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Brazilian Journal of Geology, Volume: 45 Supplement 1, Published: 2015
  • Excerpts from the 6th Latin American Congress of Sedimentology Editorial

    Giannini, Paulo César Fonseca; Assine, Mario Luis; Basilici, Giorgio; Grohmann, Carlos Henrique
  • Unusual thick eolian sand sheet sedimentary succession: Paleoproterozoic Bandeirinha Formation, Minas Gerais Articles

    Simplicio, Fábio; Basilici, Giorgio

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Em alguns lençóis de areia eólica atuais existem dunas pequenas e largas, chamadas zibars, como tipo comum de morfologia deposicional. Sua formação é relacionada a diferentes fatores de estabilização, os quais reduzem a disponibilidade de materiais clásticos para os processos eólicos. De fato, os zibars são dunas que não tiveram tempo para se desenvolver como grandes dunas (protodunas). As dunas dos lençóis de areia (zibars) geralmente são construídas por laminações de marcas onduladas de vento e comumente geram sucessões com menos de 20 m de espessura, consequência da baixa oferta de sedimento. Este estudo trata de uma sucessão sedimentar com depósitos de lençóis de areia de espessuras incomuns, com mais do que 50 m de espessura, encontrados na Formação Bandeirinha, de idade Proterozoica. Este trabalho tenta explicar essas espessuras anômalas de depósitos de lençol de areia. A elevada espessura desses depósitos deve-se provavelmente ao grande aporte de material clástico no sistema, combinado com a baixa disponibilidade de sedimentos, que não permitiu a formação de dunas com faces de deslizamento, mas somente de protodunas (zibars). Cimentação precoce, causada pela evaporação de água salina próxima à superfície, tem sido proposta como principal fator para a redução da disponibilidade de areia neste sistema eólico. Finalmente, os processos de subsidência relacionada aos primeiros estágios de rifteamento da Bacia Espinhaço devem ter gerado o espaço de acomodação para preservar a sucessão de lençol de areia.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Some present-day eolian sand sheets have small and width dunes, called zibars, as common type of depositional morphology. Their formation is related to different stabilizing factors, which reduce the availability of clastic materials for eolian processes. In fact, zibars are dunes which do not have time to develop a larger dune with slipface (proto-dune). Dunes in sands sheet areas generally are constructed by wind ripple laminations and commonly generate sedimentary succession less than 20 m thick, which are the consequence of low sand supply. This study deals with an uncommon eolian sand sheet sedimentary succession more than 50 m thick, Proterozoic in age, known as Bandeirinha Formation. This paper tries to explain the anomalous thick of this sand sheet sedimentary succession. High thickness was probably the result of a high input of sand material, combine with low availability of sand, thus allowing the only construction of proto-dunes (zibars). Early cementation, due to near-surface evaporation of saline water, has been proposed as main factor that reduced the sand availability into this eolian system. Finally, the subsidence processes related to the first stage of rift Espinhaço Basin must have generated the accommodation space to preserve the sand sheet succession.
  • Famennian glaciation in the eastern side of Parnaíba Basin, Brazil: evidence of advance and retreat of glacier in Cabeças Formation Articles

    Barbosa, Roberto Cesar de Mendonça; Nogueira, Afonso César Rodrigues; Domingos, Fábio Henrique Garcia

