da bacia de santos - pbpublishing.com.br · evaporitos, responsáveis pela deformação plástica...

B. Geoci. Petrobras, Rio de Janeiro, v. 12, n. 1, p. 73-87, nov. 2003/maio 2004 73

resumoEstudos de depósitos formados por fluxos gravita-

cionais de sedimentos em bacias de margem conti-nental não têm considerado adequadamente o contex-to estratigráfico em que ocorrem. Em conseqüência,vários tipos de sistemas deposicionais siliciclásticos,tanto de águas rasas quanto de águas profundas, são,de forma errônea, referenciados genericamente comodepósitos turbidíticos. Da mesma forma, mapas derazão areia/folhelho têm sido elaborados para depósi-tos de fluxos gravitacionais de sedimentos indepen-dentemente da natureza dos mesmos. Tal práticatende a fornecer informações incorretas sobre a dis-tribuição de rochas reservatórios e de rochas selantes,com possíveis prejuízos para a geologia econômica daexploração e explotação do petróleo. Fluxos gravita-cionais de sedimentos formaram os principais depósi-tos sedimentares na região de talude-bacia da se-qüência deposicional do Eoceno Inferior-Médio, nonorte da Bacia de Santos. Usando conceitos daEstratigrafia de Seqüências, este trabalho busca definire caracterizar estratigraficamente os principais elemen-tos dos sistemas deposicionais que ocorrem na seçãosedimentar da área de estudo. Como resultado, são

Sistemas deposicionais de talude e de bacia no Eocenoda Bacia de Santos

Eocene slope and basin depositional systems in the Santos Basin

Jobel Lourenço Pinheiro Moreira | Mário Carminatti

evidenciados dois sistemas distintos de depósitos sili-ciclásticos formados por fluxos gravitacionais de sedi-mentos dentro de uma mesma seqüência deposi-cional de terceira ordem: Sistema Arenoso e SistemaLamoso. O Sistema Arenoso, depositado em nível demar baixo e formado por fluxos gravitacionais desedimentos extrabacinais provocados por cheias flu-viais, é reconhecido pelos seguintes elementosdeposicionais: canais fluviais, canyons, canais sub-marinos e leques arenosos de bacia. Os arenitos sãogeralmente porosos e altamente permeáveis, consti-tuindo-se em excelentes reservatórios. O SistemaLamoso, depositado em nível de mar alto e formadopor fluxos gravitacionais de sedimentos provocadospor deslizamentos intrabacinais, é reconhecidopelos seguintes elementos deposicionais: deltas demargem de plataforma, superfícies erosivas de altoângulo, cunhas de acreção sedimentar e depósitosde paraconglomerados suportados por matrizargilosa. Tais conglomerados são de baixíssima per-meabilidade e constituem reservatórios de péssimaqualidade. Sedimentos hemipelágicos da fase trans-gressiva, quando preservados da forte ação erosivados fluxos gravitacionais de sedimentos que formamo Sistema Lamoso, constituem a única rocha com

Sistemas deposicionais de talude e de bacia – Moreira e Carminatti74

erosive action of sedimentary gravity flows, are theonly seal rocks for Sandy System oil accumulation.

(expanded abstract available at the end of the paper)

Keywords : Eocene | sandy sys tem | muddy sys tem | depos i t i ona l e lement

in t roduçãoModelos sedimentares obtidos a partir de es-

tudos em afloramentos de bacias emersas têm si-do aplicados de forma direta para a compreensãode sistemas deposicionais de águas profundasem seções sedimentares das bacias de margenspassivas. Tal procedimento, aplicado à geologiado petróleo, tem gerado uma série de problemasexaustivamente discutidos na literatura. Os prin-cipais relacionam-se à categoria dos arenitos per-tencentes aos sistemas deposicionais siliciclásti-cos formados por fluxos gravitacionais de sedi-mentos que, indistintamente, têm sido denomi-nados arenitos “turbidíticos” (Bouma, 1985a; Bou-ma et al. 1985b; Carminatti e Scarton, 1991;Normark et al. 1979; Mutti e Normark, 1991;Mutti, 1992; Lowe, 1982; Kola et al. 2001; Pipere Normark, 2001). Da mesma forma, porém semter recebido a mesma atenção dos pesquisado-res, paraconglomerados dominados por matrizargilosa de importantes sistemas deposicionais,formados por fluxos gravitacionais de sedimentosargilosos, têm sido sistematicamente denomina-dos, erradamente, de folhelhos ou referenciadosgenericamente por sua matriz, e chamados des-critivamente de diamictitos. Esta simplificação criaimportantes problemas de ordem prática para aexploração e explotação de petróleo em reserva-tórios oriundos dos sistemas deposicionais silici-clásticos formados por fluxos gravitacionais desedimentos depositados nas regiões de águasprofundas nas bacias da margem continental.

