PhD Thesis

INVESTIGAÇÃO QUIMIOESTRATIGRÁFICA DE
ROCHAS GERADORAS DE HIDROCARBONETOS:
APLICAÇÃO NA ANÁLISE DO SISTEMA PETROLÍFERO
DO GRUPO VILLETA, VALE SUPERIOR DO
MAGDALENA, COLÔMBIA
Félix Thadeu Teixeira Gonçalves
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Instituto de Geociências
Doutorado
Orientador: Prof. Dr. João Graciano Mendonça Filho
Rio de Janeiro
2005

INVESTIGAÇÃO QUIMIOESTRATIGRÁFICA DE ROCHAS GERADORAS DE
HIDROCARBONETOS: APLICAÇÃO NA ANÁLISE DO SISTEMA PETROLÍFERO DO
GRUPO VILLETA, VALE SUPERIOR DO MAGDALENA, COLÔMBIA
Félix Thadeu Teixeira Gonçalves
Tese submetida ao corpo docente do Instituto de Geociências da Universidade Federal
do Rio de Janeiro-UFRJ, como parte dos requisitos necessários à obtenção do grau de
Doutor.
Aprovada por:
Prof. Dr. Ismar de Souza Carvalho (UFRJ)
Prof. Dr. Leonardo Fonseca Borghi de Almeida (UFRJ)
Dr. Flávio Luis Fernandes (PGT)
Dr. René Rodrigues (UERJ)
Dr. Henrique Luis de Barros Penteado (Petrobrás)
Rio de Janeiro
2005
ii

iii
G635i Gonçalves, Félix Thadeu Teixeira
Investigação quimioestratigráfica de rochas geradoras de
hidrocarbonetos: aplicação na análise do sistema petrolífero do Grupo
Villeta, Vale Superior do Magdalena, Colômbia. / Félix Thadeu Teixeira
Gonçalves. – 2005.
Tese (Doutorado em Geociências) – Universidade Federal do Rio
de Janeiro, Instituto de Geociências, Rio de Janeiro, 2005.
Orientador: João Graciano Mendonça Filho
1. Quimioestratigráfica 2. Rochas Geradoras de Hidrocarbonetos 3. Sistema Petrolífero
4. Vale Superior do Magdalena, Colômbia. II. Título.
CDD 551.90861
xxi, 202 f.: il.
Anexos: f.167-202
FICHA CATALOGRÁFICA

AGRADECIMENTOS
iv
Sou grato a todos aqueles que de alguma forma apoiaram, incentivaram e colaboraram
na realização deste trabalho. Nesta oportunidade, dedico um especial agradecimento:
- aos geólogos Yolima Blanco, Diego Díaz, Christian Niño, Luz Stella Vargas e
Wilson Zamora pela colaboração na etapa de levantamento campo e pelas discussões
sobre a estratigrafia da coluna;
- à química Paulina Gómez pelo empenho no apoio à preparação das amostras
e realização das análises geoquímicas;
- ao colega de trabalho e caro amigo Cesar Mora pela sugestão da área de
trabalho, pelo empenho junto a ECOPETROL para a consecução dos recursos para
realização das análises, e pelas discussões e sugestões técnicas dadas durante toda o
período de realização deste estudo;
- aos colegas do Instituto Colombiano do Petróleo, em particular a Antonio Rangel
e Luis Fernando Sarmiento, pelas proveitosas discussões sobre a geologia e geoquímica
do petróleo na Colômbia.
- ao Prof. Dr. João Graciano Mendonça Filho, pela realização das análises
organopetrográficas e fotomicrografias, pela orientação e, principalmente, pelos
inestimáveis incentivo e apoio dados desde o início do trabalho;
- aos colegas e caros amigos Ricardo Bedregal e Jason Carneiro pelo incentivo
e apoio prestados durante o trabalho e pela revisão crítica de diferentes capítulos da
tese;
- aos colegas Elio Perez, Fernando Pulgati e Juliano Kuchle pelo apoio,
respectivamente, nas etapas de modelagem cinética, análise estatística multivariada e
análise estratigráfica;
- a Magda Almada e Fábio Bagni pelo suporte nas edição das referências
bibliográficas; e aos designers Roberto Rocha e Filipe Baeta pela edição final da tese;
- ao Profs. Drs. Ismar S. Carvalho, Leonardo F. Borghi de Almeida e René
Rodrigues e aos Drs. Henrique L. B. Penteado e Flávio L. Fernandes pela participação
na banca e pelos valiosos comentários e sugestões;
- a ECOPETROL, pelo suporte material e logístico necessário para realização
das etapas de campo e analítica;
- A Mara, Ricardo, Mariana e Juliana, meus amados esposa e filhos, um
agradecimento especial pela paciência e apoio durante todo o doutorado.