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Estruturas glaciotectônicas estudadas nos depósitos siliciclásticos da Formação Cabeças do Devoniano Superior representam a primeira evidência da glaciação fameniana na borda Sudeste da Bacia do Parnaíba, no Norte do Brasil. A análise estratigráfica e faciológica em combinação com estudos geométrico-estruturais desses depósitos permitiram definir três associações de fácies (AF) representativas de um ciclo de avanço-recuo de geleira, a saber: associação de fácies de frente deltaica (AF1), composta por pelitos maciços, arenitos finos a médios com estratificação cruzada sigmoidal e conglomerado maciço, organizados em ciclos grano- e estrato-crescentes; associação de fácies subglaciais (AF2), consistindo de diamictitos maciços seixosos (seixos de arenito, pelito e rochas vulcânicas) e feições deformacionais, tais como brechas intraformacionais, sills e diques clásticos de diamictitos, dobras, falhas normais e de cavalgamento, pods de arenitos e plano de descolamento; e associação de fácies de frente deltaica de degelo (AF3), constituída por arenitos maciços ou laminados (estratificação plano-paralela e/ou cruzada sigmoidal), localmente com deformações sin-sedimentares. Três fases deposicionais são indicadas para os depósitos da Formação Cabeças: instalação de um sistema deltaico (AF1), advindo de áreas soerguidas do Sudeste da bacia; avanço de geleiras costeiras, que causa cisalhamento tangencial e erosão do substrato (AF1), em zona subglacial (AF2), desenvolvendo superfície de descolamento, rompimento e rotação de camadas arenosas ou pods imersos em diamicton; e recuo das geleiras acompanhado pelo aumento relativo do nível do mar, pela instalação de um sistema deltaico de degelo de alta energia (AF3) e processos de alívio de pressão que geram falhas normais, escorregamento de massa, dobras e injeções de diques e sills. O aumento contínuo do nível do mar levou à deposição dos sedimentos finos da Formação Longá na zona de transição offshore/shoreface no início do Carbonífero.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Glaciotectonic features studied in the siliciclastic deposits of Cabeças Formation, Upper Devonian, represent the first evidence of Famennian glaciation in Southeastern Parnaíba Basin, Brazil. Outcrop-based stratigraphic and facies analyses combined with geometric-structural studies of these deposits allowed defining three facies association (FA). They represent the advance-retreat cycle of a glacier. There are: delta front facies association (FA1) composed of massive mudstone, sigmoidal, medium-grained sandstone with cross-bedding and massive conglomerate organized in coarsening- and thickening-upward cycles; subglacial facies association (FA2) with massive, pebbly diamictite (sandstone, mudstone and volcanic pebbles) and deformational features, such as intraformational breccia, clastic dikes and sills of diamictite, folds, thrust and normal faults, sandstone pods and detachment surface; and melt-out delta front facies associations (FA3), which include massive or bedded (sigmoidal cross-bedding or parallel bedding) sandstones. Three depositional phases can be indicated to Cabeças Formation: installation of a delta system (FA1) supplied by uplifted areas in the Southeastern border of the basin; coastal glacier advance causing tangential substrate shearing and erosion (FA1) in the subglacial zone (FA2), thus developing detachment surface, disruption and rotation of sand beds or pods immersed in a diamicton; and retreat of glaciers accompanied by relative sea level-rise, installation of a high-energy melt-out delta (FA3) and unloading due to ice retreat that generates normal faults, mass landslide, folding and injection dykes and sills. The continuous sea-level rise led to the deposition of fine-grained strata of Longá Formation in the offshore/shoreface transition in the Early Carboniferous.
  • Geochemical modeling of diagenetic reactions in Snorre Field reservoir sandstones: a comparative study of computer codes Articles

    Klunk, Marcos Antonio; Damiani, Leonardo Hax; Feller, Gustavo; Conceição, Rommulo Vieira; Abel, Mara; De Ros, Luiz Fernando

