frequency electromagnetic impulses. The profiles raised and processed for this work allowed a confirmation of this evolutionary model, proving a succession of migrations of a beach profile and sedimentary geometry associated in answer to numerous local eustatic variations.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O trabalho presente tem como enfoque o estudo da evolução quaternária da Baixada de Jacarepaguá situada no estado do Rio de Janeiro através do uso do método GPR (Ground Penetrating Radar). Os numerosos estudos feitos na Baixada de Jacarepaguá, baseados nas curvas de variação do nível do mar em diferentes setores da costa Brasileira (MARTIN et al. 1985) e datações ao radiocarbono contribuíram na elaboração de um modelo evolutivo no Pleistoceno e no Holoceno. Esse modelo mostra em primeiro lugar episódios transgressivos em 7000-5100 anos BP, 3900-3600 anos BP e 2700-2500 anos BP e episódios regressivos a 5100-3900 anos BP, 3600-2700 anos BP e depois de 2500 anos BP. Esses episódios de variações do nível relativo do mar tiveram por consequência a constante evolução da Baixada de Jacarepaguá do estado de ilha-barreira com uma e depois duas barreiras (interna e externa), fruto da inundação da planície por invasão marinha em episódios transgressivos, a um estado de planície costeira emersa em episódios regressivos com barreira progradante direção ao mar e processos erosivos associados. Esse modelo evolutivo não inclui dados processados obtidos com o GPR, método que permite por impulsos eletromagnéticos de alta freqüência gerar um perfil de refletores baseado nas descontinuidades elétricas na subsuperficie. Os perfis levantados e processados nesse trabalho permitiram confirmar esse modelo evolutivo, mostrando uma sucessão de migração do perfil de praia e geometria sedimentar associada em resposta as numerosas variações eustática local. / The present work focuses on the Baixada de Jacarepaguás quaternary evolution using the GPR (Ground Penetrating Radar) method on the area, which is located at the state of Rio de Janeiro. The numerous studies about Baixada de Jacarepaguá based on sea level variation curves in different sectors of the Brazilian coast (MARTIN et al. 1985) as well as radiocarbon dating contributed to the elaboration of an evolutionary model on the Pleistocene and Holocene. This model shows transgressive episodes in 7000-5100 years BP, 3600 years BP and 2700-2500 years BP and regressive episodes at 5100-3900 years BP, 3600-2700 years BP e after 2500 years BP. These relative sea level variation episodes caused, as consequence, the Baixada de Jacarepaguás constant evolution, from a state of barrier-island with one internal and afterwards, one external barrier that resulted from the plain inundation by the transgressive maritime episodes, to a state of coastal plain emerged in regressive episodes, with progressive barrier and erosive associated process. This evolutionary model does not include processed data obtained with the GPR method that allows a reflectors profile generation based on electric discontinuities on the surface, using high frequency electromagnetic impulses. The profiles raised and processed for this work allowed a confirmation of this evolutionary model, proving a succession of migrations of a beach profile and sedimentary geometry associated in answer to numerous local eustatic variations.

Agência Nacional do Petróleo / O estudo visou à caracterização geoquímica orgânica detalhada (carbono orgânico total, resíduo insolúvel, enxofre, pirólise Rock-Eval e biomarcadores) da Formação Irati através do furo pioneiro FP-12-SP localizado próximo da região de Anhembi (SP), e à análise das alterações destes parâmetros devido ao efeito térmico de intrusões de diabásio. A partir destes dados definiu-se 8 (oito) unidades quimioestratigráficas, determinou se o potencial gerador de cada unidade, o tipo de querogênio e a assinatura geoquímica através de parâmetros dos biomarcadores saturados e, por último, indicou-se as alterações causadas pelo efeito térmico de intrusivas nos sedimentos. O Membro Taquaral possui baixo teor de carbono orgânico total, querogênio tipo III/IV, com alta proporção de alcanos lineares e cicloalcanos, predominância dos esteranos C27 em relação ao C29, com indicações de ambiente marinho com salinidade normal. O Membro Assistência é caracterizado por apresentar valores de carbono orgânico total relativamente alto com aumento para o topo, intercalação de níveis siliciclásticos com carbonáticos, potencial