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| 1 INTRODUÇÃO |
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| Esta tese se divide em duas vertentes bem individualizadas, ou seja, uma vertente teórica dedicada ao desenvolvimento metodológico e uma vertente que visa aplicar os resultados deste desenvolvimento em casos práticos de interpretação. |
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| Praticamente poucos estudos específicos se dedicam à área enfocada neste trabalho (as áreas proximais caracterizadas pelo embasamento raso) apesar de estar inserida em ambiente bem explorado no contexto das bacias de Campos e Santos. |
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| Pode-se citar o trabalho de Zalán e Oliveira (2005) que, a partir dos mesmos dados aeromagnéticos utilizados nesta pesquisa, faz uma interpretação em um nível puramente qualitativo. |
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| No que tange ao desenvolvimento metodológico, citam-se os trabalhos de Thompson (1982), Barbosa, Silva e Medeiros (1999) e Silva e Barbosa (2006) que são fundamentais para a metodologia que foi implementada nesta tese. |
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| 1.1 Área de Pesquisa |
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| A área desta pesquisa corresponde a uma faixa marinha de aerolevantamento magnetométrico sobre águas adjacentes ao Estado do Rio de Janeiro cuja extremidade oeste se encontra aproximadamente na longitude de Paraty e a extremidade leste aproximadamente 67 Km a leste de Macaé no norte do estado (figura 1.1). |
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| Partindo do limite oeste em direção ao leste, esta faixa abrange a porção nordeste da região proximal da Bacia de Santos, a qual é limitada pelo Alto de Cabo Frio ( Mohriak et al. 1990, Mohriak e Magalhães 1993), dando lugar, então, à porção sudoeste da Bacia de Campos. |
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| Nesta porção proximal da Bacia de Santos se encontra um delgado pacote de sedimentos suprajacente a um embasamento raso formado em grande parte por rochas intensamente magnetizadas que são denominadas neste trabalho de domínio magnético de alta freqüência. |
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| Ao passar pelo Alto de Cabo Frio, o embasamento tende a se aprofundar em direção à porção sudoeste da Bacia de Campos onde ocorre uma mudança no padrão de freqüências do campo magnético anômalo, sendo denominado então de domínio magnético de baixa freqüência. |
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| A faixa pesquisada é limitada ao norte pela linha de costa do estado do Rio de Janeiro, sendo que na região de Cabo Frio e Búzios adentra um pouco a área emersa. |
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| Junto a seu limite sul, na região proximal da Bacia de Santos, tem em media 32 Km a partir da linha de costa. |
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| Já na porção sudoeste da Bacia de Campos, a faixa se alarga em direção ao mar atingindo cerca de 76 km de largura entre Búzios e Lagoa Feia. |
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| Como se trata de uma faixa estreita, se encontra em águas rasas da plataforma continental. |
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| A linha de charneira Cretácea, formada pelas falhas normais que romperam o embasamento raso das áreas proximais e o lançaram a grande profundidade dando origem ao espesso pacote sedimentar das referidas bacias (Macedo 1989, Almeida e Carneiro 1998), está incluída parcialmente na área de pesquisa ( figura 1.1). |
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| Na extremidade leste da área, observa-se um alinhamento de direção N-S que desloca o embasamento magnético da porção sudoeste da Bacia de Campos que estaria associado à linha de charneira que atravessa este trecho da área na direção norte-sul . |
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| O registro magnético revela com nitidez a mudança de padrão de freqüências entre o embasamento raso ao norte e o profundo ao sul, separados pela charneira que pode ser traçada com exatidão, revelando sua marcante expressão magnética (Zalán e Oliveira 2005). |
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| Sua caracterização magnética, no entanto, não é elaborada neste estudo uma vez que se encontra fora da área de pesquisa, com exceção do alinhamento acima que será novamente abordado no decorrer deste texto. |
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| 1.2 Justificativas |
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| O trabalho aqui apresentado se aeromagnéticos de alta resolução sobre as Bacias de Campos e Santos. |
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| A porção destes dados utilizada nesta pesquisa, que recobre as áreas proximais destas bacias incluindo o Alto de Cabo Frio (figura 1.1), é de valia para o entendimento de aspectos geológicos destas áreas que, por fazerem parte do contexto evolutivo de tais bacias, influenciaram os processos de acumulação de óleo e gás nas mesmas. |
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| É importante salientar que existe carência de estudo sobre as áreas proximais e que os dados disponíveis, além de possuírem um alto grau de confiabilidade, são de baixo custo para indústria do petróleo. |