Muitos autores têm enfatizado canyons ecanais submarinos e escorregamentos de massacomo os principais elementos de condução desedimentos para formar os sistemas deposicio-nais siliciclásticos de talude e bacia (Tinterri et al.2003; Mutti, 1992; Vail et al. 1977; Posamentier

qualidade selante para possíveis acumulações depetróleo no Sistema Arenoso.

(originais recebidos em 24.03.2004)

Palavras - chave: Eoceno | s i s tema arenoso | s i s tema lamoso | e lemento depos i c iona l

abs t rac tThe study of deposits originated by sedimentary

gravity flows in continental margin basins has sys-tematically underrated the local stratigraphic con-text. In consequence, some types of terrigenousdepositional systems, from both shallow and deepwaters, are improperly described as turbiditedeposits. In the same way, sand/shale maps havebeen elaborated for sedimentary gravity flowdeposits without considering their depositional envi-ronment. This fact provides incorrect informationabout reservoir behaviour and seal rock distribution,with possible prejudice to geological interpretationfor petroleum exploration and production.Sedimentary gravity flows form the main deposits inthe slope-basin of the lower-middle Eocene deposi-tional sequences to the N of the Santos Basin. Theobjective of this study is to characterize stratigraph-ically the main elements of the depositional systemsthat occur in the Eocene section of the study areaon the basis of sequence stratigraphy. As a result,two distinct systems of terrigenous deposits formedby sedimentary gravity flows on a single 3rd orderdepositional sequence are defined: A Sandy Systemand a Muddy System. The Sandy System, depositedduring periods of sea level fall, was formed byallochthonous sediments of gravity flows originatedby fluvial floods. It is characterized by the followingdepositional elements: fluvial channels, canyons,submarine channels and basin sandy fans. Thesesandstone reservoirs have generally high porosityand permeability. A Muddy System, deposited underhigh-stand sea level conditions, and formed by gravi-ty flows caused by autochthonous sediment slides,can be recognized by the following depositional ele-ments: shelf-margin delta, steep erosional surfaces,accretion wedges and chaotic matrix-supportedconglomerate beds. Such conglomerate beds havelow permeability and form poor quality reservoirs.The hemipelagic sediments of the late transgressivesea level phase, when preserved from the strong


et al. 1988; Shanmugam, 1996; Mellere et al.2002). A maioria concorda que fluxos gravitacio-nais de sedimentos, provocados por potentesinundações fluviais e volumosos fluxos gravita-cionais de massa coesa, sejam os principais me-canismos de transporte que estão na origem des-tes depósitos, tanto nas plataformas quanto emregiões de talude e bacia. Contudo, pela descon-sideração sistemática do posicionamento estrati-gráfico e paleogeográfico dos seus elementosdeposicionais, sistemas deposicionais fluviais,flúvio-deltaicos e leques deltaicos de bacias sedi-mentares de margem passiva têm sido constan-temente mapeados em subsuperfície de formaindistinta como sistemas deposicionais turbidíti-cos. Como conseqüência, mapas de reservatóriosarenosos referenciados como turbiditos tendem amesclar, na verdade, vários tipos de sistemasdeposicionais, tanto de águas rasas quanto pro-fundas. Da mesma forma, depósitos formadospor fluxos gravitacionais de massa argilo-arenosaprovocados por deslizamentos intrabacinais,embora volumosos e extremamente comuns, rara-mente têm sido descritos como parte importantedos sistemas deposicionais siliciclásticos de taludee de bacia. Por serem referenciados descritivamen-te de forma errada, mapas de rochas reservató-rios e de rochas selantes baseados na razão areia/folhelho são incorretos, com graves conseqüên-cias para a geologia econômica de determinadaacumulação de petróleo.

Os recentes e significativos avanços na área daEstratigrafia e da Sedimentologia, notadamentena identificação e caracterização de mecanismosde transporte e de deposição e nas suas técnicasde agrupar geneticamente fácies sedimentares e,na área da Geofísica, nas técnicas de tratamentodo sinal sísmico, permitem evoluir no sentido dese caracterizarem os sistemas deposicionais silici-clásticos das bacias segundo seus próprios ele-mentos deposicionais e fácies sedimentares.

Contudo, mesmo com tais avanços permitin-do que canais fluviais, canyons e canais submari-nos, cicatrizes de escorregamento de massa e geo-metrias deposicionais sejam facilmente identificá-veis em mapas de atributos sísmicos, e que fáciessedimentares formadas por fluxos gravitacionais

de sedimentos sejam caracterizáveis em teste-munhos, ou mesmo em amostras de calha, rarosmodelos sedimentares têm sido gerados a partirdestas informações.

