Basin Analysis Análise de Bacias

Part 1

Introduction Mechanisms of Basin Formation

Basin Analysis

• Introduction • Mechanisms of Basin Formation • Basin Classification • Basins and Sequence Stratigraphy • Summary

Introduction

Basin analysis - Study of sedimentary rocks to determine: • Subsidence history • Stratigraphic architecture • Paleogeographic evolution Tools: Geology (outcrops, wireline logs, core) Geophysics (seismic, gravity, aeromag) Computers (modeling, data analysis)

FORÇAS E ORDENS DE RELEVO Shaping the world

FORÇAS QUE MODELAM A TERRA

ENDÓGENAS EXÓGENAS

TERRA UM PLANETA DINÂMICO

FORÇAS E ORDENS DE RELEVO

ORDENS DE RELEVO

CONTINENTES BACIAS OCEÂNICAS

PLACAS TECTÓNICAS

MODELADOS /bacias sedimentares

1

2

3

PRIMEIRA ORDEM DE RELEVO First approach

CONTINENTES E BACIAS OCEÂNICAS

Morfologia submarina no Atlântico

Planície abissal Ibérica Depocentros actuais Actual depocenters

Planície abissal Portuguesa ( Perfil Sísmico LUSIGAL)

PRIMEIRA ORDEM DE RELEVO

CONTINENTES E BACIAS OCEÂNICAS

Morfologia Submarina

Vida no meio marinho

SEGUNDA ORDEM DE RELEVO Second approach

PLACAS TECTÓNICAS Rever o

Tem

a 5

TERCEIRA ORDEM DE RELEVO

MODELADOS

Quais são os agentes modeladores? Agents ? Energy?

• Gravidade • Águas pluviais e de escorrência • Cursos de água • Lagos • Glaciares • Vento • Mar • Águas subterrâneas • Seres Vivos (incluindo o Homem)

Factores intervenientes no ciclo evolutivo das rochas External Geodinamics

Introduction

What is a basin? • Repository for sediment • Formed by crustal subsidence relative to surrounding areas • Surrounding areas sometimes uplifted • Many different shapes, sizes and •mechanisms of formation

Introduction

Zonation of the Earth-Composition

• Crust • Mantle • Core

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PRINCIPAIS TIPOS DE CRUSTA

A crusta ou crosta terrestre constitui a parte rígida superior da litosfera, na base da qual se define uma descontinuidade sísmica de primeira ordem – Descontinuidade de Mohorovicic ou Moho (linha vermelha). Consideram-se três tipos principais de crusta:

Oceânica Transicional Continental

PRINCIPAIS TIPOS E SUBTIPOS DE CRUSTA

Os 3 tipos principais de crosta são habitualmente divididos em 13 subtipos

Cada subtipo representa uma porção de crusta com características geológicas e geofísicas próprias

Área aflorante (inclui domínio oceânico)

Volume da crosta

Escudos e Plataformas Orógeno de colisão

Arco vulcânico insular

Arco de margem continental

Rifte continental Plateau oceânico

Bacia oceânica

Cordilheira oceânica

Introduction

Zonation of the Upper Earth –Rheology Lithosphere Rigid outer shell Crust and upper mantle Asthenosphere Weaker than lithosphere Flows (plastic deformation)

COMPORTAMENTOS MECÂNICOS DA CROSTA

Mechanical behaviour of

the crust

Comportamento frágil ou rígido

Comportamento plástico

O comportamento da crusta continental sujeita a esforços está dependente da temperatura e da duração de aplicação dessas tensões. Quanto mais quente estiver a crusta mais esta se comportará como um sólido dúctil que se deforma plasticamente; por outro lado crustas frias tendem a ter um comportamento mais elástico, observando-se frequentemente fracturas e deslizamentos por fricção.

TRANSIÇÃO FRÁGIL – DÚCTIL (TFD)

Como a temperatura da crosta aumenta com a profundidade, observa-se uma mudança de comportamento, relativamente à deformação, de frágil para dúctil, uma vez ultrapassado um determinado limite. Esta transição frágil-dúctil ocorre apenas a cerca de 20 km de profundidade nos riftes pois aí o fluxo de calor é muito grande.

Mais aspectos desta transição em

“Deformação e Orogénese”

Tensões máxima (σ1) e mínima (σ3)

Nos escudos pré-câmbricos, relativamente frios, a transição frágil-dúctil ocorre a uma profundidade superior a cerca de 30 km.

A base reológica da litosfera, correspondente ao valor estipulado de cerca de 1MPa = log(σ1-σ3) de resistência à rotura, ocorre a 55 km nas zonas de rifte e a 115 km nas zonas dos escudos pré-câmbricos.

Introduction

Zonation of the Upper Earth –Rheology VERTICAL MOTIONS (subsidence, uplift)

in sedimentary basins are primarily in response to deformation of lithosphere and asthenosphere

Introduction

Plate motions Plate-plate interactions can generate vertical crustal movements We will examine basins according to their positions with respect to plate boundaries and plate-plate interactions “Wilson Cycle” – opening and closing of ocean basins (See revision presentation)

Introduction

Three types of plate boundaries: Divergent – plates moving apart Mid- ocean

ridges, rifts

Convergent – plates moving towards each

other Subduction zones

Conservative – plates move parallel to each

other Strike-slip systems

Mechanisms of Basin Formation Como se formam as bacias?

Major mechanisms for regional subsidence(subsidência)/uplift(soerguimento): Isostatic – changes in crustal or lithospheric thickness Loading (sobrecarga) – by thrust sheets, volcanic piles, sediment Dynamic effects – asthenospheric flow, mantle convection, plumes

Mechanisms of Basin Formation

Isostatic Processes: Crustal thinning

Extensional stretching, erosion during

uplift, magmatic withdrawal

Mantle-Lithosphere Thickening

Cooling of lithosphere, following cessation

of stretching or cessation of heating

Pesquisar ISOSTASIA

Mechanisms of Basin Formation

Isostatic Processes: Crustal densification Density increase due to changing pressure/temperature conditions and/or emplacement of higher density melts into lower density crust

Mechanisms of Basin Formation

Loading (sobrecarga):

• Local isostatic compensation of crust and regional lithospheric flexure • Dependent on flexural rigidity of lithosphere

Mechanisms of Basin Formation

Loading: Sedimentary or Volcanic Loading Tectonic loading During overthrusting and/or underpulling

Subcrustal loading Lithospheric flexure during underthrusting of dense lithosphere

Mechanisms of Basin Formation

Dynamic effects: Asthenospheric flow

Descent or delamination of subducted

lithosphere

Mantle convection Plumes