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| A principal justificativa, no entanto, diz respeito à implementação de metodologia para interpretação de dados aeromagnéticos, visando agregar valor aos mesmos, que são apenas parcialmente utilizados pela maioria dos geofísicos de exploração no Brasil. |
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| A metodologia aqui proposta visa também extrair o máximo de informação potencialmente contida nestes dados, principalmente na abordagem quantitativa, pouco explorada nos trabalhos publicados sobre a área (Zalán e Oliveira 2005). |
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| A experiência adquirida com a interpretação dos dados, consistindo no perfeito entendimento e domínio de seus aspectos teóricos e práticos, poderá ser utilizada em futuros trabalhos de maior abrangência. |
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| Um exemplo de projeto abrangente, consiste na delineação do embasamento magnético de toda a Bacia de Santos (totalmente recoberta pelos dados) com vistas à construção de um mapa de contornos estruturais do mesmo e as estruturas magnéticas associadas. |
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| Os resultados de tal interpretação poderão fornecer importantes subsídios para o entendimento da geometria relacionada à fase rifte nestas bacias, uma vez que os dados sísmicos oferecem pouca e esparsa informação sobre as rochas do embasamento. |
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| 1.3 Objetivos |
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| Primeiramente, o objetivo deste trabalho consistiu na interpretação de alvos selecionados a partir dos mapas do campo magnético total e da amplitude do sinal analítico das anomalias magnéticas obtidos a partir do grid de dados que recobre a área de pesquisa. |
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| Estes alvos correspondem a relevantes feições, apresentadas no próximo item, que integram a estrutura magnética do embasamento raso nas áreas proximais. |
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| Em segundo lugar, com igual peso, esta pesquisa teve como objetivo implementar, avaliar e discutir a aplicabilidade da técnica de inversão conhecida como Inversão Compacta Generalizada (Silva e Barbosa, 2006 ; Barbosa e Silva, 1994) na solução de problemas eminentemente práticos, ou seja, os alvos mencionados acima. |
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| É importante salientar que a técnica de inversão proposta neste estudo tem a habilidade de se ajustar com precisão a inúmeras anomalias complexas do campo magnético que resultam normalmente do efeito de múltiplas fontes incluindo, eventualmente, componentes remanescentes de magnetização. |
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| Sendo assim, este método é conveniente para testar múltiplas hipóteses interpretativas, mormente em ambientes carentes de informação geológica direta, o que é o caso da área de pesquisa. |
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| O objetivo é, portanto, discernir entre as soluções (representadas por distribuições estimadas de susceptibilidades magnéticas) que possuem significado geológico daquelas que possuem apenas significado matemático. |
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| 1.4 Feições Magnéticas Alvo |
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| As feições magnéticas alvo correspondem às anomalias ou conjuntos de anomalias produzidas por litologias ou estruturas geológicas do embasamento das áreas proximais estudadas e são notáveis por sua expressão magnética. |
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| Sendo representativas da estruturação magnética deste embasamento, estas foram selecionadas a partir dos mapas do campo magnético total e da amplitude do sinal analítico (figuras 1.2 e 1.3) para interpretação de detalhe utilizando a técnica de inversão mencionada anteriormente. |
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| As feições magnéticas alvo podem ser divididas, conforme sua origem, em estruturais e associadas a corpos magmáticos. |
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| 1.5 Produtos Obtidos – Mapas e Programas |
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| Os mapas referidos acima são apresentados na forma impressa em papel (anexos 1, 2 e 3) e na forma digital como arquivo empilhado do Geosoft (anexo 4). |
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| 1.6 Ferramentas Computacionais |
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| 2 CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL |
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| A área em questão representa um trecho da região proximal destas bacias dominado pelo embasamento raso. |
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| Nos itens a seguir será dada uma síntese da geologia englobando os aspectos relevantes envolvendo este conspícuo trecho da margem continental leste do Brasil, procurando enfatizar aqueles que estão associados ao escopo desta pesquisa. |
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| 2.1 As Grandes Estruturas Regionais |
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| Ferrari (2001) relaciona algumas das grandes estruturas regionais mesozóico-cenozóicas, com atuação entre o Cretáceo e o Paleógeno, que têm sido descritas para a área oceânica e emersa da região sudeste (Figura 2.1). |
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| A maior parte delas são admitidas como tendo relação genética, direta ou indireta, com a formação e evolução da margem continental sudeste. |
