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Estruturas sedimentares

Estrutura sedimentar

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““ambienteambiente deposicionaldeposicional””dasdas rochasrochas sedimentaressedimentares

Estruturas SedimentaresEntre os fatores físicos mais importantes dos ambientes de sedimentação, que condicionam a formação das estruturas sedimentares, estão: o meio de deposição, a energia das correntes e ondas, a profundidade da água, etc. O estudo do ambiente físico significa primordialmente a determinação das condições hidrodinâmicas sob as quais determinados sedimentos foram depositados. As informações sobre as condições hidrodinâmicaspodem ser obtidas do estudo cuidadoso e detalhado das estruturas sedimentares primarias, tanto orgânicas como inorgânicas.

Estruturas Sedimentares

A maioria das estruturas secundárias resulta de processos químicos, tais como os que levam àformação diagenética das concreções.As estruturas sedimentares podem ser estudadas em afloramentos: escarpas, pedreiras, barrancos de rios, cortes de estradas e outros cortes artificiais. Podem ser grandes estudados em afloramentos, pequenos e as microestruturas, que são visíveis só com o auxílio de instrumentos ópticos (lupas de bolso binocular).

Classificação de estruturas sedimentares segundo Selley (1976)

Concreções, etc.

DiagenéticasII. Secundária

Macroscópicas

Tubos e pistas

Orgânicas

MicroscópicasPetrofábricaEstratificação cruzada etc.

Inorgânicas

I. Primárias

- Marcas de pingo de chuva;- Gretas de contração;- Diques clásticos;- Boudinage (produzido por esforços de tensão)

Miscelâneas

Principalmente deformacional

- Escorregamento e deslizamento;- Estrutura de deformação plástica;- Laminação convoluta;- Acamamento convoluto;- Camadas frontais recumbentes;- Estruturas de sobrecarga;

Pós-deposicional(deformadas)

Principalmente deposicional eólica ou fluvial

- Maciça;- Estratificação Plana;- Estratificação Cruzada;- Estratificação Gradacional;- Laminação Plana;- Laminação Cruzada.

Durante –Sindeposicional

(Intraestratal ou dentro da camada)

Principalmente erosiva

- Canais;- Escavações e preenchimento;- Turboglifos (principalmente a água em ambientes lagunares e fluviais);- Marcas de Sulcos;- Marcas de Objetos;- Marcas Onduladas.

Antes – Pré-deposicional

(Interstratal ou entre os extratos)

ORIGEMEXEMPLOSGRUPOS

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1. Estruturas Pré-deposicionais: são aquelas que ocorrem nas superfícies entre as camadas e são formadas antes das camadas imediatamente.1.1. Canais: podem ter km de largura e centenas de metros de profundidade, ocorrendo em vários tipos de ambientes. Os paleocanais podem ser representados por reservatórios de hidrocarbonetos, águas, jazidas aluvionar de minerais metálicos (cassiterita, ouro, etc.);1.2. Turboglifos: escavações assimétricas a alongadas em fundo lamoso (1-5 cm de largura e 5-20 cm de comprimento). Escavações feitas por correntes em zonas de forte turbulência.

2. Estruturas Sindeposicionais ou superpostas: compreendem as estruturas formadas contemporaneamente à deposição das camadas.2.1. Maciça: ausência de laminação, constituindo estrutura maciça. Sugere deposição muito rápida a partir da suspenção ou de dispersão sedimentar altamente concentrada. É encontrada em rochas sedimentares como o argilito;2.2. Estratificação2.3. Estrato é uma camada de rocha que é visualizada ou fisicamente distinguida de outros estratos, acima e abaixo, por superfícies definidas.Fatores que determinam a ocorrência de estratificações:a) mudança na granulação do material depositado;b) mudança na composição mineralógica;c) mudança na forma dos grãos;d) orientação das partículas depositadas.