v
RESUMO
GONÇALVES, Félix Thadeu Teixeira. Investigação quimioestratigráfica de rochas gera-
doras de hidrocarbonetos: aplicação na análise do sistema petrolífero do Grupo Villeta,
Vale Superior do Magdalena, Colômbia. Orientador: João Graciano Mendonça FIlho. Rio
de Janeiro: UFRJ/CCMN/IGEO, 2005. Tese (Doutorado em Geociências).
Uma seção de idade albo-coniaciana (Grupo Villeta) com 720m de espessura que aflora
ao longo do Rio Bambuca, no flanco oeste da bacia do Vale Superior do Magdalena
(VSM), Colômbia, foi estudada sob os pontos de vista estratigráfico e geoquímico. As
amostras coletadas foram submetidas a determinações de carbonato e carbono orgâni-
co total, pirólise Rock-Eval, análises elementar e visual do querogênio, e análises de
GC, GC/MS e ICP-MS.
A análise da sucessão estratigráfica da seção permitiu o reconhecimento de superfícies
de inundação máxima, limites de seqüência e eventos trangressivos-regressivos ras-
treáveis em escala regional por todo o VSM. Os resultados das análises revelaram o pre-
domínio de matéria orgânica do tipo II, amorfa e com altos teores de carbono orgânico
total e índices de hidrogênio, além de um baixo grau de evolução térmica.
Foram identificados cinco intervalos correlacionáveis aos eventos anóxicos globais do
Cretáceo (OAE1a, b e c, OAE2 e OAE3). Evidências sedimentológicas e geoquímicas,
entretanto, mostram que as condições redutoras não estiveram limitadas às fases de ano-
xia global devido à estagnação da coluna d’água imposta pelo contexto paleogeográfico.
A correlação entre a sucessão de fácies orgânicas e os ciclos transgressivos-regressivos
mostram que as variações do nível de base tiveram um papel determinante na definição
das características das rochas geradoras de petróleo do Grupo Villeta.
Correlações óleo-rocha sugerem que a Formação La Luna não contribuiu significativa-
mente para a geração dos óleos do VSM. Propõe-se que diferentes fácies orgânicas
da Formação Tetuan sejam as responsáveis pela geração das duas famílias de óleos
observadas nessa bacia.