Trata-se, aqui, da parte mais elementar de to-da esta problemática. Usando conceitos da Estra-tigrafia de Seqüências (Posamentier et al. 1988;Van Wagoner et al. 1988), busca-se caracterizaros principais elementos dos sistemas deposicio-nais que ocorrem na seção sedimentar no EocenoInferior-Médio do norte da Bacia de Santos.Como resultado, foi evidenciado o relacionamen-to paleogeográfico e estratigráfico de dois sis-temas distintos de depósitos siliciclásticos forma-dos por fluxos gravitacionais de sedimentos den-tro de uma mesma seqüência deposicional deterceira ordem e informalmente denominadosde: Sistema Arenoso e Sistema Lamoso.

geo log ia reg iona l A Bacia de Santos tem sido estudada regional-

mente por diversos autores (Moraes Jr. et al. 1994a;Moraes Jr. et al. 1994b; Mohriak e Macedo, 1993;Pereira et al. 1986; Pereira e Macedo, 1990).

A seção sedimentar do Cretáceo Superior e Ter-ciário Inferior na porção norte da Bacia de Santos(fig. 1) é caracterizada por uma sucessão de areni-tos e folhelhos de plataforma e talude em umabacia de margem passiva marinha. A abertura dabacia foi precedida no Eocretáceo (Hauterivia-no/Barremiano) por uma fase rifte e uma fase tran-sicional aptiana. Esta fase transicional é rica emevaporitos, responsáveis pela deformação plásticaao longo da evolução da margem passiva. Asubsidência da bacia durante o Paleoceno eEoceno criou espaço suficiente para acomodartoda a sedimentação desde a planície aluvial atéo ambiente marinho profundo.

estratigrafiaA seqüência deposicional de 3ª ordem do Eoce-

no Inferior-Médio (SDE) se caracteriza, na área estu-dada, por uma fase progradante que representa otrato de mar baixo, e outra subseqüente, agradante,que compreende os tratos transgressivo e de mar


Figura 1

Mapa de localização

da Bacia de Santos

e da área de estudo.

Figure 1

Location map of the

Santos Basin and the

studied area.

alto (Moreira, 2000a; Moreira et al. 2000b), (fig. 2).A fase progradante é formada pelo Sistema

Arenoso, depositado por fluxos gravitacionaisde sedimentos na região de talude-bacia, se-guido por uma cunha de sedimentos de plata-forma e talude.

O Sistema Arenoso é depositado sobre asuperfície de descontinuidade estratigráfica ba-sal, erosiva, de idade Eoceno Inferior, que re-presenta o limite da seqüência deposicional (LS).Ao nível da base desta seqüência ocorrem qua-tro canyons que migram no tempo e no espaçoe são responsáveis pelos estágios de formaçãodo Sistema Arenoso. Na prática, o limite da se-

qüência (LS) é representado pela superfície ero-sional do canyon mais antigo, C1 (figs. 2 e 3).

Esta fase progradante persiste após a forma-ção dos canyons, com a deposição de sistemasde plataforma-talude que avançam em direção àbacia. Esta fase é marcada por um período derelativa estabilidade do talude, com a formaçãodos sistemas deposicionais deltaicos de margemde plataforma-talude superior, no sentido de Po-rebski e Steel, 2003 (fig. 4). Em geral, estes sis-temas não geram grandes volumes de depósitosgravitacionais no sopé do talude, exceto pordeslizamento quando a declividade do mesmoultrapassa 3o, como é o caso registrado na partetardia do trato de mar baixo e indicado na figu-ra 4 (Moreira, 2000a).

A superfície transgressiva (ST), indicada nas figuras 2 e 4, marca o início da fase agradante.Esta fase é formada pelo Sistema Lamoso,depositado por fluxos gravitacionais de sedi-mentos na região de talude-bacia e sedimentosdeltaicos de plataforma.

depós i tos g rav i tac iona is A seção sedimentar da base de talude-bacia

da seqüência deposicional do Eoceno Inferior-Médio caracteriza-se por apresentar dois siste-mas dominantes de rochas produzidos por fluxosgravitacionais de sedimentos. O inferior, forma-do durante a fase de mar baixo, é composto pre-dominantemente por arenitos, conglomerados efolhelhos, denominado informalmente de Siste-ma Arenoso (SA) (figs 2 e 4). O superior, forma-do durante a fase de mar alto, composto predo-minantemente por paraconglomerados de ma-triz argilosa e argilitos, é aqui informalmente de-nominado de Sistema Lamoso (SL) (figs 2 e 4).Estes sistemas são separados entre si por sedi-mentos argilosos hemipelágicos, da fase trans-gressiva. No entanto, na região do sopé de talu-de-bacia tais sedimentos hemipelágicos são rara-mente preservados do efeito erosivo provocadopelos fluxos gravitacionais lamosos, que fazemcom que o Sistema Lamoso esteja discordante-mente depositado sobre o Sistema Arenoso (figs. 2 e 4).