gerador que chega a excelente e índice de hidrogênio predominante para óleo e condensado, baixa proporção de n-alcanos em relação aos cicloalcanos e alcanos ramificados, aparecimento do gamacerano, indicando ambiente marinho hipersalino com afogamento para o topo. O efeito térmico é visto a partir de 3 metros abaixo e 10 metros acima da soleira com maturação da matéria orgânica nos 9,5m mais próximos da soleira. A propagação de calor acima da soleira foi maior do que abaixo devido à diferença de condutividade térmica entre o carbonato e o folhelho, onde a máxima restrição com o aumento da salinidade na Unidade Quimioestratigráfica E, indicada pela presença de gamacerano, pode ter amplificado a passagem de calor para o topo. / The study aimed to detailed organic geochemistry characterization (total organic carbon, insoluble residue, sulfur , Rock-Eval pyrolysis and biomarkers) of the Irati Formation through pioneering well FP-12-SP located near the region of Anhembi (SP), and to analysis of changes in these parameters due to the thermal effect of diabase intrusions. From these data it was defined eight (8) chemostratigraphic units, as well as the potential generator of each unit, the type of kerogen and geochemical parameters through the saturated biomarkers, and, finally, it was indicated the changes caused by thermal effect of intrusives on sediments. The Taquaral Member has low content of total organic carbon, kerogen type III/IV, with a high proportion of linear alkanes and cycloalkanes, predominance of C27 steranes compared to C29, with indications of marine environment with normal salinity. The Member Assistência is characterized by relatively high levels of total organic carbon increasing to the top, interleaving siliciclastic levels with carbonate, generation potential reaching excellent and hydrogen index predominant to oil and condensate, low proportion of n-alkanes relative to cycloalkanes and branched alkanes and gammacerane indicating hypersaline marine environment with drowning to the top. The thermal effect is seen from 3 meters below and 10 meters above the sill with maturation of the organic matter at 9.5 m from the nearest sill. The propagation of heat above the threshold was higher than below due to difference in thermal conductivity between the shale and carbonate, where the maximum constraint with increasing salinity in Chemostratigraphic Unit E, indicated by the presence of gammacerane, may have amplified the passage of heat to the top.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O trabalho consiste na análise estratigráfica do intervalo siluro-devoniano da Bacia do Amazonas utilizando como base os conceitos da Estratigrafia Moderna, mais especificamente a sequência estratigráfica genética, proposta por Galloway (1989), a qual utiliza as superfícies de inundação marinha como os limites de uma sequência sedimentar. A principal razão para a utilização desta metodologia deve-se ao fato que o conteúdo rochoso compreendido no intervalo estudado teve a sua sedimentação relacionada às transgressões marinhas que faziam parte do contexto paleogeográfico da bacia durante o Siluriano e Devoniano. Desta forma, as superfícies de inundação máxima, representativas de eventos cronoestratigráficos, destacam-se nos perfis de raios gama e são tomadas como datum de correlação em treze poços exploratórios, os quais foram distribuídos em quatro seções (A-A, B-B, C-C e D-D) pela bacia. A análise destas seções permitiu a identificação de quatro sequências de terceira ordem (AB, BC, CD e DE), limitadas no topo e na base por superfícies de inundação marinha. Cada sequência é constituída por ciclos regressivo-transgressivos assimétricos, representados pelo trato de sistemas de mar alto e pelo trato de sistemas transgressivo. A análise destas seções integrada à interpretação de mapas estratigráficos (isópacas, isólitas e porcentagem de areias) possibilitou identificar o depocentro da bacia, bem como duas áreas principais como fonte de sedimentos arenosos (uma a oeste e outra a sul). Além disto, foi possível inferir que a comunicação marinha com o continente, durante as transgressões paleozoicas, responsável pela deposição de sedimentos pelíticos, seguiu uma orientação de norte para sul, evoluindo obliquamente em direção ao continente num trend nordeste para sudoeste. Por fim, a partir da análise cíclica em perfis de raios gama, as superfícies de inundação marinha, do intervalo Devoniano, das bacias do Amazonas e Parnaíba foram correlacionadas.