2.3.1. Estratificação Plana: apresenta atitude horizontal. Ocorre em vários ambientes de sedimentação, canais fluviais a praias e frentes deltáicas. Comumente encontra-se em leitos arenosos;2.3.2. Estratificação Cruzada: é definido como o arranjo de camadas depositadas em um ou mais ângulos em relação ao mergulho original da formação. São encontradas em todos os maiores ambientes de sedimentação: fluvial, litorânea, marinha e eólica. Também ocorrem em depósitos clásticos, exemplo de silte fino: conglomerado grosso, com espesura variando de mm até aproximadamente 30 m. São importantes elementos de reconstituição paleogeográficas.2.3.3. Estratificação Gradacional: é uma unidade de sedimentação, nas quais, existe gradação de granulação, de grosso a fina, em geral da base para o topo da unidade.A gradação é definida ao gradual decréscimo na competência do agente de transporte.

3. Estruturas Pós-deposicionais: abrangem as estruturas formadas por deformação ou rompimento da estrutura dos dois grupos precedentes.3.1. Estrutura de Deformação Plástica: estas estruturas envolvem movimentos verticais de matériais ainda plásticos. Ex: camadas arenosas fluidificadas, que são chamadas de camadas convolutas, que seriam produzidas por liquefação diferencial de unidades de sedimentação –sobrecarga (choque sísmico).3.2. Estrutura de sobre carga: as interfácies entre as areias e a lama. A mais típica é a formação de bolas de areia penetrando na lama –pseudonódulos ou estruturas de sobre carga. Causa: sobre carga de materiais de densidade diferente (areia + densa = menos plástica ; lama –densa = mais plástica)

Exemplos de estruturas

Estruturas pré-deposicionais

São feições que ocorrem nas superfícies entre as camadas e são formadas antes da deposição das camadas sedimentares imediatamente superpostas. Estas estruturas são frequentemente designadas de marcas basais (bottom structures) ou marcas de sola (sole marks) e são interestratais, isto é, situadas entre as camadas. As suas origens são principalmente erosivas.

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Os canais são estruturas em geral grandes, que podem exibir até alguns quilômetros de largura e centenas de metros de profundidade, podendo ter vários quilômetros de comprimento.Eles podem ser encontrados em ambientes diversificados, desde planícies aluviais subaéreas até margens continentaissubmersas a maiores profundidades (centena a alguns milharesde metros).

Turbogrifos (Flutemarks): são originados a partir de séries de pequenas (cm) escavações assimétricas e alongadas, dispostas paralelamente sobre o substrato lamoso. As escavações são, a seguir, preenchidas por areia da camada superpostas, constituindo contramoldes de escavação, formando os turboglifos.

Formação dos Turboglifos

Fonte Chamley, 1987

Turboglifos

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Marcas de sulcos

São feições sedimentares, também de natureza erosivas, originadas provavelmente por objetos (seixos, conchas, etc.). Elas também tendem a ser escavadas sobre um fundo lamoso que, a seguir, é coberto por camadas arenosas de maneira análoga aos turboglifos.

Alguns tipos de marcas de objetos descontínuas, formadas por objetos movendo-se sobre um sedimento mole e coesivo (argiloso). Nos três primeiros casos, a produção de diferentes tipos de marcas é devida a variações nos ângulos de incidência dos objetos sobre o fundo. Nos dois casos restantes, as marcas se devem às formas de transporte diversas (modificado de Ricci-Lucchi, 1970).

Sulcos como forma de fundoSulcos como forma de fundo

Fonte Net!

LinhasLinhas de de preenchimentopreenchimento resultadoresultado de de objetosobjetos queque foramforamarrastadosarrastados no no fundofundo lamosolamoso e e posteriormenteposteriormente preenchidopreenchido

porpor areiaareia

Marcas onduladas

As marcas onduladas são superfícies produzidas sobre materiais incoerentes e arenosos por correntes aquosas e ondas ou eólicas quando intensidades apropriadas a cada granulação são atingidas. Elas podem ser designadas também como marcas de ondulação (Nowarzki et al., 1984)

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Classificações e descrições

Segundo Tanner (1967) as marcas onduladas podem ser, em geral, subdivididas em:

A) simétricas:• Marcas onduladas de vagas;• Marcas onduladas de oscilação;

B) assimétricas;• Eólicas;• Subaquosas:

• Marcas onduladas de oscilação;• Marcas onduladas de correntes.

Segundo os comprimentos de onda, as marcas onduladas podem ser classificadas em:

A) pequenas marcas onduladas – até0,60m;

B) megamarcas onduladas – de 0,60 a 30m;

C) marcas onduladas gigantes –acima de 30 m.