Figura 2 – Expressão sísmica da seqüência deposicional do

Eoceno Inferior-Médio, suas fases progradante e agradante e seus depósitos

gravitacionais de talude-bacia (Sistema Arenoso e Sistema Lamoso).

Figure 2 – Seismic pattern of the lower-middle Eocene depositional sequence,

showing its progradational and aggradational phases and the related basin

gravity deposits (Sandy System and Muddy System).

elementos deposicionais do sistemaarenoso (SA)

O limite da seqüência, síncrono ao tempo deformação do canyon mais antigo, representa apaleosuperfície deposicional sobre a qual seinstalou a seqüência deposicional do Eoceno In-ferior-Médio. A paleogeografia no tempo destasuperfície é perfeitamente observada em todosos mapas de atributos sísmicos sendo possível,por interpretação, inferir as áreas da platafor-ma com borda retilínea, talude e bacia. Na figu-ra 5, o mapa de amplitude sísmica ao nível dolimite da seqüência mostra os principais ele-mentos deposicionais do Sistema Arenoso:canyons (C1-C4), leques arenosos (SA1-SA4)adelgaçando contra a base do talude, canaismeandrantes (CM) e delta de margem de pla-taforma com corpos arenosos de talude supe-rior (CAT), depositados em regime de retrogra-dação sobre a superfície basal da unidade.

canyonsA parte basal da seqüência deposicional é ca-

racterizada pela presença de quatro canyons quecortam a plataforma em direção à bacia, for-mando o principal elemento estratigráfico na zo-na de transferência do Sistema Arenoso. Estescanyons, informalmente denominados de C1,C2, C3 e C4, migram lateralmente no tempo eno espaço, deslocando-se de oeste para leste, eatingindo níveis estratigráficos diferentes, sendoo C1 mais antigo e o C4 mais novo (figs. 5 e 6).O canyon C1, o mais antigo, é também o maislongo e mais profundo, sendo que a parte pro-ximal do seu conduto atingiu a região costeira,capturando, provavelmente, sedimentos da pla-nície aluvial (fig. 3). É importante salientar quenão há evidências diretas desta assertiva, contu-do sedimentos avermelhados descritos em poçosque perfuraram esta seção permitem tal inferên-cia. Os canyons C2, C3 e C4, paralelos entre si


tabular. Na realidade, é possível associar geneti-camente um estágio de formação do SistemaArenoso para cada canyon individualmente. Des-te modo, tem-se o canyon C1 ligado ao estágio1 do Sistema Arenoso (SA1), o canyon C2 ao es-tágio 2 do Sistema Arenoso (SA2) e assim suces-sivamente (fig. 5). Observa-se, pelo mapeamen-to individual dos canyons, que temporalmenteestes se tornam mais curtos e mais rasos; emconseqüência, o volume de sedimentos trans-ferido para a zona de deposição é muito maiorno estágio inicial do Sistema Arenoso (SA1) doque no estágio 4 de formação deste sistema(SA4). Isto explica porque a zona de deposiçãodo estágio 4 do Sistema Arenoso (SA4) é maiscircunscrita ao sopé do talude. A análise de fá-cies em testemunho representativo destes depó-sitos classifica-os como turbiditos formados porcorrentes de turbidez de alta densidade, prova-velmente provocados por cheias fluviais.

(fig. 5), têm a mesma geometria do canyon C1,entretanto seus condutos são progressivamentemais curtos e cada vez mais desconectados daplanície aluvial. De qualquer forma, é importantecaracterizar a recorrência de intensos eventoserosivos (C1-C4) e suas relações diretas na for-mação dos vastos depósitos siliciclásticos (SA1-SA4) de talude-bacia desta seqüência deposi-cional, conforme mostrado na figura 5.

sistema arenoso (SA)Os corpos arenosos da base da seqüência de-

posicional estão geneticamente relacionados aoscanyons e, provavelmente, representam depósi-tos de fluxos gravitacionais de sedimentos pro-duzidos por grandes enchentes fluviais em nívelde mar baixo. Os depósitos sedimentares são for-mados por leques arenosos amalgamados e quecoalescem na bacia formando um grande corpo

Figura 3

Mapa estrutural (tempo)

do limite da seqüência

deposicional evidenciando

os canyons C1-C4. BB’ –

localização da seção

sísmica (perpendicular

à linha de borda da

plataforma) mostrada na

figura 4; DD’ - localização

da seção sísmica (paralela

à linha de borda da

plataforma), mostrada

na figura 6.