O Subgrupo Itararé apresenta o registro sedimentar mais expressivo da glaciação que assolou a Bacia do Paraná durante o Neopaleozóico. Próximo à borda leste da bacia, em especial na área do estudo, entre os municípios de Sorocaba e Itapetininga, este registro é caracterizado basicamente por depósitos glaciomarinhos, representativos de períodos de mar relativamente mais baixo intercalados com registros de mar relativamente alto. Através da definição e análise de fácies foi possível identificar, na área do estudo, 15 (quinze) unidades faciológicas: Diamictito maciço compactado, Diamictito maciço não compactado, Diamictito maciço compactado deformado, Diamictito tabular, Diamictito lenticular, Arenito maciço tabular, Arenito maciço lenticular, Arenito com estratificação gradacional, Arenito com estratificação cruzada e granodecrescência ascendente, Arenito com estratificação cruzada de baixo ângulo e truncamentos, Siltito maciço, Siltito maciço com clastos dispersos, Folhelho ou argilito maciço, Folhelho ou argilito maciço, com clastos dispersos e Interlaminado. A análise dessas fácies, bem como seu agrupamento em associações diagnósticas (AF1, AF2, AF3 e AF4), permitiu o reconhecimento de tratos de sistemas deposicionais, TSMB, TST, TSMA e TSRGi, os quais, por sua vez, levaram à identificação de 9 (nove) seqüências de 3ª ordem, que permitiram o estabelecimento um arcabouço cronoestratigráfico para os sedimentos do Subgrupo Itararé, ao longo do perfil selecionado na área do estudo. Para se realizar a correlação pretendida entre os sedimentos do Subgrupo Itararé na área do estudo e os aflorantes na região localizada ao sul do Arco de Ponta Grossa no Paraná e Santa Catarina, foram identificados planos ou horizontes que podem ser utilizados, segundo suas características, como datum litoestratigráfico e datum bioestratigráfico. Os resultados das análises palinológicas, bem como os próprios dados físicos de superfície, demonstraram confiabilidade e viabilidade de correlação. A análise petrográfica efetuada em quatro amostras de arenitos revelou porosidades da ordem de 8 a 13%, o que permitiu caracterizar esses sedimentos como potencialmente bons para reservatórios relativamente a hidrocarbonetos ou aqüíferos. / The Itararé Subgroup (Carboniferous-Permian) of the Paraná Basin of southeastern Brazil contains the thickest, most extensive and one of the longest records of late Paleozoic glaciation in all of the Gondwana supercontinent. In the studied area, situated between the cities of Sorocaba and Itapetininga, São Paulo State, this record is characterized by glaciomarine sediments depicting intercalation of periods of high and low relative sea-level. Facies analysis of the glacigenic sediments allowed the identification of 15 lithofacie units: compact massive diamictite, massive non compact diamictite, massive non compact deformed diamictite, tabular diamictite, lenticular diamictite, massive tabular sandstone, massive lenticular sandstone, sandstone with gradational bedding, sandstone with cross bedding and normal grading, sandstone with low angle cross bedding and truncations, massive siltstone, massive siltstone with clasts, massive shale or mudstone, massive shale or mudstone with dispersed clasts and laminites. The analysis of facies and their clustering into the associations AF1, AF2, AF3 and AF4 enabled the identification of the systems tracts TSMB, TST, TSMA and TSRGi and 9 sequences of 3rd order. These provided the base to set up a local chronostratigraphic framework for the Itararé Subgroup in the studied area. In view of the possibility of correlation between the sediments of the studied area and those outcropping in the south of the Ponta Grossa arch, in the States of Paraná and Santa Catarina, some datum planes were determined. The results of the palinological analysis as well as the surface data surveyed pointed out that this correlation is feasible. Petrographic analysis of 4 samples of sandstones indicated porosities between 8 and 13 % which characterize them as potentially reservoirs for water and hydrocarbon.

Os folhelhos pretos devonianos da Formação Barreirinha caracterizamse pela alta radioatividade na porção basal, grande extensão areal, espessura e profundidade de soterramento variável que vão de exposição na superfície até mais de 3000 m. Eles são as principais rochas geradoras do sistema petrolífero convencional da Bacia do Amazonas, e recentemente foram consideradas como promissores plays de gás não convencional. Folhelhos são geralmente caracterizados por uma matriz fechada, que faz com que sejam relativamente impermeáveis em relação ao fluxo de gás, a menos que ocorram fraturas, e dependendo das suas características geológicas e geoquímicas podem funcionar com um Sistema Petrolífero autossuficiente, atuando tanto como rocha fonte, quanto como reservatório de gás (reservatório Shale Gas). Assim, o gás natural termogênico ou biogênico gerado pode ser armazenado em folhelhos ricos em matéria orgânica na forma livre, adsorvida, ou em estado dissolvido. Em contraste com os sistemas petrolíferos convencionais, reservatórios Shale Gas, possuem mecanismos de aprisionamento e armazenamento únicos, sendo necessária a utilização de técnicas de avaliações específicas. No