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Previous issue date: 2014 / ANP - Agência Nacional do Petróleo / O histórico de prospecção de hidrocarbonetos da Bacia Paleozoica do Parnaíba, situada no norte-nordeste do Brasil, sempre foi considerado desfavorável quando comparado aos super-reservatórios estimados do Pré-Sal das bacias da Margem Atlântica e até mesmo interiores, como a Bacia do Solimões. No entanto, a descoberta de gás natural em depósitos da superseqüência mesodevoniana-eocarbonífera do Grupo Canindé, que incluem as formações Pimenteiras, Cabeças e Longá, impulsionou novas pesquisas no intuito de refinar a caracterização paleoambiental, paleogeográfica, bem como, entender o sistema petrolífero, os possíveis plays e a potencialidade do reservatório Cabeças. A avaliação faciológica e estratigráfica com ênfase no registro da tectônica glacial, em combinação com a geocronologia de zircão detrítico permitiu interpretar o paleoambiente e a proveniência do reservatório Cabeças. Seis associações de fácies agrupadas em sucessões aflorantes, com
espessura máxima de até 60m registram a evolução de um sistema deltaico Devoniano influenciado por processos glaciais principalmente no topo da unidade. 1) frente deltaica distal, composta por argilito maciço, conglomerado maciço, arenito com acamamento maciço,
laminação plana e estratificação cruzada sigmoidal 2) frente deltaica proximal, representada pelas fácies arenito maciço, arenito com laminação plana, arenito com estratificação cruzada sigmoidal e conglomerado maciço; 3) planície deltaica, representada pelas fácies argilito
laminado, arenito maciço, arenito com estratificação cruzada acanalada e conglomerado maciço; 4) shoreface glacial, composta pelas fácies arenito com marcas onduladas e arenito com estratificação cruzada hummocky; 5) depósitos subglaciais, que englobam as fácies
diamictito maciço, diamictito com pods de arenito e brecha intraformacional; e 6) frente
deltaica de degelo, constituída pelas fácies arenito maciço, arenito deformado, arenito com
laminação plana, arenito com laminação cruzada cavalgante e arenito com estratificação
cruzada sigmoidal. Durante o Fammeniano (374-359 Ma) uma frente deltaica dominada por
processos fluviais progradava para NW (borda leste) e para NE (borda oeste) sobre uma
plataforma influenciada por ondas de tempestade (Formação Pimenteiras). Na borda leste da
bacia, o padrão de paleocorrente e o espectro de idades U-Pb em zircão detrítico indicam que
o delta Cabeças foi alimentado por áreas fonte situadas a sudeste da Bacia do Parnaíba, provavelmente da Província Borborema. Grãos de zircão com idade mesoproterozóica (~
1.039 – 1.009 Ma) e neoproterozóica (~ 654 Ma) são os mais populosos ao contrário dos
grãos com idade arqueana (~ 2.508 – 2.678 Ma) e paleoproterozóica (~ 2.054 – 1.992 Ma). O
grão de zircão concordante mais novo forneceu idade 206Pb/238U de 501,20 ± 6,35 Ma (95%
concordante) indicando idades de áreas-fonte cambrianas. As principais fontes de sedimentos
do delta Cabeças na borda leste são produto de rochas do Domínio Zona Transversal e de
plútons Brasilianos encontrados no embasamento a sudeste da Bacia do Parnaíba, com
pequena contribuição de sedimentos oriundos de rochas do Domínio Ceará Central e da
porção ocidental do Domínio Rio Grande do Norte. No Famenniano, a movimentação do
supercontinente Gondwana para o polo sul culminou na implantação de condições glaciais
concomitantemente com o rebaixamento do nível do mar e exposição da região costeira. O
avanço das geleiras sobre o embasamento e depósitos deltaicos gerou erosão, deposição de
diamictons com clastos exóticos e facetados, além de estruturas glaciotectônicas tais como
plano de descolamento, foliação, boudins, dobras, duplex, falhas e fraturas que refletem um
cisalhamento tangencial em regime rúptil-dúctil. O substrato apresentava-se inconsolidado e
saturados em água com temperatura levemente abaixo do ponto de fusão do gelo (permafrost
quente). Corpos podiformes de arenito imersos em corpos lenticulares de diamicton foram
formados pela ruptura de camadas pelo cisalhamento subglacial. Lentes de conglomerados
esporádicas (dump structures) nos depósitos de shoreface sugere queda de detritos ligados a
icebergs em fases de recuo da geleira. A elevação da temperatura no final do Famenniano
reflete a rotação destral do Gondwana e migração do polo sul da porção ocidental da América
do Sul e para o oeste da África. Esta nova configuração paleogeográfica posicionou a Bacia
do Parnaíba em regiões subtropicais iniciando o recuo de geleiras e a influência do rebound
isostático. O alívio de pressão é indicado pela geração de sills e diques clásticos, estruturas
ball-and-pillow, rompimento de camadas e brechas. Falhas de cavalgamento associadas à
diamictitos com foliação na borda oeste da bacia sugerem que as geleiras migravam para NNE.
