A diagénese é um conjunto de processos que modificam os sedimentos logo após a sua deposição e que os transforma de forma progressiva em rocha compacta, e que abrange todas as modificações e transformações sofridas logo após o soterramento até ao início do metamorfismo incipiente com elevadas temperaturas e pressões. É um processo que decorre num ambiente termodinâmico que, no ciclo petrogenético, se coloca a meio caminho entre a sedimentação e o metamorfismo; na fronteira entre os processos exógenos e endógenos (Galopim de Carvalho, 2003).
De uma forma geral a diagénese ocorre quando os minerais constituintes dos sedimentos/rochas se tornam instáveis, devido à ocorrência de modificações das condições físicas e/ou químicas do meio em que estão inseridos e de que fazem parte integrante, passando aqueles, a partir desse momento a estar à procura de novas condições de equilíbrio.
A ocorrência da diagénese depende de factores intrínsecos e extrínsecos ao próprio sedimento. Os factores intrínsecos são: a composição mineralógica, a textura, a porosidade, a permeabilidade, a composição química do fluido intersticial deposicional primário, conteúdo em argila e tipo de matéria orgânica presente. Os factores extrínsecos são: a pressão, a temperatura e o fluxo, quantidade e quimismo dos fluidos diagenéticos secundários existentes nos poros da rocha.
A pressão é um factor determinante para o movimento dos fluidos circulantes existentes numa bacia sedimentar e consequentemente para o tipo processos diagenéticos que ocorrem contemporaneamentea esse movimento. Existem três tipos de pressões a que os sedimentos podem estar submetidos numa bacia, nomeadamente: a pressão litostática que é devida ao peso das camadas de rocha posteriormente depositadas, a pressão hidrostática e a pressão de “poro”, que corresponde à pressão que é exercida pelos fluidos no interior dos poros da rocha.
A temperatura é um factor determinante para o tipo de reacções ocorridas durante a evolução diagenética de uma rocha, uma vez que viabiliza a ocorrência de determinado tipo de reacções, resultantes da interacção do fluido intersticial com as partículas constituintes da rocha. Trata-se de um factor que funciona usualmente como catalizador dessas reacções e que aumenta com a profundidade devido ao gradiente geotérmico.
Os fluidos intersticiais condicionam o tipo de processos diagenéticos actuantes e sua distribuição, e afectam determinantemente a taxa a que ocorrem as reacções diagéneticas (Flügel, 2004), devido principalmente ao seu quimismo, fluxo, quantidade e o tempo de residência dos mesmos no interior da rocha. Estes fluidos, de uma maneira geral, sofrem alterações significativas da sua composição química ao longo do soterramento (Tucker, 1990).
O fluido mais comum existente nos espaços intersticiais de uma rocha é a água, que, de uma forma geral, evolui quimica e isotopicamente durante o soterramento, tornando-se cada vez mais ácida e corrosiva, promovendo essencialmente a ocorrência de dissolução das partículas constituintes da rocha.
Um factor muito importante associado a estas águas intersticiais é a salinidade, que influencia bastante as propriedades químicas das águas circundantes; por exemplo, águas com salinidade elevada alteram o pH das soluções existentes e/ou circundantes e, consequentemente, alteram também a solubilidade da calcite e de certos tipos de cimentos presentes.
A eficiência dos processos diagenéticos, além de depender de todas as condicionantes anteriormente abordadas, depende essencialmente da existência ou não de estabilidade da composição mineralógica dos sedimentos e das rochas.
4.1.1.AS TRÊS FASES PRINCIPAIS DA DIAGÉNESE
A diagénese é subdividida em três fases principais: a eodiagénese, a mesodiagénese e a telodiagénese (Fig.4.1.).
4.1.1.1.Aeodiagénese
A eodiagénese ocorre perto da superfície e é uma fase caracterizada pelo facto de os processos diagenéticos actuantes ocorrerem durante um intervalo de tempo relativamente curto, num período de tempo compreendido entre a deposição dos sedimentos e o seu soterramento (Flügel, 2004).
O limite superior da zona activa da eodiagénese corresponde à interface subaérea ou subaquática, enquanto que o seu limite inferior situa-se na zona/área onde as águas meteóricas provenientes da superfície e/ou águas marinhas deixam de circular pela gravidade e/ou por convecção (Flügel, 2004).