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| O Alinhamento Magmático de Cabo Frio, caracterizado pela seqüência de corpos alcalinos formando um alinhamento curvo que liga o monte submarino Almirante Saldanha às vulcânicas de Jaboticabal (SP) com direção geral WNW-ESSE. |
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| 2) |
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| O Lineamento Sismo-Tectônico de Cabo Frio, com as mesmas características do anterior, porém com menor extensão, ligando a Ilha de Cabo Frio a Poços de Caldas. |
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| 3) |
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| A Zona de Fratura de Martin Vaz, de direção E-W a ENE, caracterizada em crosta oceânica pelo alinhamento de calhas e altos do embasamento submarino, e pelo deslocamento de anomalias magnéticas de espalhamento oceânico. |
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| Esta zona de fratura se projetaria na plataforma continental, na região do Alto de Cabo Frio, coincidindo aí com a Zona de Transferência do Rio de Janeiro. |
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| 4) A Zona de Transferência do Rio de Janeiro, de direção E-W, que coincide com o limite sul do Alto de Cabo Frio e está caracterizada na Bacia de Santos por defletir a linha de charneira e alguns depocentros. |
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| 5) A Zona de Deformação Cruzeiro do Sul, com direção NW-SE, que se caracteriza em crosta oceânica com base no alinhamento de anomalias gravimétricas geradas por seqüências de grábens e montes submarinos (Montes Jean Charcot por exemplo). |
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| Esta, por sua vez, teria sido gerada por uma variação no pólo de espalhamento da porção meridional da Placa Sul-Americana que resultou em uma zona de deformação intraplaca (Souza, 1991). |
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| Oreiro et al. (2008) apontam a continuação desta feição para NW (que secciona a área investigada por eles na região do Alto de Cabo Frio) como responsável pelo vulcanismo eocênico verificado nesta área. |
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| A esta estrutura se associam falhas profundas, de rejeito direcional na direção NW-SE, que teriam atingido a astenosfera e servido de conduto para o magmatismo durante sua reativação cenozóica. |
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| 2.2 A Margem Continental Sudeste do Brasil |
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| A margem continental brasileira teve origem na separação dos grandes blocos continentais da América do Sul e África resultante do processo de rifteamento ocorrido no mesozóico. |
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| Estes amplos e rígidos blocos continentais faziam parte do supercontinente paleozóico Gondwana que englobava a América do Sul, África, Índia, Antártida e Austrália. |
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| Nesse processo, se desenvolveram dois tipos distintos de margem, ou seja, a margem equatorial do norte e a margem continental leste do Brasil. |
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| A primeira foi gerada por movimentos horizontais, tangenciais aos blocos continentais que se separavam, originando complexas bacias resultantes dos esforços de cisalhamento reinantes (Gorini, 1977; Szatmari et al, 1987; Guiraud e Maurin, 1992 em Chang et al., 1991). |
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| Em contraste com a margem equatorial, onde predominaram os esforços cisalhantes, se encontra a margem leste do Brasil que se caracteriza por uma margem passiva, resultante de esforços de distensão crustal (Chang et al., 1991). |
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| Neste contexto de margem passiva resultante dos esforços distensionais, ortogonais à borda do continente, se encontra o segmento sudeste que deu origem ao RCSB. |
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| Neste trecho estão inseridas as bacias de Santos e Campos que evoluíram a partir da fase rifte iniciada no Cretáceo inferior e são retentoras de espessos pacotes sedimentares. |
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| A região continental adjacente à margem sudeste é formada por proeminente relevo topográfico associado ao sistema de montanhas representado pelas serras do Mar e Mantiqueira. |
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| A Serra do Mar é formada por um conjunto de escarpas festonadas, se estendendo por cerca de 1.000 Km, desde o norte de Santa Catarina até o Rio de Janeiro, formando o limite abrupto do Planalto Atlântico que bordeja a porção ocidental da Bacia de Santos (Almeida e Carneiro, 1998). |
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| Tal região, caracterizada por esta dinâmica morfologia de serras e vales intervenientes, resultou da evolução tectônica do RCSB. |
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| 2.2.1 As Bacias de Santos e Campos |
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| As bacias de Campos e Santos constituem importantes estruturas tectônicas subsidentes da margem continental sudeste que se posicionam na porção marinha adjacente à área desta pesquisa (figura 1.1). |
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| Esta área, por sua vez, corresponde a uma porção da plataforma representando a interface através da qual os sedimentos clásticos, gerados no continente, atingiram e se depositaram nestas bacias. |