entanto, folhelhos prolíficos geralmente podem ser reconhecidos a partir de alguns parâmetros básicos: arquitetura geológica e sedimentar, propriedades geoquímicas e petrofísicas e composição mineralógica. Tendo em vista a carência de pesquisas de caráter descritivo, com cunho exploratório dos folhelhos geradores da Formação Barreirinha, esta dissertação tem como objetivo introduzir uma metodologia de identificação de intervalos de folhelho gerador com potencial para reservatório Shale Gas. Começando com uma investigação regional sobre o contexto geológico e sedimentar, seguido de uma avaliação abrangente enfocando as características geoquímicas, petrofísicas e litofácies dos folhelhos a partir da integração de parâmetros obtidos de perfis geofísicos de poço, análises geoquímicas e aplicação dos conceitos de Estratigrafia de Sequencia. / The Devonian black shale of Barreirinha formation is characterized by high radioactivity in the basal portion, large areal extension, thickness and depth of burial variable which ranges from exposure to surface to depth greater than 3000 m. This formation contains the main source rocks of conventional petroleum system of the Amazonas Basin, and recently were considered promising unconventional gas plays. Shales are generally characterized by a closed die, which makes them relatively impervious for gas flow unless fracturing occur, and depending on their geological and geochemical characteristics they might behave as a selfcontained Petroleum System, acting as both source rock and as a gas reservoir (Shale gas reservoir). Thus, the thermogenic or biogenic gas generated can be stored in shale rich in organic matter in free form, adsorbed or dissolved state. In contrast to conventional petroleum systems, Shale Gas reservoirs, have trapping mechanisms and unique storage, requiring the use of specific assessment techniques. However, prolific shale can usually be recognized based on some basic parameters: geological and sedimentary architecture, geochemical and petrophysical properties and mineralogical composition. Given the lack of descriptive research, about the exploration potential of the Barreirinha formations shale, this dissertation aims to introduce a methodology of identification of intervals that could be potential shale gas reservoirs. Starting with a regional research about the geological and sedimentary context, followed by a comprehensive review focusing on the geochemical characteristics, petrophysical and lithofacies based on the integration of the parameters obtained by well log, geochemical analysis and application of Sequence Stratigraphy concepts.

Made available in DSpace on 2015-03-13T17:08:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 UbiraciMSM.pdf: 2917234 bytes, checksum: 41d4e2d86894576356127de3941e6c83 (MD5) Previous issue date: 2000-08-31 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / Through an integrated approach, using litho, chrono and biostratigraphic data, the relative importance of climate variations and tectonics were recognized in rift sediments of the onshore Potiguar Basin, Northeast Brazil. Concepts of sequence stratigraphy were applied as a template to integrate sedimentological and geochemical data (oxygen isotopes), as well as quantitative palynologic methods to address and recognize the main depositional patterns produced in a rift basin. The main objective was to address the relative importance of climate changes and tectonics to the resultant stratigraphic architecture. The results of computer simulations of sedimentary basin fills of rift basins were quite useful to test working hypothesis and mimic the process of filling a half graben during a rift event. The studied section includes a neovalanginian-eobarremian (Lower Cretaceous) rift interval from the Pend?ncia Formation, located in the southwestern portion of Umbuzeiro Graben, in the offshore Potiguar Basin. The depositional setting is interpreted as progradational deltaic system entering a lake from its flexural margin. Sismoestratigraphyc and well logs analyses allowed to interpret two regressive intervals (Green and Yellow Sequences), separated by a broad transgressive interval (Orange Sequence), known as the Livramento Shale. The depositional history encompass three stages: two tectonically active phases, during the deposition of the Green and Yellow Sequences, and a tectonically quiescent phase, during the deposition of the Orange Sequence. Paleoclimatic interpretation, based on quantitative palynology and geochemical data (��18O), suggests a tendency to arid conditions during the tectonically active phases and wet conditions during the tectonically quiescent phase. Stratigraphic modeling and backstripping techniques, supported by paleoclimatic/paleoecologic interpretations provide a powerful methodology to evaluate the tectonic and climatic controls on tectonic lakes / A partir da integra??o de dados lito, bio e sismoestratigr?ficos, paleoclim?ticos e geoqu?micos (��18O), e utilizando os conceitos da estratigrafia de seq??ncias, bem como das t?cnicas de modelagem estratigr?fica e descarregamento sedimentar, foi poss?vel diferenciar os efeitos tect?nicos e clim?ticos na sedimenta??o de um rifte continental. A se??o