O contínuo aumento do nível do mar relativo propiciou a instalação de sedimentação
deltaica durante o degelo e posteriormente a implantação de uma plataforma transgressiva
(Formação Longá). Diamictitos interdigitados com depósitos de frente deltaica na porção
superior da Formação Cabeças correspondem a intervalos com baixo volume de poros e
podem representar trapas estratigráficas secundárias no reservatório. As anisotropias
primárias subglaciais do topo da sucessão Cabeças, em ambas as bordas da Bacia do Parnaíba,
estende a influência glacial e abre uma nova perspectiva sobre a potencialidade efetiva do
reservatório Cabeças do sistema petrolífero Mesodevoniano-Eocarbonífero da referida bacia. / The hydrocarbon prospection history of the Paleozoic Parnaíba Basin, northeastern
Brazil, has been unfavorable when compared to the putatively large reservoirs of the Pré-Sal
of the Coastal basins and the onshore Solimões Basin. However, the discovery of natural gas
in the Devonian-Eocarboniferous siliciclastic deposits of the Canindé Group which include
Pimenteiras, Cabeças and Longá formations, has motivated new research to improve the
paleoenvironmental and paleogeographic interpretations to understand the petroliferous
system, the possible plays and the potenciality of the Upper Devonian Cabeças reservoir.
Based-outcrop facies and stratigraphic analysis combined with detrital zircon geochronology
allowed to interpret the paleoenvironment and the sedimentary provenance from Cabeças
reservoir. Six facies association grouped in the succession with up to 60m thick, records the
evolution of deltaic system influenced by glacial processes mainly in the top of the unit: 1)
distal deltaic front, composed of massive mudstone and conglomerate, sandstone with
massive bedding, even parallel lamination and sigmoidal cross-bedding; 2) proximal deltaic
front, represented by sandstone with massive bedding, even parallel lamination and sigmoidal
cross-bedding sandstone and massive conglomerate; 3) deltaic plain, consisting laminated
mudstone, massive conglomerate, sandstone with massive bedding and trough cross-bedding;
4) glacial shoreface, composed by sandstone with rippled bedded and hummocky crossbedding;
5) subglacial deposits, which include massive diamictite, diamictite with sandstone
pods and intraformational breccia; and 6) melt-out deltaic front, consisting of sandstone with
massive bedding, even parallel lamination, climbing ripple-cross lamination and sigmoidal
cross-bedding sandstone, as well as, deformed sandstone. In the Fammenian (374-359 Ma), a
fluvial dominated deltaic front prograding to the NW (eastern border of the basin) and to the
NE (western border of the basin) on a storm influenced platform (Pimenteiras Formation). In
the eastern border of the basin, the paleocurrent pattern and the U-Pb zircon ages spectrum
indicate that the Cabeças delta was fed by source lands located in the southeastern of the
basin, probably in the Borborema Province. Mesoproterozoic (~ 1.039-1.009 Ma) and
Neoproterozoic zircon ages are the most populous, differently of the grains with Archean (~
2.508-2.678 Ma) and Paleoproterozoic (~ 2.054-1.992 Ma) ages. The youngest concordant
zircon grain yielded a 206Pb/238age of 501.20 ± 6.35 Ma (95% concordant) indicating
Cambrian source areas. The main sediments source of the Cabeças delta in the eastern border
were provide of the Transversal Zone Domain and the Brasilian plutons of the crystalline
basement found in the southeast of the Parnaíba Basin. Small contribution of sediments was
derived from the Central Ceará and of the Western Rio Grande do Norte domains. In the
Famennian, the migration of the Gondwana Supercontinent to the South Pole resulted in the
implantation of the glacial conditions concomitant with the sea-level fall and exposure of the
coastal region. The advance of the glaciers upon the basement crystalline rocks and deltaic
deposits generated erosion, deposition of diamicton with exotic and faceted clasts, as well as,
glaciotectonic strucutures such as foliation, boudins, folds, duplex, faults and fractures
reflecting a brittle-ductile tangential shear. The unconsolidated and water saturated substrate
had temperature slightly below to the melting point of ice (warm permafrost). Sporadic
conglomerate lenses (dump structure) in shoreface deposits suggest an ice-rafted process due
to icebergs during glacier retreat phase. The increase of the temperature in the Late
Famennian reflects the dextral rotation of the Gondwana and South Pole migration from
western portion of the South America and to the West Africa. The new paleogeographic
configuration positioned the basin in subtropical latitudes initiating the glacier retreat and
increase the influence of the isostatic rebound. The structures formed during pressure decrease
were clastic sills and dykes, ball-and-pillow structures, beds disruption and intraformational
breccia. Thrust faults associated with foliated diamictites in the western border of the basin
suggest glaciers migrating to the N-NE. The continuity of the sea-level rise propitiates the
implantation of melt-out deltaic system and, afterwards, a transgressive platform (Longá
Formation). Diamictites interbedded with deltaic front deposits in the Upper Cabeças
Formation correspond intervals with low pore volume and can represent secondary
stratigraphic traps in the reservoir. The subglacial primary anisotropies were found in the both
borders of the Parnaiba Basin, extend the glacial influence and opens a new perspective about
the heterogeneity and effective potentiality of the Cabeças reservoir from the Mesodevonian-
Eocarboniferous petroliferous system.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/6345 |
| Date | 10 June 2014 |
| Creators | BARBOSA, Roberto César de Mendonça |
| Contributors | NOGUEIRA, Afonso César Rodrigues |
| Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica, UFPA, Brasil, Instituto de Geociências |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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