Figure 3

Structural map (time) of

the sequence boundary

of the lower-middle

Eocene depositional

sequence showing C1-C4

canyons. BB´ - Location

of the dip seismic section

of figure 4. DD´- Location

of the strike seismic

section of figure 6.


canais meandrantes (CM)Sistemas de canais meandrantes ocorrem den-

tro dos canyons submarinos (C1-C4) desde a pla-taforma até as porções distais da bacia (fig. 5).Observa-se, na base do talude, que a estes ca-nais meandriformes associam-se, geneticamen-te, corpos arenosos de dimensões menores doque aqueles formados pela ação do canyon prin-cipal, demonstrando menor eficiência de trans-porte. Tais corpos arenosos constituem episódiosde acreção lateral dentro dos canyons, do tipocorte e preenchimento, representando estágiosdeposicionais posteriores à sedimentação doscorpos arenosos relacionados ao conduto princi-pal (canyon) (figs. 5 e 6). A ausência de teste-munhos não permite que o mecanismo de for-mação dos depósitos associados em termosfaciológicos seja analisado. Contudo, interpreta-

se que o elevado grau de corte e preenchimen-to, emprestando a característica meandriformeaos canais submarinos, é associado à progra-dação cíclica de deltas de margem de plataforma,conforme indicado por padrões de refletores sís-micos (fig. 6), que se instalaram entre cada episó-dio de formação de canyons (C1-C4). Tais canaismeandrantes e seus respectivos depósitos sãoaqui interpretados como tendo sido produzidospor fluxos gravitacionais de sedimentos geradospor cheias fluviais, aos moldes do que foi propostopor Mutti et al. (2003) para sistemas mistos.

deltas de margem de plataforma (DM)A sedimentação deltaica de margem de pla-

taforma é pouco conhecida devido à falta de da-dos de poços e de rocha. Entretanto, pelo estudodo sinal sísmico observam-se sedimentos em pro-

Figura 4 – Principais elementos deposicionais do Sistema Arenoso (Canyon (C2);

Canal meandrante (CM): Delta de margem de plataforma (DM) e Sistema Arenoso

(SA)) e do Sistema Lamoso (Delta de margem de plataforma (DM); Superfície

erosiva de alto ângulo (EA); Cunha de acreção sedimentar (CA) e Sistema

Lamoso (SL)).

Figure 4 – Main depositional elements of the Sandy System: Canyon (C2);

meandering channel (CM), shelf margin delta (DM), Sandy System (SA). Main

deposits of the Muddy System: shelf margin delta (DM); high angle erosional

surface (EA); accretion wedge (CA) and the Muddy System (SL).


talude (CAT na figura 5). Tais depósitos são aquiinterpretados, ainda, como a expressão de cheiasfluviais episódicas ocorridas nos estágios finaisdesta sedimentação fluvial e deltaica.

elementos deposicionais do sistema lamoso

Deltas de margem de plataforma, superfícieserosivas de alto ângulo, cunhas de acreção sedi-

gradação no estágio final de preenchimento decada canyon (C1-C4) na região da plataformaexterna e talude. Tais corpos são aqui interpreta-dos como sistemas deltaicos, cuja progradação émarcada por uma superfície de downlap entre umcanyon já preenchido e a incisão do canyon sub-seqüente (fig. 6). Associado a esta progradaçãodeltaica observa-se, na margem da plataforma-talude, a presença de uma série de pequenoscanais paralelos entre si que serviram de condutospara formar corpos arenosos na parte superior do

Figura 5

Mapa de amplitude RMS

ao nível do limite da

seqüência deposicional

mostrando as relações de

canyons (C1-C4) e canais

meandrantes (CM) com o

Sistema Arenoso (SA) e

corpos arenosos de

talude (CAT).

Figure 5

RMS amplitude map at

the sequence boundary

showing the relationship

between canyons (C1-C4)

and meandering channels

within the Sandy System

(SA) and the slope

sandstones bodies (CAT).


mentar e depósitos de paraconglomerados supor-tados por matriz argilosa são os principais ele-mentos deposicionais do Sistema Lamoso (fig. 4).

deltas de margem de plataforma (DM) esuperfícies erosivas de alto ângulo (EA)

Desde a fase tardia do trato de nível de marbaixo até a fase tardia de nível de mar alto a se-ção sedimentar é marcada por forte tendênciaagradacional na região externa da plataforma(fig. 2). Em detalhe, contudo, observa-se que talestaqueamento é formado, na verdade, por umaseqüência de sistemas deposicionais retrogra-dantes, agradantes e progradantes, truncados,nas suas porções distais, por superfícies erosivasde alto ângulo (fig. 4). Nos tratos de mar baixo ede mar alto, tais sistemas foram depositados emzona de plataforma estreita e rasa, com profun-didades de água de no máximo de 30 m, con-forme modelado por Moreira (2000a) em suatese de doutoramento, e aqui interpretados como sistemas deposicionais deltaicos, predomi-

nantemente argilosos, de margem de platafor-ma. Ressalta-se que os mesmos não ocorrem,nesta região externa da plataforma, apenas du-rante o estágio final do trato transgressivo, provavelmente porque migraram para regiõesmais costeiras.