estudada compreende o intervalo neovalanginiano-eobarremiano (Cret?ceo Inferior) da Forma??o Pend?ncia, na por??o SW do Graben de Umbuzeiro, Bacia Potiguar emersa, constitu?dos predominantemente por dep?sitos delt?icos e lacustrinos. A an?lise da arquitetura deposicional do intervalo de estudo atrav?s da se??es s?smicas e perf?s el?tricos de po?os da ?rea, permite interpretar dois grandes intervalos regressivos (Seq??ncias Verde e Amarela), separados por um n?vel transgressivo (Seq??ncia Laranja) de express?o regional, conhecido como Folhelho Livramento . No geral, a evolu??o do intervalo de estudo compreende duas fases de maior atividade tect?nica durante a deposi??o das Seq??ncias Verde e Amarela, separadas por um per?odo de quiesc?ncia durante a deposi??o da Seq??ncia Laranja. Os dois per?odos de maior atividade tect?nica mostram uma evolu??o paleoclim?tica com tend?ncia de aridez em dire??o ao topo do intervalo (lago cada vez mais raso), enquanto o per?odo de quiesc?ncia registra uma tend?ncia de condi??es cada vez mais ?midas. A simula??o de modelos estratigr?ficos (programa STRATA vers?o 2.14), bem como a utiliza??o da t?cnica de descarregamento sedimentar (programa BASS vers?o 1.0) foram de grande utilidade para um melhor entendimento da evolu??o tectono-sedimentar da ?rea de estudo, permitindo uma maior seguran?a na separa??o dos efeitos tect?nicos e clim?ticos no registro estratigr?fico das seq??ncias deposicionais

Os folhelhos pretos devonianos da Formação Barreirinha caracterizamse pela alta radioatividade na porção basal, grande extensão areal, espessura e profundidade de soterramento variável que vão de exposição na superfície até mais de 3000 m. Eles são as principais rochas geradoras do sistema petrolífero convencional da Bacia do Amazonas, e recentemente foram consideradas como promissores plays de gás não convencional. Folhelhos são geralmente caracterizados por uma matriz fechada, que faz com que sejam relativamente impermeáveis em relação ao fluxo de gás, a menos que ocorram fraturas, e dependendo das suas características geológicas e geoquímicas podem funcionar com um Sistema Petrolífero autossuficiente, atuando tanto como rocha fonte, quanto como reservatório de gás (reservatório Shale Gas). Assim, o gás natural termogênico ou biogênico gerado pode ser armazenado em folhelhos ricos em matéria orgânica na forma livre, adsorvida, ou em estado dissolvido. Em contraste com os sistemas petrolíferos convencionais, reservatórios Shale Gas, possuem mecanismos de aprisionamento e armazenamento únicos, sendo necessária a utilização de técnicas de avaliações específicas. No entanto, folhelhos prolíficos geralmente podem ser reconhecidos a partir de alguns parâmetros básicos: arquitetura geológica e sedimentar, propriedades geoquímicas e petrofísicas e composição mineralógica. Tendo em vista a carência de pesquisas de caráter descritivo, com cunho exploratório dos folhelhos geradores da Formação Barreirinha, esta dissertação tem como objetivo introduzir uma metodologia de identificação de intervalos de folhelho gerador com potencial para reservatório Shale Gas. Começando com uma investigação regional sobre o contexto geológico e sedimentar, seguido de uma avaliação abrangente enfocando as características geoquímicas, petrofísicas e litofácies dos folhelhos a partir da integração de parâmetros obtidos de perfis geofísicos de poço, análises geoquímicas e aplicação dos conceitos de Estratigrafia de Sequencia. / The Devonian black shale of Barreirinha formation is characterized by high radioactivity in the basal portion, large areal extension, thickness and depth of burial variable which ranges from exposure to surface to depth greater than 3000 m. This formation contains the main source rocks of conventional petroleum system of the Amazonas Basin, and recently were considered promising unconventional gas plays. Shales are generally characterized by a closed die, which makes them relatively impervious for gas flow unless fracturing occur, and depending on their geological and geochemical characteristics they might behave as a selfcontained Petroleum System, acting as both source rock and as a gas reservoir (Shale gas reservoir). Thus, the thermogenic or biogenic gas generated can be stored in shale rich in organic matter in free form, adsorbed or dissolved state. In contrast to conventional petroleum systems, Shale Gas reservoirs, have trapping mechanisms and unique storage, requiring the use of specific assessment techniques. However, prolific shale can usually be recognized based on some basic parameters: geological and sedimentary architecture, geochemical and petrophysical properties and mineralogical composition. Given the lack of descriptive research, about the exploration potential of the Barreirinha formations shale, this dissertation aims to introduce a methodology of identification of intervals that could be potential shale gas reservoirs. Starting with a regional research about the geological and sedimentary context, followed by a comprehensive review focusing on the geochemical characteristics, petrophysical and lithofacies based on the integration of the parameters obtained by well log, geochemical analysis and application of Sequence Stratigraphy concepts.

