Esta pesquisa investiga como as fraturas associadas ao campo de tensão (SHmax) influenciam no aumento da porosidade e a permeabilidade secundária, bem como, no desenvolvimento de feições cársticas das rochas carbonáticas do Lajedo do Rosário (Formação Jandaíra – Bacia Potiguar). O estudo apresenta interpretação de imagens de Veículo Aéreo não Tripulado (VANT), dados de modelagem numérica e pesquisa de campo. Através da imagem VANT foi realizada a interpretação estrutural e confecção de mapas de lineamentos, de dissolução superficial e topográfico, e perfis topográficos. A análise estrutural realizada em campo contou com a caracterização de estruturas centimétricas, como veios, estilólitos tectônicos e estruturas distensionais, além de, estruturas métricas, como falhas normais. A modelagem numérica investiga como as fraturas submetidas a uma tensão de compressão máxima NW (campo de tensão atual da Bacia Potiguar) influencia no processo de dilatância e escoamento plástico e, como consequência, no desenvolvimento cárstico. Os resultados de campo indicam que as principais estruturas, geradas por um campo de tensão transcorrente com compressão máxima horizontal N-S e distensão máxima horizontal E-S, são compatíveis com veios direção N-S, fraturas distensionais (modo-I) e estilólitos tectônicos de direção E-W a ENE-WSW, perpendiculares a estratificação, compatíveis com o mesmo campo de tensão. A ligação dessas estruturas forma fraturas contínuas de até 100 m de comprimento e 15 m de profundidade, que permite a circulação vertical do fluido ao longo dos planos das fraturas, que pode atingir os planos deposicionais favorecendo também a dissolução horizontal. Estas zonas de interseção de planos geram zonas de alta conectividade que leva ao aumento da porosidade e da permeabilidade, gerando condutos estruturalmente controlados, sendo responsáveis pelo desenvolvimento de cavernas, estruturas de colapso e fraturas alargadas. Os resultados dos modelos numéricos indicam que a tensão acumulada ao longo das fraturas pré-existentes gera zonas que propiciam o aumento da porosidade e permeabilidade, favorecendo o desenvolvimento cárstico. As fraturas NW, ortogonais ao campo de tensão (SHMAX) e na interseção de fraturas NE-SW e NS foram os locais com maior aumento da dilatância e a presença da plastificação, ou seja, os locais preferenciais para o desenvolvimento cárstico. Os resultados da modelagem numérica quando comparados aos mapas de dissolução mostra resultados realistas para o desenvolvimento de feições cársticas. O comportamento das fraturas pré-existentes muito pode contribuir para o entendimento do desenvolvimento da porosidade e permeabilidade secundária nas rochas carbonáticas, bem como, no desenvolvimento de feições cársticas.
This research investigates how fractures associated with the stress field (SHmax) influence the increase of porosity and secondary permeability, as well as the development of karst features of the carbonate rocks of Rosário Outcrop (Jandaíra Formation – Potiguar Basin). The study presents the interpretation of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) images, numerical modeling data and field research. Through the UAV image was performed the structural interpretation and preparation of lineament maps, surface and topographic dissolution, and topographic profiles. The structural analysis performed in the field had the characterization of centimeter structures, such as veins, tectonic stylolites and distensional structures, as well as metric structures as normal faults. Numerical modeling investigates how fractures subjected to a maximum compression stress NW (current stress field in the Potiguar Basin) influences the dilatancy process and plastic flow and, consequently, the karstic development. Field results indicate that the main structures, generated by a transcurrent stress field with maximum horizontal compression NS and maximum horizontal distension ES, are compatible with NS veins, distensional fractures (I-mode) and E-W to ENE-WSW tectonic stylolites, perpendicular to stratification, compatible with the same stress field. The linkage of these structures forms continuous fractures up to 100 m in length and 15 m deep, which allows the fluid to flow vertically along the fracture planes, which can reach the depositional planes, also favoring horizontal dissolution. These plane intersection zones generate zones of high connectivity that leads to increased porosity and permeability, generating structurally controlled conduits, being responsible for the development of caves, collapse structures and large fractures. The results of the numerical models indicate that the accumulated stress along the pre-existing fractures generates zones that favor the increase of porosity and permeability, favoring the karstic development. NW fractures, orthogonal to the stress field (SHmax), and fractures at the intersection of NE-SW and NS fractures were the sites with the largest increase in dilatancy and the presence of plasticization, that is, the preferred sites for karstic development. The results of numerical modeling when compared to dissolution maps show realistic results for the development of karst features. The behavior of pre-existing fractures can greatly contribute to the understanding of the development of secondary porosity and permeability in carbonate rocks, as well as in the development of karst features.
RABELO, Juliana Gomes. Estudo de zonas de fraturas de alta permeabilidade e através de mapeamento estrutural e modelagem numérica na formação Jandaíra, Bacia Potiguar. 2019. 99f. Tese (Doutorado em Geodinâmica e Geofísica) – Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.