Hierarquia das formas de fundo formadas por fluxos

Hierarquia das formas de fundo formadas por fluxos

fonte Southard & Boguchwal 1990

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Estruturas sindeposicionais

Compreendem as estruturas formadas contemporaneamente como estruturas intraestratais, isto é, situadas no interior das camadas. Além disso, sendo originadas durante a sedimentação são essencialmente construtivas (ou deposicionais).

Estratificação ou acamamento

Conforme Campbell (1967), o plano de estratificação (ou acamamento) representa fundamentalmente uma superfície de não-deposição ou de mudanças abruptas nas condições deposicionais (como hidrodinâmicas), ou ainda uma superfície de erosão. O esquema de nomenclatura proposto por Ingram (1954) e modificada por Campbell, (1967) é bastante prático.

Nomenclatura de acamamentos (ou estratificações) e laminações de rochas sedimentares, baseada em suas espessuras (modificado de Ingram, 1974 e Campbel, 1967)

Camada ou estratificações

É uma unidade litológica que pode variar de espessura, desde alguns milímetros até dezena de metros, embora seja mais comumente medida em centímetro ou seus múltiplos. A camada pode ser internamente homogênea (ou maciça) ou composta de unidades menores denominadas lâminas.

LaminaçõesLâminas são as menores estruturas identificadas em uma sequência deposicional, delimitada acima e abaixo por:

-1 - superfícies de não deposição;-2 – superfícies que marcam alterações abruptas nas

condições de deposição ou,-3 – superfícies erosivas

Laminações em ripples e dunas de correntes

Com exceção da dimensão, não há variação entre a estrutura interna de um ripple e de uma duna. A estrutura interna é caracterizada por: -Poucas, ou apenas uma, lamina na face cavalgante; -Várias lâminas na face deslizante (constituinte principal);

-poucas, ou apenas uma, lâmina de base.

Lâmina FrontalLâmina dorsal

Lâmina basal Fonte: Reineck & Singh, 1975

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Comportamento da Lâminas frontais

Lâminas frontais podem ter forma Angular Tangencial Sigmoidal

Em baixas velocidades de fluxo, o sedimento étransportado por tração, acumula-se no topo da face dorsal e move-se em avalanche na face de deslizamento.

Com aumento da velocidade, parte do sedimento é transportado em suspensão, levada além da face de deslizamento e depositada na base da ondulação. O contato passa a ser tangencial, e o ângulo de repouso da face deslizante é reduzido. Ondulações de fluxo reverso tem condição de surgir. O aumento da carga em suspensão gera perfil sigmoidal.

Transporteem suspensão

Transportepor tração

Velo

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cisa

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sion

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-Com o aumento da velocidade diminui o número de lâminas por área e aumenta o número de ondulações de fluxo reverso; -A melhor definição entre as lâminas ocorre com quantidade moderada de transporte em suspensão, e com velocidades altas as lâminas tornam-se menos distintas.

Comportamento da Lâminas frontais

Camada ou estratificações

A geometria de uma camada depende das relações entre os planos de acamamento, que podem ser paralelos ou não e, por sua vez, apresentam-se planos, ondulados, irregulares, etc. Uma seqüência de camadas pode ser simples, quando constituída de duas ou mais camadas semelhantes, e composta, quando formada por duas ou mais camadas de natureza diferentes. Terminologia empregadas na descrição de estratificações ou acamamentos:

lâmina, camada, sequência de camadas simples, sequência de camadas compostas e tipos de camadas (Segundo Reineck & Singh, 1975)

Camada ou estratificações

A mudança de cor, por si só, dentro de uma sequênciavertical de rochas sedimentares, não define uma verdadeira estratificação, mas uma pseudo-estratificação. Entre os principais fatores que determinam a ocorrência da estratificação têm-se:

Mudança de granulação do sedimento;Mudança de composição mineralógica;Mudança de morfometria das partículas;Orientação das partículas inequidimensionais;Intercalações de lâminas argilosas.