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Reações diagenéticas, caracterizadas pela dissolução e precipitação de minerais a baixas temperaturas, controlam a qualidade de rochas sedimentares como reservatórios de hidrocarbonetos. A modelagem geoquímica, ferramenta utilizada para compreender os processos diagenéticos, é feita através de códigos computacionais com base em parâmetros termodinâmicos e cinéticos. Em um estudo comparativo, foram reproduzidas as reações diagenéticas observadas nos arenitos-reservatório do Campo de Snorre, Mar do Norte Norueguês. Essas reações já haviam sido previamente modeladas na literatura com uso do código DISSOL-THERMAL. Neste estudo, modelamos reações diagenéticas de reservatórios usando os códigos Geochemist's Workbench (GWB) e TOUGHREACT, com base em um modelo de convecção-difusão-reação e nos parâmetros termodinâmicos e cinéticos compilados para cada reação. A modelagem com TOUGHREACT e DISSOL-THERMAL mostrou dissolução de quartzo, feldspato potássico e plagioclásio em uma faixa de temperatura similar de 25 a 80°C. Em contraste, a modelagem com GWB mostrou dissolução de albita, plagioclásio e illita, bem como precipitação de quartzo, feldspato potássico e caulinita na mesma faixa de temperatura. As modelagens geradas pelos diferentes códigos para as temperaturas de 100, 120 e 140°C mostraram semelhanças na dissolução de quartzo, feldspato potássico, plagioclásio e caulinita, mas diferiram na precipitação de albita e illita. Em temperaturas de 150 e 160°C, os resultados do GWB e TOUGHREACT produziram valores diferentes do DISSOL-THERMAL, exceto para a dissolução de quartzo, plagioclásio e caulinita. O estudo comparativo permite escolher o software de modelagem numérica cujos resultados estão mais próximos das reações diagenéticas observadas na análise petrográfica dos reservatórios modelados.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Diagenetic reactions, characterized by the dissolution and precipitation of minerals at low temperatures, control the quality of sedimentary rocks as hydrocarbon reservoirs. Geochemical modeling, a tool used to understand diagenetic processes, is performed through computer codes based on thermodynamic and kinetic parameters. In a comparative study, we reproduced the diagenetic reactions observed in Snorre Field reservoir sandstones, Norwegian North Sea. These reactions had been previously modeled in the literature using DISSOL-THERMAL code. In this study, we modeled the diagenetic reactions in the reservoirs using Geochemist's Workbench (GWB) and TOUGHREACT software, based on a convective-diffusive-reactive model and on the thermodynamic and kinetic parameters compiled for each reaction. TOUGHREACT and DISSOL-THERMAL modeling showed dissolution of quartz, K-feldspar and plagioclase in a similar temperature range from 25 to 80°C. In contrast, GWB modeling showed dissolution of albite, plagioclase and illite, as well as precipitation of quartz, K-feldspar and kaolinite in the same temperature range. The modeling generated by the different software for temperatures of 100, 120 and 140°C showed similarly the dissolution of quartz, K-feldspar, plagioclase and kaolinite, but differed in the precipitation of albite and illite. At temperatures of 150 and 160°C, GWB and TOUGHREACT produced different results from the DISSOL-THERMAL, except for the dissolution of quartz, plagioclase and kaolinite. The comparative study allows choosing the numerical modeling software whose results are closer to the diagenetic reactions observed in the petrographic analysis of the modeled reservoirs.
  • The Cogollo Group and the oceanic anoxic events 1a and 1b, Maracaibo basin, Venezuela Articles

    Dot, José Alejandro Méndez; Baamonde, José Méndez; Reyes, Dayana; Whilchy, Rommel

    Abstract in Spanish:

    RESUMEN Los carbonatos del Grupo Cogollo (formaciones Apón, Lisure y Maraca) constituyen el sistema de plataforma calcárea más amplio originado durante el Aptiense y Albiense del Cretácico Inferior, en el noroeste de América del Sur, cuenca de Maracaibo, Venezuela. Sobre la plataforma somera se depositaron una amplia variedad de facies calcáreas en ciclos sedimentarios con secuencias regresivas y transgresivas, algunas con porosidad, constituyendo importantes yacimientos de hidrocarburos. Debido a algunas transgresiones marinas mayores, a partir del Aptiense temprano se trasladó, durante intervalos de tiempo puntuales, el ambiente anóxico y las facies características de un ambiente pelágico desde el talud externo y la cuenca hasta la plataforma somera, propiciando la sedimentación de facies ricas en materia orgánica, las cuales se corresponden con los Eventos Oceánicos Anóxicos (EOAs) 1a y 1b. La roca madre del Miembro Machiques (Formación Apón), se originó durante el EOA 1a del Aptiense temprano (~ 120 Ma). La roca madre del Miembro Piché, situada en la parte superior de la Formación Apón, se originó durante el OAE 1b de finales del Aptiense (~ 113 Ma). Finalmente, a partir del Cenomaniense, se depositó la Formación La Luna, la cual abarca el OAE 2 (~ 93 Ma) y representa la roca madre más importante en la cuenca de Maracaibo. De esta manera, sobre la plataforma somera del Grupo Cogollo se desarrollaron dos niveles de "rocas madre efectivas" adicionales a la Formación La Luna, con migraciones del petróleo en distancias relativamente pequeñas hasta las facies con porosidad.

    Abstract in English:

    ABSTRACT Carbonates of Cogollo Group (Apón, Lisure and Maraca formations) constitute the broader calcareous platform system originated during Aptian and Albian of Cretaceous in north-western South America, Maracaibo Basin, Venezuela. On the shallow shelf, a variety of calcareous sedimentary facies were deposited during marine transgressive and regressive cycles. Some of them developed porosity and constitute important hydrocarbon reservoirs. Due to some major marine transgressions, from early Aptian, the anoxic environment and characteristic facies of a pelagic environment moved from the outer slope and basin to the shallow shelf, during specific time intervals, favouring the sedimentation of organic matter-rich facies, which correspond to the oceanic anoxic events (OAEs) 1a and 1b. The source rock of Machiques Member (Apón Formation) was deposited during early Aptian OAE 1a (~ 120 Ma). The source rock of Piché Member, located at the top of the Apón Formation, was deposited during late Aptian OAE 1b (~ 113 Ma). Finally, La Luna Formation, from Cenomanian, that covers the OAE 2 (~ 93 Ma), represents the most important source rock in the Maracaibo Basin. In this way and based on sedimentological and organic geochemistry results from the determinations performed on 247 samples belonging to six cores in the Maracaibo Basin, we propose these two organic-rich levels, deposited on the shallow shelf of the Cogollo Group, as "effective source rocks", additional to La Luna Formation, with oil migration in relatively small distances to the porosity facies.
  • Late Pleistocene sea-level changes recorded in tidal and fluvial deposits from Itaubal Formation, onshore portion of the Foz do Amazonas Basin, Brazil Articles

    Bezerra, Isaac Salém Alves Azevedo; Nogueira, Afonso César Rodrigues; Guimarães, José Tasso Felix; Truckenbrodt, Werner