As campanhas de investigação geotécnica e geoambiental do subsolo utilizam diversos tipos de sondagem e ensaios com objetivo de mapear a distribuição espacial das unidades e definir os parâmetros de projeto específicos para cada tipo de intervenção. A etapa de identificação da distribuição e da constituição dos materiais é comum a grande parte dos projetos e normalmente é conduzida através de sondagens em campo que produzem uma perfilagem pontual e vertical do terreno. Os estudos realizados durante esta pesquisa tiveram como principal objetivo avaliar a influência da história geológica na execução e na interpretação dos ensaios de piezocone para identificação estratigráfica. Os ensaios de piezocone sísmico foram realizados com objetivo de identificar a interface entre solos lateríticos e os não-laterítico. Os ensaios de piezocone de resistividade foram realizados principalmente para avaliação de intrusões de cunhas de águas salinas em aqüíferos sedimentares rasos. Desta forma, foram selecionadas nove áreas localizadas em regiões com diferentes condições geológicas, representativas do território brasileiro. Abrangem sedimentos quaternários das planícies litorâneas, sedimentos cenozóicos de bacias tafrogênicas e solos tropicais desenvolvidos a partir de rochas sedimentares e ígneas da Bacia do Paraná. Os locais foram selecionados em função da disponibilidade de informações adequadas às análises pretendidas. Nos sedimentos os resultados dos ensaios de piezocone foram eficazes na caracterização estratigráfica, classificação dos sedimentos e estimativa de parâmetros de projeto a partir de correlações. Nestes sedimentos, a experiência internacional, adquirida principalmente em sedimentos da América do Norte e Europa, pôde ser utilizada. Os ensaios com piezocone de resistividade foram eficazes em identificar intrusões salinas no aqüífero, contribuindo também para identificação da estratigrafia do perfil. Nestes sedimentos foram observadas relações consistentes entre a história de formação do perfil e as propriedades geotécnicas estimadas a partir da interpretação dos ensaios de piezocone. Já, nos solos tropicais, os processos de intemperísmo produzem transformações no perfil que dificultam a definição da estratigrafia, a classificação dos solos e a estimativa de parâmetros com base em correlações. Em solos tropicais, os ensaios com piezocone de resistividade foram ineficientes na identificação da profundidade do nível d’água e na definição da sequência estratigráfica, provavelmente devido à presença de óxidos de ferro e nível de água profundo. Já, os ensaios de piezocone sísmico foram eficazes para diferenciar os solos de comportamento laterítico dos de comportamento não-laterítico através da relação Go/qc. Conclui-se que o entendimento da história geológica é fundamental na interpretação dos ensaios de piezocone, principalmente na etapa de integração entre ensaios pontuais, para identificação da geometria e variabilidade dos solos. A quantidade de processos ou de variáveis independentes que contribuem para a formação do perfil de solo normalmente aumenta a variabilidade. Neste sentido, ensaios combinados, como o piezocone sísmico, onde vários parâmetros podem ser obtidos em um mesmo ponto, contribuem para minimizar os efeitos da variabilidade na estimativa de parâmetros de projeto / In situ tests for geotechnical and geo-environmental site investigation embraces a variety of soundings and tests to map and define stratigraphic logging and specific design parameters for each kind of job. Stratigraphic logging and soil classification are a common stage to all investigation programs and frequently they are performed throughout logging tests which results in local vertical information. The main objective of this research is to evaluate the influence of geological history in the interpretation of piezocone tests for stratigraphic logging. Seismic piezocone tests were carried out to try to identify difference response between lateritic and non lateritic soils. Resistivity piezocone tests were carried out to evaluate salt-water intrusion within a shallow sedimentary aquifer. In this sense, nine sites with different geologic conditions, representing extensive area from Brazil, were selected and investigated. They include quaternary sediment sequences on the brazilian coast, tafrogenic sedimentary sequences and tropical soils originated from weathering of Paraná basin sedimentary and igneous rocks. Piezocone tests were effective for stratigraphic logging, sediment classification as well as to estimate geotechnical design parameters based on correlations for sedimentary sediments. For these type of soils, the international experience developed for sedimentary soils from North America and Europe can be used. Resistivity piezocone tests were effectively useful to identify salt-water intrusion within a sedimentary aquifer and contributed to refine soil stratigraphy. Consistent relations between geologic history and geotechnical properties were established based on piezocone test results. In the other hand, the weathering process produces profile transformations in the tropical soils and imposes limitations to stratigraphy definition, soil classification and to estimate geotechnical soil parameters based on these correlations. For tropical soils, the resistivity piezocone test was not efficient to identify the groundwater level and to refine stratigraphic logging, probably due to the presence of iron oxides and deep groundwater. The seismic piezocone tests were effective to separate lateritic and non-lateritic soils throughout the relation between maximum shear modulus and poit resistance (Go/qc). It is concluded that the geological information is fundamental for the interpretation of piezocone results, especially to integrate several logging test data, to identify spatial distribution and variability of soil layers. In this sense, combined tests, such as the seismic piezocone, where more than one parameter can be measured at the same location, contribute to minimize variability effects in the estimation of geotechnical soil parameters