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| Devido à sua importância neste contexto geológico, serão descritas sucintamente a seguir com base em Milani et al. (2001). |
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| - Bacia de Santos : é uma vasta porção da margem leste, com orientação geral SW-NE e geometria côncava, abrangendo cerca de 200.000 km² do sudeste brasileiro. |
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| Para norte é limitada pelo Arco de Cabo Frio, e para sul pela Plataforma de Florianópolis, ambas sendo feições que se posicionam na terminação de lineamentos oceânicos expressivos (Cainelli & Mohriak, 1998 em Milani et al., 2001). |
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| Para oeste, a Bacia de Santos é limitada pela Serra do Mar, uma feição fisiográfica que confina a bacia marginal ao domínio oceânico. |
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| O limite de ocorrência do pacote pré-Aptiano é dado por uma falha normal sintética (associada à charneira cretácea) posicionada a cerca de 50 km do litoral e cujo traço é paralelo à linha de costa. |
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| Este falhamento permaneceu ativo até o final do Cretáceo, tendo sido recoberto pelo pacote cenozóico durante a fase de subsidência térmica. |
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| A fase rifte na região de Santos ocorreu entre o Neocomiano e o Eoaptiano, quando acumularam-se os sedimentos lacustres da Formação Guaratiba, escassamente amostrados na bacia. |
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| Este pacote inclui cunhas de sedimentos siliciclásticos grossos avermelhados com fragmentos de basalto e quartzo, com coquinas associadas. |
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| A ocorrência de depósitos anóxicos é suposta para os domínios mais distais da bacia (Pereira & Feijó, 1994 em Milani et al. 2001). |
| s-82
| A seqüência rifte é coberta pelos evaporitos aptianos da Formação Ariri, constituídos por intercalações de halita e anidrita. |
| s-83
| O fluxo mergulho abaixo destes evaporitos, a partir do Albiano, definiu um estilo tectono-sedimentar em que são muito importantes as estruturas halocinéticas. |
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| Grandes diápiros e muralhas de sal alcançam vários quilômetros de altura na região de águas profundas da Bacia de Santos. |
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| A sucessão albiana, conhecida como formações Florianópolis, Guarujá e Itanhaém, consiste de, respectivamente, arenitos avermelhados, carbonatos e folhelhos cinza, um conjunto lito-faciológico depositado durante um progressivo aprofundamento da bacia. |
| s-86
| As condições de máximo afogamento foram atingidas durante o Neocenomaniano-Turoniano, quando depositaram-se os folhelhos negros da Formação Itajaí-Açu. |
| s-87
| Nas regiões mais proximais da bacia, uma espessa cunha de conglomerados (Formação Santos) e arenitos de ambiente marinho raso (Formação Juréia), abrangendo o intervalo temporal entre o Santoniano e o Maastrichtiano, invadiram a bacia em resposta à subida da Serra do Mar. |
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| Este evento é datado entre 100 e 80 |
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| Ma por análise de traços de fissão de apatita (Lelarge, 1993 em Milani et al. 2001). |
| s-90
| O restante da evolução da Bacia de Santos, já no Cenozóico, foi marcado por uma progradação de siliciclásticos (Formações Iguape e Sepetiba), que avançaram sobre o sistema pelítico de plataforma e talude (Formação Marambaia). |
| s-91
| Para norte, a bacia é parcialmente isolada da Bacia do Espírito Santo, na região de águas rasas, pelo Alto de Vitória, um bloco elevado de embasamento que coincide com a terminação oeste da Cadeia Vitória-Trindade, um importante lineamento oceânico daquela área. |
| s-92
| Em águas profundas, não existe uma separação efetiva entre as bacias de Campos e do Espírito Santo. |
| s-93
| O embasamento cristalino tem sido escassamente amostrado em subsuperfície, e corresponde aos mesmos domínios litológicos de gnaisses précambrianos que afloram nas áreas vizinhas à esta bacia marginal. |
| s-94
| Para o sul, o Alto de Cabo Frio, que limita as bacias de Campos e Santos, comportou-se como um foco de persistente magmatismo durante a história evolutiva pós-aptiana da bacia. |
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| Naquela área, sedimentos turonianos a campanianos ocorrem intercalados a rochas vulcanoclásticas, basaltos e diques de diabásio de 90 a 80 |
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| Ma de idade. |
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| O magmatismo recorrente voltou a formar cones vulcânicos durante o Eoceno (Mohriak et al., 1995 e Oreiro et al., 2008). |
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| A porção inferior da Formação Lagoa Feia inclui conglomerados com abundantes clastos de basalto que formam grandes leques ao longo das falhas de borda. |
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| Também ocorrem arenitos, folhelhos ricos em matéria orgânica e coquinas, definindo um contexto de sedimentação lacustre. |
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| As coquinas alcançam até 400 m de espessura, constituindo-se em depósitos de carapaças de pelecípodes (Membro Coqueiros) associados a altos estruturais e representando uma fácies particular de rochas porosas nesta bacia. |