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO Depósitos pleistocenos expostos na Planície Costeira do Amapá (porção onshore da Bacia da Foz do Amazonas, nordeste da América do Sul) foram anteriormente interpretados como de idade miocena. Neste trabalho, esses depósitos foram chamados de "Formação Itaubal" e incluídos na evolução costeira quaternária da Amazônia. O estudo, mediante o uso de análise de fácies e estratigrafia em combinação com luminescência opticamente estimulada (regeneração de alíquotas simples e múltiplas), permitiu posicionar essa unidade no Pleistoceno Tardio, interpretada como depósitos fluviais e influenciados por maré. A Formação Itaubal, que sobrepõe discordantemente rochas intensamente intemperizadas do embasamento do Escudo das Guianas, foi subdivida em Unidade Inferior e Superior, de caráter progradante, separadas por desconformidade relacionada à queda do nível do mar. A Unidade Inferior apresenta idades entre 120.600 ( ± 12.000) e 70.850 (± 6.700) anos AP e consiste de depósitos de submaré, canal fluvial meandrante influenciado por maré e depósitos de planície de inundação, depositados durante condições de nível de mar alto. A Unidade Superior apresenta idades entre 69.150 ( ± 7.200) e 58.150 ( ± 6.800) anos AP e é caracterizada por depósitos de canal entrelaçado, que retrabalham a Unidade Inferior, depositada em condições relacionadas à queda do nível de base. Condições de nível de mar baixo permaneceram até 23.500 ( ± 3.000) anos AP. A região estudada foi provavelmente exposta durante o Último Máximo Glacial e, posteriormente, durante o Holoceno, recoberta por depósitos influenciados por maré oriundos do Rio Amazonas.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The Pleistocene deposits exposed in the Amapá Coastal Plain (onshore portion of the Foz do Amazonas Basin, northeastern South America) were previously interpreted as Miocene in age. In this work, they were named as "Itaubal Formation" and were included in the quaternary coastal history of Amazonia. The study, through facies and stratigraphic analyses in combination with optically stimulated luminescence (single and multiple aliquot regeneration), allowed interpreting this unit as Late Pleistocene tidal and fluvial deposits. The Itaubal Formation, which unconformably overlies strongly weathered basement rocks of the Guianas Shield, was subdivided into two progradational units, separated by an unconformity related to sea-level fall, here named as Lower and Upper Units. The Lower Unit yielded ages between 120,600 (± 12,000) and 70,850 (± 6,700) years BP and consists of subtidal flat, tide-influenced meandering stream and floodplain deposits, during highstand conditions. The Upper Unit spans between 69,150 (± 7,200) and 58,150 (± 6,800) years BP and is characterized by braided fluvial deposits incised in the Lower Unit, related to base-level fall; lowstand conditions remained until 23,500 (± 3,000) years BP. The studied region was likely exposed during the Last Glacial Maximum and then during Holocene, covered by tidal deposits influenced by the Amazon River.
  • Central Santa Catarina coastal dunefields chronology and their relation to relative sea level and climatic changes Articles

    Mendes, Vinícius Ribau; Giannini, Paulo César Fonseca; Guedes, Carlos Conforti Ferreira; DeWitt, Regina; Andrade, Helena Asmar de Abreu

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO A formação e estabilização de campos de dunas costeiros têm sido explicadas de maneiras contrárias ao longo das últimas décadas: enquanto alguns autores acreditam que a formação das dunas seria favorecida pelo nível do mar descendente, outros autores defendem que o contexto de nível do mar estável seria mais favorável à sua formação. No caso dos campos de dunas costeiros do Brasil, a segunda hipótese parece ser mais consistente com as idades de luminescência obtidas até o momento; no entanto, a maior parte desses dados foi obtida sem o uso do protocolo SAR (Single Aliquot Regenerative dose). Outra questão em aberto seria qual o papel exercido pelas mudanças climáticas no sistema eólico. Este artigo tenta clarear essas duas questões, e para essa finalidade foram escolhidos cinco campos de dunas na costa central catarinense. Os dados de sensoriamento remoto e das datações absolutas permitem a discriminação e mapeamento de pelo menos quatro gerações eólicas. A distribuição das idades encontradas em relação à curva global de variação do nível do mar permite sugerir que a formação dos campos de dunas estaria relacionada com nível do mar estável. Contudo, o nível relativo do mar não é a única variável determinante no sistema eólico costeiro. Foram encontradas evidências de controle climático, e a formação das dunas estaria ligada a períodos de menor precipitação enquanto sua estabilização ocorreria em momentos de intensificação das chuvas, ocasionados por aumento nas atividades das monções.