De qualquer forma, independentemente dotrato em que se encontram, tais deltas são siste-maticamente truncados por uma superfície ero-siva de alto ângulo, provocada por deslizamen-tos de massa argilo-arenosa. Tais deslizamentosproduziram fluxos gravitacionais de detritos queestão depositados na região de sopé de talude-bacia (Moreira 2000a), (fig. 4).

cunhas de acreção sedimentar (CA)Frontalmente ao sistema deltaico, e sobre a

superfície erosiva íngreme, o espaço deixado pe-la massa escorregada é preenchido por sedimen-tos argilosos como cunha de acreção sedimentarde forma cíclica (fig. 4). Este fenômeno ocorreno estágio tardio de mar baixo e durante a fasede nível de mar alto.

Figura 6 – Seção sísmica paralela à linha de borda de plataforma mostrando a

posição diácrona dos canyons C1-C4.

Figure 6 – Strike seismic section showing canyons C1-C4.


sistema lamoso (SL)Os corpos sedimentares formados a partir do

deslizamento de massa sedimentar deltaica eprodeltaica são tabulares, adelgaçam-se contra o sopé do talude e se estendem por mais de 200 km ao longo do seu strike deposicional (figs. 4 e 7). Canyons e canais submarinos nãosão mais observados na região da plataformaexterna-talude superior; a fonte que alimenta ossistemas de detritos é múltipla e linear, desen-volvida paralelamente à borda da plataforma,contrariamente às fontes pontuais (canyons ecanais meandrantes) e perpendiculares à plata-forma do Sistema Arenoso.

O mapa de amplitude RMS mostrado na figu-ra 7, envolvendo relíquias de depósitos deltaicosarenosos de plataforma e equivalentes gravita-cionais de bacia, revela três domínios principais:(1) testemunho da zona de planície costeira comreentrâncias rasas e estreitas sugerindo a preser-vação das partes proximais dos sistemas deposi-cionais deltaicos, progradantes, do trato de maralto; (2) corpos arenosos levemente curvilíneosdepositados na plataforma externa e interpreta-dos como sistemas de cordões arenosos domina-dos por ondas (praias) e, (3) Sistema Lamosodepositado no sopé do talude e na bacia.

Com base na configuração interna dos refle-tores, o Sistema Lamoso pode ser subdividido em:

Figura 7

Mapa de amplitude

RMS evidenciando os

principais elementos

deposicionais do Sistema

Lamoso: (1) deltas

arenosos de nível de

mar alto provavelmente

dominados por ondas;

(2) borda de

plataforma-talude

retilínea e íngreme e

(3) Sistema Lamoso.

Figure 7

RMS amplitude map

showing the main deposi-

tional elements of the

Muddy System: (1) Wave

dominated sandy deltas;

(2) Steep and rectilinear

shelf-slope margin and

(3) Muddy System.


fácies caótica proximal e fácies homogênea distal(fig. 7). A fácies caótica proximal é o registro dosdeslizamentos sistemáticos a partir da desestabi-lização das partes frontais dos sistemas deltaicosde margem de plataforma. Tais depósitos sedi-mentares são formados predominantemente porparaconglomerados compostos por fragmentosde várias dimensões de argilitos, siltitos e arenitosintrabacinais e suportados por matriz argilosa.Pelo fato de possuírem expressiva quantidade dematriz, de terem uma aparente desorganização ede permanecerem totalmente à margem de estu-dos mais aprofundados em termos de fácies e deassociação de fácies, são informalmente denomi-nados de “caóticos”.

Mesmo sem registro em testemunhos derocha, a fácies homogênea distal é facilmentecaracterizada em perfis de imagem como um sis-tema rítmico de finas camadas (da ordem do cen-tímetro) de arenitos muito finos, siltitos e argilitos.Tal fácies é interpretada, genericamente, comosistemas turbidíticos formados por correntes deturbidez de baixíssima densidade, geradas portransformações ocorridas durante o fluxo gravita-cional da massa caótica.

conc lusõesA região de talude-bacia da seqüência deposi-

cional do Eoceno Inferior-Médio está preenchidapor rochas siliciclásticas formadas, predominante-mente, por fluxos gravitacionais de sedimentos.Estas são organizadas em dois sistemas deposi-cionais distintos aqui informalmente denominadosde Sistema Arenoso e Sistema Lamoso.