Estratificação Maciça

Diferentes unidades de sedimentação podem exibir rochas sedimentares aparentemente maciças, que podem ser originadas por causas variadas. Ela pode ser adquirida por recristalização diagenética, como acontece com alguns calcários e dolomitos. Existem também casos de arenitos aparentemente maciços em que as estratificações originais foram completamente destruídas por bioturbações.

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Estratificação plana

A mais simples das estruturas intraestratais é a estratificação plana que, em geral, apresenta-se com atitude horizontal. Ela pode ser encontrada em vários ambientes de sedimentação, desde canais fluviais e praias até em frentes deltaicas, mas comumente composta por leitos arenosos, tanto quartzosos (mais comuns) como calcários (carbonáticos)

Face de Praia, Pleistoceno - BahamasFace de Praia, Pleistoceno - Bahamas

Estratificação cruzada

A estratificação cruzada pode ser definida, segundo Makee & Weir (1953), como um arranjo de camadas depositadas com um ou mais ângulos em relação ao mergulho original, consistindo em leitos inclinados em relação à superfície principal de sedimentação, distinguindo-a da inclinação adquirida por uma camada posteriormente a sua sedimentação por causas tectônicas (ou diastróficas) e atectônica (ou adiastróficas)

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Estratificação cruzada

As idéias de Mckee & Weir (1953) forma sumarizadas por Potter & Pettijohn (1963), que esquematizaram apenas dois tipos básicos de estratificações cruzadas:

Estratificação cruzada tabular;

Estratificação cruzada acanalada.

Estratificação cruzada

Terminologia utilizáveis nas denominações das partes componentes de seqüências de estratificações cruzadas (Segundo Potter & Pettijohn, 1963)

Estratificação cruzadaVárias denominações têm sido usadas para designar padrões específicos de estratificações cruzadas, que podem apresentar certas implicações genéticas, e portanto tornam-se bastante importantes. Alguns desses exemplos são os seguintes:

Estratificação cruzada espinha-de-peixe;Estratificação cruzada recumbente;Estratificação cruzada côncava;Estratificação cruzada de preenchimento de canal;Estratificação cruzada de microdelta;Estratificação cruzada de praias e bancos costeiros;Estratificação cruzada de dunas eólicas.

Estratificação cruzada espinha-de-peixe

Formada por fluxos unidirecionais alternantes, como marés de enchente e vazante ou em na zona de surf com inversão da deriva.

Significados genético das estratificações cruzadas

Sistema padrão de referência para estruturas direcionais (ou estruturas verticais). A linha éparalela ao vetor médio do sentido de transporte; B representa a direção (strike), que e perpendicular a A e C e ao plano AB. O Sp situa-se no plano principal de deposição; H é horizontal e Sf é a camada frontal da estratificação (Segundo Potter & Pettijohn, 1963). A seta indica o sentido de fluxo das paleocorrentes.

Estratificação gradacional (ou gradativa)

Esta estrutura é representada por unidades de sedimentação planoparalelas e mais ou menos horizontais, nas quais ocorre gradação granulométrica geralmente passando de partículas mais grosa na base para mais finas no topo.

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Graded BedsGraded Beds

O tamanho dos grãosdiminuem em direção

ao topo

Transporte Transporte em em

suspensão suspensão associado associado

com com turbiditosturbiditos

nos leques nos leques submarinossubmarinos

Estrutura Gradacional: a) é uma gradação na granulometria da rocha, com a fração mais grosseira ocupando a base e a mais fina ocupando o topo. Échamado de normal ou completo, quando a gradação vai de areia a argila, passando por silte (Ksiazkiewicz, 1954, e outros). b) a segunda maneira, resulta de uma corrente de sedimentos qualquer, onde haja finos e grossos, e que devido a sua massa os grossos sempre se depositam primeiro, mas sempre havendo também um pouco de finos.

Fluxos turbidíticos de densidade baixa

10 cm

Flujo de detritos

Laminação Plana

A laminação plana é composta por leitos, cujas espessuras corresponde à soma dos diâmetros de alguns grãos, podendo ser determinada pela alternância entre horizontes, com diferentes teores de minerais pesados máficos,ou ambos. As laminações mais finas são bem desenvolvidas em areia fina e silte

Diferenciação de LâminasO desenvolvimento das lâminas deposicionais érelacionado:

1 – Transporte e decantação seletiva associados a pulsos intermitentes do transporte de sedimentos (cada lâmina leva entre 1 e 2 minutos para se formar).2 – Rápida mudança na composição dos sedimentos que se desloca na face deslizante – variações na composição textural e mineralógica associada a segregação durante o transporte.