    Abstract in English:

    ABSTRACT During the past decades, there have been contrarian explanations for the formation and stabilization of coastal dunefields: while many authors believe the dunes formation would be enhanced by falling sea level, others argue that a rising or stable sea level context would be favorable. For Brazilian coastal dunefields, the second hypothesis seems to be more consistent with the luminescence ages found so far; however, most of these data were obtained without using the SAR protocol. Another point of concern is the role of climate change in the aeolian system, which is still not very clear. The aim of this paper is to try to clarify these two questions. To this end, five coastal dunefields were selected in central Santa Catarina coast. The remote sensing and dating results allowed the discrimination and mapping of at least four aeolian generations. Their age distribution in relation to the global curve of relative sea level variation during the Late Pleistocene allows us to suggest that the formation of Aeolian dunefields in the coastal context is supported by stable relative sea level. However, relative sea level is not the only determinant for the formation and preservation of the aeolian coastal dunes. Evidences of climatic control indicate that the initiation of dunefields would be favored by periods of less humidity while their stabilization would occur preferably during the periods of rain intensification, connected to monsoon activity.
  • Intermontane eolian sand sheet development, Upper Tulum Valley, central-western Argentina Articles

    Dal' Bó, Patrick Francisco Fuhr; Basilici, Giorgio

    Abstract in Portuguese:

    RESUMO O lençol de areia eólica intermontano do Alto Vale do Tulum é uma área em sedimentação de ca. 125 km² desenvolvida ao norte da província de San Juan, no centro-oeste da Argentina. Nesse lençol de areia eólica, a presença de cobertura vegetal, cimentação superficial e inundações periódicas inibem o desenvolvimento de dunas de grande porte com faces de avalhancha. A área de deposição é individualizada em três setores: sul, central e norte e é caracterizada por diferentes processos sedimentares que variam de acordo com a disponibilidade sedimentar, nível do lençol freático e periodicidade de inundações pluviais. A região central é a principal área de deposição e apresenta a maior cobertura vegetal. A sucessão sedimentar nessa área possui 4 m de espessura e mostra alternâncias verticais entre depósitos eólicos e subaquosos, que ocorrem por ao menos 3,6 ka, com taxas de sedimentação de aproximadamente 86,1 cm/10³ anos. A construção do lençol de areia é mantida pela conjunção de fatores que incluem o contínuo suprimento de sedimentos derivados da deflação de depósitos residuais do leque aluvial do rio San Juan, somados a sazonal disponibilidade sedimentar e alta capacidade de transporte dos ventos. A acumulação dos corpos geológicos ocorre associada à atuação de fatores de estabilização da superfície de acumulação, como vegetação, presença de níveis lamíticos e cimentação superficial. A preservação do sistema eólico é favorecida por altas taxas de criação de espaço de acomodação, em bacia tectonicamente ativa, e por altas taxas de sedimentação, que propiciam o contínuo soterramento dos corpos geológicos.

    Abstract in English:

    ABSTRACT The intermontane Upper Tulum eolian sand sheet covers an area of ca. 125 km² at north of the San Juan Province, central-western Argentina. The sand sheet is currently an aggrading system where vegetation cover, surface cementation and periodic flooding withhold the development of dunes with slipfaces. The sand sheet surface is divided into three parts according to the distribution of sedimentary features, which reflects the variation in sediment budget, water table level and periodic flooding. The central sand sheet part is the main area of eolian deposition and is largely stabilized by vegetation. The sedimentary succession is 4 m thick and records the vertical interbedding of eolian and subaqueous deposits, which have been deposited for at least 3.6 ky with sedimentation rates of 86.1 cm/ky. The construction of the sand sheet is associated with deflation of the sand-graded debris sourced by San Juan alluvial fan, which is available mainly in drier fall-winter months where water table is lower and wind speeds are periodically above the threshold velocity for sand transport. The accumulation of sedimentary bodies occurs in a stabilized eolian system where vegetation cover, thin mud veneers and surface cementation are the main agents in promoting accumulation. The preservation of the sand sheet accumulations is enabled by the progressive creation of the accommodation space in a tectonically active basin and the continuous burial of geological bodies favored by high rates of sedimentation.
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