O Sistema Arenoso foi depositado em nívelde mar baixo, sendo a fonte principalmente cons-tituída de sedimentos extrabacinais. Canais flu-viais, canyons e canais submarinos e leques are-nosos de bacia são os principais elementosdeposicionais deste sistema. A evidência deter-minante para a compreensão do SistemaArenoso é a presença de quatro canyonsdiácronos (C1-C4) que são responsáveis porimportantes episódios de transferência de sedi-mentos para a bacia. Cada episódio é represen-tado seqüencialmente pelas seguintes etapas:

a - escavação e formação do canyon, pre-dominando zonas de by-pass de sedimentos notalude e deposição na região de bacia;

b - deposição da carga sedimentar na bacia for-mando grandes leques arenosos, amalgamados,com adelgaçamento contra a base do talude;

c - diminuição da energia dos fluxos gravi-tacionais de sedimentos, indicada pela retrogra-dação do sistema, depositando-se os sedimentosnas antigas zonas de by-pass. Isto provoca o iní-cio de preenchimento do canyon por meio decanais, que, em apenas alguns casos, atingem abacia meandrando sobre o Sistema Arenoso jádepositado;

d - implantação de sistemas deltaicos de mar-gem de plataforma, sendo que apenas algunsfluxos, provavelmente ligados a cheias fluviais,conseguem atingir o talude por meio de canaisque depositam pequenos leques arenosos no altodo talude. Na seqüência, densos fluxos gra-vitacionais de sedimentos movidos com alta ener-gia e relacionados a novos episódios de en-chentes fluviais escavam o canyon C2, reinician-do o episódio de sedimentação arenosa de bacia(SA2), e assim sucessivamente.

O Sistema Lamoso, formado predominante-mente por sedimentos intrabacinais, é caracteriza-do pelos seguintes elementos deposicionais: deltasde margem de plataforma, superfícies erosivas dealto ângulo, cunhas de acreção sedimentar e depó-sitos de paraconglomerados suportados por matrizargilosa nas regiões de sopé de talude-bacia. Aevidência determinante para a identificação doSistema Lamoso é a presença recorrente de siste-mas deposicionais deltaicos em zona de margemde plataforma, sistematicamente truncados nassuas porções frontais por superfície erosiva de altoângulo. Os seguintes estágios são observados naformação do Sistema Lamoso:

a - formação de deltas de margem de plata-forma em nível de mar alto;

b - desestabilização das partes frontais do siste-ma deltaico, com deslizamento de massa e geraçãode potentes fluxos gravitacionais coesos de detritos;

c - deposição, no sopé de talude-bacia, deespessos pacotes de paraconglomenrados su-portados por matriz argilosa, informalmente de-nominados de “caóticos”;


d - cada estágio de formação de depósitocaótico é complementado pela deposição decunha de acreção sedimentar no talude e pelareconstrução do delta argiloso de margem deplataforma.

Durante o estágio final da fase transgressiva,somente sedimentos finos, hemipelágicos, al-cançam a região de talude-bacia. Estes sedimen-tos são raramente preservados da forte ação ero-siva dos fluxos gravitacionais de sedimentos queformam o Sistema Lamoso. Quando preserva-dos, tais sedimentos representam a única rochacom qualidade selante para possíveis acumu-lações de petróleo no Sistema Arenoso.

O Sistema Lamoso pode ser subdividido emdois diferentes padrões segundo seus atributossísmicos: o padrão caótico, que representa de-pósitos de paraconglomerados argilosos, e opadrão homogêneo, distal, que é formado poruma seqüência rítmica de arenitos muito finos,siltitos e argilitos, transportados em turbulênciapor correntes de turbidez de baixíssima densidade.

agradec imentosA Ana Zélia N. de Barros, Eduardo T. C.

Abdalla, Lemuel de Paula, Luís F. Rodrigues e aosdemais colegas da UN-EXP/ATEX-S/PN que, dire-ta e indiretamente, contribuíram para a realiza-ção deste trabalho.

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ming large sandy bodies, coalescing with pinch-outagainst the base of the slope;

(c): reduction in the energy of the sedimentarygravity flows indicated by the retrograding of the sys-tem, there being deposited the sediments in the olderby-pass zones. This caused canyon in-fill as mean-dering channels, which, in a few cases, reached thebasin by meandering over the previously depositedSand System;

(d): implantation of deltaic systems on the shelfmargin, notwithstanding that only a few flows, prob-ably associated with fluvial floods, managed to reachthe slope by means of channels from which weredeposited small sandy fans on the upper-slope. In thesequence, dense gravity flows of sediments movedunder high-energy conditions, related to newepisodes of fluvial floods, form the second canyon,thus restarting the second episode of sandy sedimen-tation in the basin, and so on successively.