QUANTO MAIOR A ONDULAÇÃO MAIOR A SEGREGAÇÃO TEXTURAL

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Laminação cruzadas e as marcas onduladas

As marcas onduladas são definidas como feições de ondulações que aparecem nas superfícies dos sedimentos, geralmente arenosos e depositados por correntes de tração sob condições de regime de fluxo inferior.

Segundo o plano do acamadamento, os tipos de linhas de crista são:

Tipos de cristas de uma ondulação.

Segundo uma seção perpendicular ao movimento, a migração das camadas produz os seguintes padrões de acamadamento com as laminações associadas: - cristas retas, laminação plano-paralela; - cristas sinuosas, lingóides ou lunadas, estratificações cruzadas e

festonadas.

reta sinuosa lingóide lunada

Marca ondulada linguóide na superfície de areia misturada com lama em sedimentos recentes.

Fonte Reineck & Singh, 1975

Ondulações e estratificação cruzadas

Ondulações retilínea

CRUZADAS TABULARES

PLANAS E PARALELAS

Planos de acamamento

Transição entre baixa energia e alta energiaondulações linguoide

Ondulações e estratificação cruzadas

Ondulações sinuosas

CRUZADAS LIG.FESTONADAS

ACANALADAS

Ondulações Linguóides

Ondulações e estratificação cruzadas

CRUZADAS MTO. FESTONADAS

ACANALADAS

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Ondulações e estratificação cruzadas

Ondulações Rombóideslamina d’água não excede 2 cm Pequena altura – não desenvolvemestruturas

Formas de fundo & ondulaçõesde correntes de maré

Formas de fundo & ondulaçõesde correntes de maré

Formas de fundo e mega ondulações de correntes compostas

Formas de fundo e mega ondulações de correntes compostas

Estratificação HummockyForma-se em condições de tempestade, quando dunas tridimensionais localizadas abaixo da profundidade de base da onda de tempo bom agradam sob influencia combinada de ondas (primariamente) e correntes (secundariamente).

Vários tipos de estruturas sedimentares internas, produzidos por migração de formas de leito com marcas onduladas. Os tipos de laminações, associados às marcas onduladas, dependem das taxas de carga em suspensão/carga de fundo. O incremento da carga em suspensão faz com que a laminação cruzada passe para laminação com sedimentação em ambos os lados da crista (fora de fase) chegando atémarcas onduladas sinusoidais (em fase) segundo Jopling & Walker (1968) e Selley(1976).

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Flaser - são pequenas marcas de corrente (ondulações)formadas por lentes de areia e lentes menores de lama, nas quais a lama é depositada, ao final de um ciclo de maré. O ciclo seguinte, em sentido oposto, deposita nova série de ripples arenosas com lama, e assim sucessivamente.

Wavy - formadas pelo mesmo processo da estrutura, porém com razão areia/lama menor, formando camadas onduladas e contínuas de areia e lama intercaladas

Lenticular - são pequenas lentes de areia intercaladas dentro de uma camada lamosa, a razão areia/lama émenor do que nas estruturas flaser e wavy

Esquema mostrando as

relações entre as estratificações (ou

acamamentos) “fraser” ondulada

e lenticular em função das condições ambientais favoráveis à

sedimentação e preservação de

areia ou de lama (segundo Reineck

& Singh, 1975)

Estruturas deformacionais

Estruturas de Escorregamento –movimentação e deslocamento das lâminas sob ação da gravidade

Estruturas de Desidratação –movimentação de lâminas devido à movimentação ascendente da água

Estruturas de Carga – deformação das lâminas lamosas (plásticas) devido ao afundamento da camada arenosa

Estruturas Convolutas – resultado de dobramentos e contorções das lâminas sobre efeito de cisalhamento da superfície e liquefação do sedimento

Estruturas de Deformação: estas estruturas se formam em sedimentos macios, plásticos, saturados com água, próximas à interfaces água/sedimento, e as suas deformações não são de caráter tectônico.