A presente tese aborda uma revisão crítica acerca do Grupo Chapada Diamantina no contexto do Supergrupo Espinhaço assim como a discussão sobre as características da sedimentação fluvial no passado remoto, em tempos pré-vegetação, confrontada com o registro da Formação Tombador. A Formação Tombador, de idade mesoproterozoica, compreende uma espessa sucessão (de até 400 metros) de arenitos e conglomerados, e representa o preenchimento basal de uma bacia intracratônica aflorante por grande área no interior do Estado da Bahia, em especial na Chapada Diamantina. Levantamentos de campo foram realizados no Parque Nacional da Chapada Diamantina e adjacências com o intuito de identificar a variabilidade arquitetural dos depósitos fluviais da Formação Tombador bem como seu posicionamento estratigráfico e evolução paleogeográfica. Os resultados obtidos podem então ser relacionados a dois conjuntos de dados: um referente a sucessão superior da unidade estudada no flanco leste da Serra do Sincorá entre as cidades de Andaraí e Lençóis; e outro referente a exemplos de arquitetura deposicional fluvial obtido tanto da sucessão inferior da unidade nas adjacências do Morro do Pai Inácio, quanto da sucessão superior estudada na região de Mucugê. Na região entre as cidades de Andaraí e Lençóis foram levantadas sete seções colunares, representando espessuras de 130 a 340 m da porção intermediária e superior da unidade, com o objetivo de estabelecer sua evolução paleogeográfica local com base em análise estratigráfica e sedimentológica. Análise de fácies e arquitetura deposicional levaram à interpretação de três sistemas deposicionais: sistema fluvial dominado por carga de fundo, sistema de campo de dunas eólicas com depósitos fluviais subordinados, e sistema costeiro dominado por ondas. Correlações entre as seções permitiram o reconhecimento de quatro intervalos estratigráficos principais, de espessuras decamétricas: um intervalo dominado por depósitos eólicos, uma sucessão dominada por depósitos fluviais (sistema fluvial inferior), uma sucessão de depósitos costeiros, seguida por uma nova associação de depósitos fluviais (sistema fluvial superior). A evolução paleogeográfica é caracterizada pelo predomínio de sedimentação eólica nas porções mais basais das seções, dominadas por depósitos de dunas eólicas, lençóis de areia, interdunas úmidas e depósitos fluviais subordinados. Essa associação passa, rumo ao topo, para arenitos conglomeráticos fluviais, cujo padrão de paleocorrentes aponta para um sistema distributário (leque fluvial). Camadas de conglomerados e brechas, são interpretadas como incisões fluviais em resposta a um controle tectônico que levou ao incremento de declividade e do perfil de erosão. Após esse evento, desenvolveu-se um sistema costeiro arenoso dominado por onda e localmente restrito a um paleovale interpretado por meio da correlação entre as seções utilizando-se os pelitos da Formação Caboclo como datum. Sobreposto à associação costeira um novo ciclo de sedimentação fluvial foi identificado, restrito a um paleovale superimposto ao registro transgressivo, e atribuído à Formação Tombador. A variabilidade arquitetural das sucessões fluviais da Formação Tombador permite a distinção de quatro tipos de estilos fluviais. Esses estilos são definidos pelo registro sedimentar composto pelos elementos: (1) barras conglomeráticas; (2) barras arenosas de pequena amplitude; (3) barras arenosas de grande amplitude; (4) intercalações de depósitos de planícies de inundação. O estilo fluvial dominado pelo elemento (2) pode ser caracterizado como entrelaçado em lençol (sheet-braided), e é o predominante nas sucessões estudadas da Formação Tombador. Esse estilo é abundante no registro sedimentar pré-cambriano, e considerado como o dominante durante o passado remoto (pré-siluriano), em tempos anteriores ao aparecimento e a colonização da vegetação terrestre nos continentes. Por outro lado, a relativa variabilidade de registros fluviais da Formação Tombador, aponta para uma maior complexidade da sedimentação fluvial pré-vegetação. Controles alogênicos, tectônicos e climáticos, por condicionarem as taxas de aporte e de geração de espaço na bacia sedimentar, acarretam variações nos processos de sedimentação aluvial e em seu posterior registro na memória dos continentes. Modelamento numérico de perfis fluviais longitudinais na ausência de vegetação e considerações teóricas levaram à caracterização desse sistema de canais mais profundos (elemento 3) com planícies de inundação preservadas (elemento 4) como