Nesta fase, os minerais mineralogicamente instáveis constituintes do sedimento sofrem modificações e transformações acentuadas, que podem levar à criação de porosidade, principalmente devido à ocorrência de dissolução (nomeadamente da aragonite e da calcite com elevado teor em magnésio) ou dolomitização e/ou até a colmatação da porosidade por cimentação.
É uma fase que, em geral, exibe a presença de influências orgânicas, como perfuração, bioturbação, penetração de raízes, decomposição da matéria orgânica.
A porosidade nesta fase é normalmente moderada a elevada.
4.1.1.2.A mesodiagénese
Corresponde ao enterramento profundo e às modificações e transformações ocorridas durante esse período, devido à ocorrência de determinados processos diagenéticos, que se desenvolvem bastante longe das zonas de influência dos processos relacionados com a superfície.
A ocorrência dos processos diagenéticos nesta fase é muito influenciada tanto ao nível da sua ocorrência como da sua distribuição pela: extensão e distribuição das alterações ocorridas na eodiagénese, quimismo dos fluidos existentes no interior dos poros da rocha, tempo de residência e regime de fluxo desses fluidos, condições de temperatura e pressão (que podem levar à degradação termal de hidrocarbonetos e ao fluxo lento de fluidos bacinais durante o soterramento progressivo).
Trata-se de uma etapa diagenética caracterizada fundamentalmente pela destruição da porosidade e da permeabilidade, principalmente por compactação e cimentação. Podem existir situações em que há geração de porosidade nesta fase, devido a ocorrência de dolomitização e/ou a geração de fracturação durante a compactação da rocha durante o soterramento.
O limite entre a eodiagénese e a mesodiagénese não é preciso em termos de profundidade de soterramento e de temperatura.
4.1.1.3.A telodiagénese
O termo telodiagénese refere-se ao soerguimento de rochas há muito soterradas e mineralogicamente estáveis às condições de soterramento, para a superfície e/ou para zonas próximas dela, passando estas a ser automaticamente afectadas por processos derivados da superfície, como a meteorização física e química, em que o principal agente é a água meteórica. Este reerguimento está normalmente associado à ocorrência de descontinuidades geológicas nas sequências estratigráficas (Flügel, 2004).
A meteorização física ocorre principalmente por: expansão e contracção de origem térmica, crescimento de cristais no interior da rocha, dilatação devida a descompressão e actividade biológica.
A meteorização química (decomposição de minerais quer por dissolução, quer por transformação noutros minerais) ocorre por: dissolução e carbonatação, hidratação, hidrólise e carbonatação, oxidação e/ou influências biológicas na meteorização química/meteorização bioquímica (Cabral, 2004).
Nas situações em que as rochas que sofreram telodiagénese não chegam à superfície, mas estão conectadas com ela por descontinuidades no maciço rochoso, ocorre geralmente carsificação das mesmas (Flügel, 2004).
Os principais factores que controlam a ocorrência e distribuição das modificações e transformações ocorridas nesta fase são: a composição mineralógica da rocha, o grau de fracturação da rocha (como por exemplo: a presença de falhas e/ou descontinuidades geológicas que se estendam até à, ou próximo da superfície, permitindo a percolação de fluidos e servindo como condutores de água meteórica), o gradiente hidráulico (que depende do grau de emersão das rochas em relação ao nível do mar), o grau de perda de porosidade e permeabilidade durante a eodiagénese e mesogénese, a presença ou ausência de espessas camadas de argilas e/ou outras rochas impermeáveis que dificultem a infiltração de água meteórica, a duração da exposição, o clima e a temperatura à superfície.
Os principais tipos de porosidade observados são a porosidade cavernosa, por brechificação e de fractura (Fig.3.13.).
Figura 4.1. Processos que afectam a porosidade das rochas durante o soterramento e, mais tarde durante
4.1.2.IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DA DIAGÉNESE
O estudo das modificações e transformações ocorridas durante a evolução diagenética de um sedimento ao longo da sua história geológica, ajuda a entender qual foi o processo deposicional e a natureza do ambiente deposicional desse sedimento e quais os processos diagenéticos actuantes ao longo desse período, uma vez que, quase todos os sedimentos acabam por sofrer um conjunto de transformações físicas, químicas e biológicas, mais ou menos acentuadas, posteriormente à sua deposição e durante a sua evolução diagenética, a menos que sejam destruídos prematuramente.