Dobras Convolutas: são pequenas dobras, com padrão estrutural não muito bem definido, formadas em sedimentos finos, na granulometria de silte ou areia fina, não coesos, muito plásticos e saturados com água. São formadas pela ação de forças internas ao sedimento que facilmente o deformam pela sua alta plasticidade

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Bola e travesseiro: trata-se de estruturas em forma de bolas, constituídas de sedimento arenoso envolto em sedimento lamoso. É causada pelo rompimento de camadas arenosas que descem para dentro das camadas lamosas situadas abaixo, devido ao peso do soterramento ou a qualquer onda de choque. Às vezes estas bolas ficam isoladas, mas geralmente mantêm a conexão com a camada arenosa que lhe deu origem.

Estruturas de sobrecarga

Bola e travesseiro

Bola e travesseiroGeração da estrutura em chamaGeração da estrutura em chama

Estruturas em ChamaEstruturas em

Chama

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Gretas de Contração: a ressecação dos sedimentos argilosos faz surgir rachaduras que mais tarde são preenchidos por sedimentos arenosos. Característicos de um tipo de ambiente onde chove e após ocorre resseca-mento com conseqüente rachadura.

Gretas de Contração

CyanobactCyanobactéériaria –– ressecaressecaççãoão e contrae contraççãoão

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Precipitação e expansão do sal

Abu Dhabi – Polígonos de Halita

Abu Abu DhabiDhabi –– PolPolíígonos de gonos de HalitaHalita

Marcas de pingos de chuva

Essas feições formam-se sobre sedimentos sílticos e argilosos, podendo ser preservadas pelo

recobrimento por areias finas. Em planta elas apresentam-se como

microcrateras de formas circulares ou elipsoidais (caso de chuva de vento), formando grupos pouco espaçados

entre si. Fonte Net!

VulcõesVulcões de lama

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VulcõesVulcões de lama

Estruturas sedimentares biogênicas

Podem ser considerados como estruturas biogênicas os rastros (ou pegadas) de vertebrados, as pistas de invertebrados, os tubos de origem orgânica, os coprólitos, os estromatólitos, as bióstromas e as bioermas.

Os restos fossilizados de importância sedimentológica foram classificados por Reineck & Singh (1975) nas seguintes categorias:

A) partes duras de esqueletos, tais como conchas, dentes e escamas (mais comumente calcários ou quitinosos);B) estruturas de bioturbação;C) matérias excretadas, tais como, as pelotas fecais ;D) matéria orgânica (em geral, carbonosa).

Thaumaptilon

Aysheaia

Sidneyia

Pikaia

Annelid Canadia

Spongier Choia

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Ichnofacies Cruziana

Traza — Opiomorpha(Ichnofacies Skolithus)

Bioturbação

Outras estruturas biogênicas

Entre outras estruturas biogênicas tem-se feições essencialmente bioconstruídas, cujo arcabouço éformado por organismos sedentários. Muitos afloramentos carboníferos com espessuras e extensões consideráveis são compostos exclusivamente de corais ou de estromatólitos

Estromatólitos - BahamasEstromatólitos - Bahamas

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Shark Bay - AustraliaShark Bay - Australia Pré-Cambriano – Grupo Great SlaveCanadá

Pré-Cambriano – Grupo Great SlaveCanadá

Shark BayAustralia

Shark BayAustralia

Pré-Cambriano –Grupo Great Slave

Canadá

Pré-Cambriano –Grupo Great Slave

Canadá

Estruturas sedimentares químicas

Embora existam algumas estruturas sedimentares químicas de origem singenética (primária), elas são mais características de origem secundária por resultaram na maioria das vezes da diagênese dos sedimentos.

Calcário OolíticoOs oolitos contém, em geral, em seu núcleo, fragmentos angulosos de conchas ou minerais (quartzo, feldspato) que funcionaram como a semente, ao redor das quais se precipitaram as camadas concêntricas de carbonato de cálcio.

Amostras provenientes da Bacia Sedimentar de São José de

Itaboraí, Rio de Janeiro.

Concreções (ou nódulos)

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Estilólitos

Septárias

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