Análise morfológica e geométrica em microescala de estilólitos hospedados em rochas carbonáticas da formação Água Clara - Mina Rio Bonito - Campo Largo - Paraná

Abstract

Resumo: Estilólitos são estruturas de dissolução intergranular, comuns em rochas carbonáticas, cujas geometria e distribuição ainda são pouco estudadas em zonas de fraturamento hidráulico e brechação. Centenas de estilólitos hospedados em rochas carbonáticas da Formação Água Clara, Mina Rio Bonito (MRB) - Brasil foram submetidos a análise morfológica em microescala, visando obter: (i) amplitude; (ii) comprimento total; (iii) espessura e (iv) distribuição. Propõe-se, nessa dissertação, novo procedimento de análise de estilólitos com base no comprimento de onda dominante (COD), visando extrair os principais comprimentos de onda do estilólito, através da transformada rápida de Fourier e o filtro passa-banda. Os resultados de COD permitiram obter os principais comprimentos de onda de estilólitos em microescala, oferecendo uma simplificação gráfica de sua morfologia. Através dos resultados geométricos de amplitude foi possível separar as microestruturas em quatro tipos morfológicos: (i) Wave tipo 1, (ii) Wave tipo 2, (iii) Suture and Sharp tipo 1, (iv) Suture and Sharp tipo 2. A análise geométrica em microescala somada ao método COD demonstram que as brechas calcítica e dolomítica da MRB hospedam estilólitos de maior amplitude e mais heterogêneos do que outros litotipos analisados, relacionando processos de fraturamento hidráulico e morfologia de estilólitos em microescala.

Abstract: Stylolites are intergranular dissolution structures commonly found in carbonate rocks, but poorly studied in terms of geometry and distribution in hydraulic fracturing and breccia zones. Hundreds of stylolite samples hosted by carbonate rocks from the Água Clara Formation at the Rio Bonito Quarry (RBQ), Brazil, had their (i) amplitude; (ii) total length; (iii) thickness and (iv) distribution determined through microscale morphological analysis. Also, a new analysis procedure for determining main wavelengths in stylolites based on the fast Fourier transforms and bandpass filter is proposed in the present study. DWL results allowed simplified graphic representations of stylolites in microscale and the extraction of the dominant wavelengths. Four morphological types of stylolites could be established from the geometric amplitudes obtained: (i) Wave type 1, (ii) Wave type 2, (iii) Suture and Sharp type 1, (iv) Suture and Sharp type 2. In conjunction with the DWL method, geometric analysis indicates that the stylolites hosted by calcitic and dolomitic breccias at the RBQ are of greater amplitude and heterogeneity than the other lithotypes present and their morphological particularities are related to hydraulic fracturing processes at the microscale.