Tectônica, controle estratigráfico e circulação de fluidos na formação do carste hipogênico - Bacia de Irecê, Cráton São Francisco

Abstract

O estudo dos sistemas cársticos e dos fluidos que geram porosidade nas rochas carbonáticas são de fundamental importância para reservatórios de petróleo e aquíferos. Os objetivos da presente tese são investigar (1) o papel da fácies sedimentares e da estratigrafia de zonas de alta permeabilidade e cavernas originadas por fluidos ascendentes; e (2) a distribuição, mineralogia e composição isotópica de depósitos hidrotermais ao longo de um sistema de falha strike-slip e suas rochas hospedeiras. Realizamos ambos os estudos na Formação Salitre, Neoproterozóico (700-560 Ma), Cráton São Francisco, Brasil. O primeiro estudo foi realizado nas cavernas Toca da Boa Vista (~ 107 km de extensão) e Toca da Barriguda (~ 34 km), sistema TBV-TBR, na Bacia de Irecê (Campo Formoso, BA) e formam o maior sistema de cavernas da América do Sul. O segundo estudo foi realizado no sistema de falhas Cafarnaum, que separa a Formação Salitre (bloco oeste na Bacia do Irecê) e o Grupo Chapada Diamantina (bloco leste, área do Morro do Chapéu). A presente tese usa uma combinação de análise de fácies sedimentares, análise estrutural, petrografia, microscopia eletrônica de varredura, petrofísica, isótopos e inclusões fluidas. Os principais resultados indicam que o sistema cárstico TBV-TBR é composto por cinco unidades estratigráficas principais, da base para o topo: (a) grainstone oolítico com estratificação cruzada, (b) grainstone fino com nódulos de chert, (c) carbonato microbial, (d) siliciclásticos finos e margas; e (e) grainstone cristalino intercalado com camadas de chert. Essas cavernas foram desenvolvidas pelo fluxo de fluido ascendente (hipogênese) ao longo de fraturas, que eram seladas pelas unidades (d) e (e). O fluido então se espalhou lateralmente ao longo das unidades (a), (b), (c), onde a carstificação ocorreu e onde os principais condutos da caverna foram formados. A falha de Cafarnaum é uma estrutura transcorrente, com direção N-S, vertical e extensão de ~ 170 km de comprimento. A zona de influência da falha de Cafarnaum tem aproximadamente 20 km de largura à partir da falha principal. Veios de calcita nas rochas carbonáticas apresentam fluidos meteóricos com δD próximo a -45 ‰ e δ18O próximo a -6,5 ‰ e temperaturas de 40-70°C. Em contraste, brechas hidráulicas na zona de falha apresentam valores de δ18O muito mais baixos, indicando temperaturas de cristalização mais altas e fontes mais profundas. Estes resultados são essenciais para a compreensão do comportamento da porosidade-permeabilidade em sistemas cársticos e da origem, mineralogia e composição isotópica de fluidos no sistema strike-slip. Esses resultados podem ser aplicados a reservatórios e aqüíferos carbonáticos carstificados e fraturados.