The sandstones that comprised the Sandy Systemare generally porous and highly permeable thus form-ing excellent reservoir rocks.

The Muddy System, deposited during a highstandsea level, consists mainly of sedimentary gravity flowdeposits of intra-basin sediments. Shelf-margindeltas, steep erosion surfaces, sedimentary accretionwedges and muddy-supported conglomerates at thebase of the slope-basin, are the depositional elementsthat characterize the Muddy System. The determi-nate evidence for the identification of thus system isthe reoccurrence of deltaic depositional systems atthe shelf-margin, systematically truncated at the frontby a high angle erosive surface. The following stagesin the formation of the Muddy System wereobserved:

(a): the formation of deltas at the shelf-margin inthe highstand sea level;

(b): destabilization of the frontal parts of thedeltaic system with mass sliding and the formation oflarge muddy gravity flows;

(c): Muddy System deposition at the base of theslope-basin;

(d): each stage in the deposition of a chaoticdeposit is accompanied by the deposition of an accre-tion wedge on the slope, and by the rebuildingmuddy delta shelf-margin and slope;

The Muddy System may be subdivided into twodifferent types based on seismic characteristics: thechaotic type, consisting of muddy matrix-supportedconglomerate; and a distal homogeneous type, con-sisting of a rhythmic sequence of very fine grained

expanded abs t rac tThe study of deposits originated by sedimentary

gravity flows in continental margin basins has sys-tematically underrated the stratigraphic context andpaleogeography in which these occur. As a result,several types of siliciclastic systems occurring both inshallow and deep water have improperly beendescribed as turbidite deposits. In the same way,sand/shale maps of sedimentary gravity flow depositshave been elaborated without any considerationabout their nature. This practice tends to provideincorrect information on the distribution of the reser-voir and seal rocks, resulting in possible detriment tothe economic geology and oil exploration.

Sedimentary gravity flows were responsible forthe formation of the main deposits in the slope-basinof the Lower-Middle Eocene in the northern part ofthe Santos basin. Using the concepts of SequenceStratigraphy, the objective of this study is to show: 1)the paleogeographic distribution of a 3rd order depo-sitional sequence and, 2) the genesis and the strati-graphic relationship of the two principal siliciclasticdepositional systems formed by sedimentary gravityflows: Sandy System and Muddy System.

The erosional basal unconformity surface of LowerEocene age represents a paleosurface on which wasdeposited the Lower-Middle Eocene depositionalsequence. The paleogeography at the time of thissurface is easily observed on all seismic attributesmaps, on which can be inferred the areas of the plat-form with rectilinear margins, slope and basin. Thissequence is characterized by a progradational phasethat is formed during the lowstand sea level, and asubsequent aggradational phase that represents thetransgressive and highstand sea level.

The Sandy System, deposited during sea levelfall, is formed by sedimentary gravity flows mainlydriven by fluvial floods. Fluvial channels, canyonsand meandering submarine channels and sandybodies are the main depositional elements formingthe Sandy System. The key evidence for the unders-tanding of this system is the presence of fourdiachronous canyons that are responsible for impor-tant episodes of the sediments transference to thebasin. Each episode is represented sequentially bythe following stages.

(a): canyon development, wherein predominateby-pass zones of sediments on the slope and the dep-osition of sediments in the basin;

(b): deposition of sediment load in the basin for-


auto r author

Jobel Lourenço Pinheiro Moreira Unidade de Negócio de Exploração

Ativo de Exploração Santos / Pólo Norte

e-mail: [email protected]

Jobel Lourenço Pinheiro Moreira nasceu em 1956 na cidade de Belém,Pará, Brasil. Graduou-se em Geologia pela Universidade Federal doPará, no ano de 1979. Ingressou na Petrobras em 1980, na áreaoperacional na Bacia de Campos, onde atuou até 1988. De 1989 a1996 trabalhou no Grupo de Interpretação Exploratória da Bacia deCampos, gerando dezenas de locações exploratórias nas áreas de Bar-racuda, Caratinga, Marlim Sul e Marlim Leste. Adquiriu seu diplomade Doutor em Ciência da Terra (Geologia) pela Universidade deRennes, França, em 2000. Desde então, trabalha no Grupo de Inter-pretação Exploratória da Bacia de Santos, gerando locações explora-tórias, sendo responsável pela área de Estratigrafia, sistemas deposi-cionais e sistemas petrolíferos.

sandstone, siltstone and argillite, transported underturbulent conditions by low-density turbidity currents.

When preserved from the strong erosive action ofgravity flows constituting the Muddy System,hemipelagic sediments of the transgressive phasecomprise the only rocks with the sealing propertiesfor oil accumulation in the Sandy System.

da bacia de santos - pbpublishing.com.br · evaporitos, responsáveis pela deformação plástica...

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