equivalente antigo das porções de menor declividade do sistema fluvial, áreas em que hoje predominam canais meandrantes. Essa mesma abordagem de modelamento numérico permitiu o reconhecimento do predomínio de elementos de canais amplos e rasos (elemento 2), ou seja, de uma maior proporção de depósitos desenvolvidos em trechos de alta declividade, como resultado natural da forma do perfil longitudinal de equilíbrio na ausência de vegetação. / The present thesis comprehends a critical review of the Chapada Diamantina Group in the context of the Espinhaço Supergroup, as well as a discussion on fluvial sedimentation in the ancient past confronted with the geological record of the Tombador Formation. The Mesoproterozoic Tombador Formation comprises an up to 400 m thick succession of sandstones and conglomerates and represents the basal infill of an intracratonic basin occurring in a broad area of the inland Bahia State, especially in the Chapada Diamantina. Field works were performed in the Chapada Diamantina National Park and surroundings in order to identify the architectural variability of the fluvial deposits from the Tombador Formation and also its stratigraphic position and paleogeographic evolution. Two sets of data were collected in this work: the first set is associated with stratigraphic surveys on the upper succession studied in the eastern flank of the Serra do Sincorá, between the towns of Andaraí and Lençóis; and the other set is related to examples of fluvial depositional architecture obtained on a lower succession of the unit in the vicinities of the Morro do Pai Inacio and an upper succession in the Mucugê town region. Seven columnar sections were measured in the region between the towns of Andaraí and Lençois, aiming to establish the local paleogeographic evolution based on stratigraphic and sedimentological analyses. These columnar sections represent 130 to 340 m from the intermediate and upper part of the unit. Facies and depositional architecture analysis lead to the interpretation of three depositional systems: a bedload-dominated fluvial system, an eolian dune-field system with subordinated fluvial deposits and a wave-dominated coastal system. Four main decameter-scale thick stratigraphic intervals were recognized from the correlations between the sections: an interval dominated by eolian deposits, a succession dominated by fluvial deposits (lower fluvial system), a coastal-dominated succession, followed by another association of fluvial deposits (upper fluvial system). The paleogeographic evolution is characterized by the predominance of eolian sedimentation on the lowermost portions of the sections, dominated by eolian dune deposits, sand sheets, humid interdunes and subordinated fluvial deposits. T owards the top, this association gradually passes to fluvial conglomeratic sandstones with paleocurrents suggesting a distributary system (fluvial fan). Breccia and conglomerate layers are interpreted as fluvial incisions due to tectonic processes that produced steepening of the eroded profile. Afterwards, a wave-dominated sandy coastal system was developed restricted to a paleovalley. The paleovalley relief was interpreted through section correlations using the mudstones of the Caboclo Formation as the stratigraphic datum. Another cycle of fluvial sedimentation was identified overlaying the coastal association. This upper fluvial level is correlated to the uppermost level of the Tombador Formation and is also restricted to a paleovalley, locally eroding the transgressive record. The architectural variability of the fluvial successions of the Tombador Formation allows the distinction of four types of fluvial styles. The elements that characterize these fluvial styles on the sedimentary record are: (1) conglomeratic bars; (2) small amplitude sandy bars; (3) high amplitude sandy bars; (4) intercalations of floodplain deposits. The fluvial style dominated by the element (2) can be characterized as sheet-braided, comprising the predominant fluvial style in the studied successions of the Tombador Formation. This style is abundant in the Precambrian sedimentary record and is considered as the dominant fluvial style during pre-Silurian times, before the appearance of terrestrial vegetation on the continents. On the other hand, the relative variability of fluvial records found in the Tombador Formation points to more complex pre-vegetation fluvial sedimentation. Considering that the sedimentary supply and accommodation space are conditioned by allogenic, tectonic and climatic controls, such natural factors cause variations on sedimentary processes of alluvial systems and their consequent record in the memory of continents. Numerical modeling of longitudinal fluvial profiles lacking vegetation coupled with theoretical considerations yielded the characterization of deeper channelized systems (element 3) with preserved floodplains (element 4) as an example of ancient low slope fluvial system, which in modern settings are characterized by meandering channels. The same numerical modeling approach allowed the recognition of dominance of wide and shallow channels, i.e. higher proportion of deposits developed in high slopes, (element 2) as the natural consequence of the shape of the fluvial longitudinal equilibrium profile under non-vegetated conditions.