vi
ABSTRACT
GONÇALVES, Félix Thadeu Teixeira. Chemostratigraphic assessment of hydrocarbon
source rocks: application in the analysis of the Villeta Group petroleum system, Upper
Magdalena Valley, Colombia. Orientador: João Graciano Mendonça FIlho. Rio de Janeiro:
UFRJ/CCMN/IGEO, 2005. Tese (Doutorado em Geociências).
An Albian-Coniacian, 720m-thick section in the Valle Superior del Magdalena (VSM)
basin, Colombia, was studied from the geochemical and stratigraphic points of view. It
comprises rocks of the Villeta Group and outcrops along the Bambuca river, in the western
flank of the basin. Samples were analyzed for carbonate and total organic carbon (TOC),
as well as submitted to elementary and visual kerogen analyses, Rock-Eval pyrolysis,
GC, GC/MS and ICP-MS.
Analysis of the section’s stratigraphic stacking allowed the recognition of maximum
flooding surfaces, sequence boundaries and transgressive-regressive events, the latter
being recognizable, in a regional scale, through all the VSM basin. Analysis results show
the prevalence of amorphous Type II organic matter, with high TOC and hydrogen indices
(HI), as well as poorly developed thermal evolution.
Five intervals, correlatable to the Cretaceous global anoxic events (OAE1a, b and c,
OAE2 and OAE3), were identified. Notwithstanding, geochemical and sedimentological
evidences show that reducing conditions were not limited to global anoxic phases, due to
water column stagnancy imposed by paleogeographic environment. Correlation between
organic facies succession and transgressive-regressive cycles shows that variations in the
base level have had a determinant role in the definition of the Villeta Group hydrocarbon
source-rocks characteristics.
Oil-rock correlation allows suggesting that La Luna Formation has not significantly
contributed to oil generation in VSM basin. It is proposed that different organic facies in
the Tetuan Formation account for the generation of the two oil families observed in the
basin.

1. Introdução
1.1. Histórico e Motivação
1.2. Abordagem e Objetivos
1.3. Organização da Tese
1
1
3
4
2. Materiais e Métodos
2.1. Levantamento da Seção e Amostragem
2.2. Análise Estratigráfica
2.3. Análises Geoquímicas
2.4 Análises Estatísticas
5
5
6
6
13
3. Contexto Geológico Regional
3.1. Evolução Tectônica da Colômbia
3.2. Bacia do Vale Superior do Magdalena
3.2.1. Arcabouço Estrutural e Estratigráfico
3.2.2. Evolução Tectono-Sedimentar
15
15
20
20
23
4. Análise Estratigráfica da Seção do Rio Bambuca
4.1. Localização e Contexto Geológico Local
4.2. Caracterização Litológica
4.3. Estratigrafia de Seqüências
42
42
47
56
5. Apresentação e Interpretação dos Resultados das Análises
Geoquímicas
5.1. Teores de Carbono Orgânico Total
5.2. Parâmetros da Pirólise Rock-Eval
5.3. Composição do Querogênio (Análise Visual)
26
26
28
37
vii
SUMÁRIO

5.4. Marcadores Biológicos
5.5. Composição Elementar do Querogênio
5.6. Parâmetros Cinéticos de Conversão do Querogênio
5.7. Teores de Elementos Maiores, Menores e Traços em
RochaTotal
122
122
125
129
136
6. Análise Quimioestratigráfica das Rochas Geradoras
6.1. Reconstrução Paleoambiental
6.2. Controle Estratigráfico da Variabilidade Composicional das
Rochas Geradoras
107
107
112
7. Aplicação dos Resultados no Contexto do VSM
7.1. Sistemas Petrolíferos do VSM
7.2. Potencial petrolífero das rochas geradoras
7.3. Variabilidade cinética e timing de geração de HC
7.4. Fácies organo-moleculares e correlação óleo-rocha
8. Conclusões e Recomendações 143
9. Referências Bibliográficas 148
62
77
83
96
viii
167
168
175
178
187
191
194
Anexos
1. Resultados das análises de enxofre, carbonato e carbono
orgânico totais e de pirólise Rock-Eval
2. Resultados da análise visual do querogênio
3. Razões e índices moleculares (biomarcadores)
4. Resultados das análises elementares do querogênio (CHONS)
5. Parâmetros cinéticos (A, E e função de erro)
6. Resultados das análises de ICP-MS

ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 5.2 – Sumário estatístico dos valores de potencial gerador (S2, em
mgHC/gRocha) por unidade estratigráfica da seção do Rio Bambuca, Vale
Superior do Magdalena, Colômbia.
Tabela 5.3 – Sumário estatístico dos dados de índice de hidrogênio (IH, em
mgHC/gCOT) por unidade estratigráfica da seção do Rio Bambuca, Vale
Tabela 5.1 – Sumário estatístico dos resultados das análises de teor de carbono
orgânico total (COT) por unidade estratigráfica da seção do Rio Bambuca,
Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
Tabela 5.4 – Valores médios de índice de hidrogênio (IH, em mgHC/gCOT)
calculados para cada formação do Grupo Villeta na seção do Rio Bambuca,
Vale Superior do Magdalena, Colômbia. São apresentados os valores de IH
médios calculados a partir (a) do coeficiente de x das retas das regressões
da Figura 5.7 e (b) da média aritmética do IH de amostras individuais, e a
diferença entre os dois valores (em mgHC/gCOT).
Tabela 5.5. – Composição química e razão elementar H/C médias das
biomassas de origem fitoplanctônica e de vegetais superiores (Mello & Estrella,
1984).
Tabela 5.6 – Composição química das principais famílias de compostos pre-
sentes na biomassa depositada em bacias sedimentares (Mello & Estrella,
1984).
Tabela 5.7 – Resumo estatístico das concentrações (em ppm) de elementos
maiores, menores e traços determinados em amostras de rocha total da seção
do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia. Os elementos estão
listados em ordem decrescente pelo valor médio da concentração.
Tabela 5.8 – Matriz de correlação entre os elementos maiores, menores e
traços determinados em amostras de rocha total da seção do Rio Bambuca,
Vale Superior do Magdalena, Colômbia. Os números ressaltados em vermelho
correspondem aos coeficientes de correlação com valores absolutos superiores
a 0,4 (página seguinte).
Capítulo 5
44
49
49
54
62
77
100
103
ix

Tabela 6.1 – Resultados da análise fatorial de matriz de dados com 90
amostras e 59 parâmetros geoquímicos da seção do Rio Bambuca, Vale Su-
perior do Magdalena, Colômbia. Apresentam-se os parâmetros associados
aos três fatores que explicaram a maior parte da variância observada na ma-
triz de dados, e suas respectivas cargas fatoriais.
Tabela 6.2 – Classificação de fácies orgânica baseada nos dados de pirólise
Rock-Eval e em análises visuais do querogênio (modificado de Jones,
1987).
Tabela 6.3 – Valores médios de parâmetros de biomarcadores dos grupos
de amostras definidos a partir da análise de grupamento de amostras da
seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena (ver Figura 6.3).
Também se apresenta a denominação adotada para as fácies moleculares
correspondentes a cada grupo (ver texto para explicação).
Tabela 7.1 – Valores de SPI (Source Potential Index em ton/m2
; Demaison &
Huizinga, 1994) calculados para as formações Tetuan e La Luna na seção do
Rio Bambuca e nos poços San Francisco-1 e Nilo-1, bacia do Vale Superior
do Magdalena. Consultar o texto para maiores explicações sobre a forma de
cálculo e as premissas adotadas.
Tabela 7.2 – Amostras selecionadas para o estudo de correlação óleo-rocha
realizado na bacia do Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
Capítulo 6
Capítulo 7
136
129
118
113
108
x

ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 – Mapa da porção noroeste do continente sul-americano com a
localização da bacia do Vale Superior do Magdalena e da coluna sedimentar
analisada neste estudo (adaptado de Schamel, 1991 e Cooper et al., 1995).
Capítulo 1
Figura 3.1 – Mapa geológico esquemático mostrando a distribuição das áreas
sedimentares, das regiões onde afloram rochas ígneas e metamórficas e das
principais feições estruturais da Colômbia e regiões vizinhas (simplificado
de Schamel, 1991 e Cooper et al., 1995). A zona hachurada representa as
regiões mais elevadas do terreno (cordilheiras e maciços). A linha vermelha
tracejada representa a localização aproximada da seção geológica evolutiva
da Figura 3.2.
Capítulo 3
Figura 3.3 – Mapas paleogeográficos esquemáticos mostrando a evolução
tectono-sedimentar da porção central da Colômbia ao longo do Cretáceo
(modificado de Villamil et al., 1999). São apresentadas reconstruções es-
quemáticas no Neo-aptiano/Eo-albiano (a), Meso/Neo-albiano (b), Neoceno-
maniano (c), Eoturoniano (d), Santoniano (e) e Campaniano/Maastrichtiano
(f). Também é mostrada a localização aproximada da seção de afloramento
analisada neste estudo (coluna estratigráfica do Rio Bambuca).
Figura 3.2 – Seções geológicas esquemáticas mostrando três etapas da
evolução tectono-sedimentar da porção central da Colômbia (modificado de
Cooper et al., 1995).
Figura 3.5 – Coluna estratigráfica simplificada da bacia do Vale Superior do
Magdalena (adaptada de Ecopetrol-ICP, 1994).
Figura 3.4 – Mapas mostrando a localização e o arcabouço estrutural da
bacia do Vale Superior do Magdalena (modificado de Schamel, 1991).
Figura 3.6 – Estratigrafia, curva de variação relativa do nível do mar, limites
de seqüências e eventos paleoceanográficos globais da seção de idade apti-
ana/santoniana, conforme definido por Villamil (1998) na região do VSM e da
cordilheira Andina Oriental. As siglas OAE’s 1, 2 e 3 referem-se aos eventos
anóxicos globais do Cretáceo (Oceanic Anoxic Events; Schlanger & Jenkyns,
1976; Arthur et al., 1990).
2
15
17
18
21
22
24
xi

Figura 4.2 – Coluna estratigráfica da seção do Rio Bambuca, levantada
ao longo do rio homônimo, no flanco noroeste da sub-bacia de Neiva, Vale
Superior do Magdalena. A figura apresenta, além da sucessão litológica e
feições sedimentares, os dados de raios gama levantados no campo e os
teores de carbonato total determinados em laboratório.
Figura4.1–Localizaçãoecontextogeológicodaseçãoestratigráficalevantada
ao longo do Rio Bambuca. A referida seção atravessa o flanco ocidental do
sinclinal da Media Luna, no limite noroeste da sub-bacia de Neiva, próximo
ao alto de Natagaima (adaptado de Vargas et al., 2002).
Capítulo 4
Figura 4.4 – Fotografia mostrando pacotes de calcários próximo ao topo da
Formação Caballos, seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena,
Colômbia.
Figura 4.3 – Fotografia mostrando intercalações de arenitos, folhelhos
e camadas carbonosas delgadas na Formação Caballos, seção do Rio
Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
Figura 4.6 – Fotografia mostrando camadas de calcário maciço intercalado
com calcários laminados e folhelhos no segmento médio da Formação Tetuan,
seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
Figura 4.7 – Fotografia em que se vêem intercalações centimétricas de
folhelhos (níveis escuros) e calcários pelágicos (níveis claros) no segmento
superior da Formação Tetuan, seção do Rio Bambuca, Vale Superior do
Magdalena, Colômbia
Figura 4.5 – Fotografia em que se vêem intercalações rítmicas de calcários
pelágicos (níveis claros) e folhelhos calcíferos (camadas escuras) no
segmento médio da Formação Tetuan, seção do Rio Bambuca, Vale Superior
do Magdalena, Colômbia.
Figura 4.8 – Fotografia mostrando afloramento folhelhos e calcários parcial-
mente intemperizados da porção basal da Formação Bambuca, parcialmente
recobertos pela vegetação, na seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Mag-
dalena, Colômbia.
Figura 4.9 – Fotografia em que se vêem afloramentos de folhelhos intem-
perizados da Formação Bambuca, seção do Rio Bambuca, Vale Superior do
Magdalena, Colômbia.
Figura 4.10 – Fotografia em que se vêem intercalações decimétricas de
calcários pelágicos (níveis mais claros) e folhelhos (níveis mais escuros) na
porção inferior da Formação La Luna, seção do Rio Bambuca, Vale Superior
26
27
28
29
30
31
31
33
33
34
xii

Capítulo 4
Figura 4.11 – Fotografia mostrando intercalações decimétricas de calcários
pelágicos e folhelhos na porção inferior da Formação La Luna, seção do Rio
Figura 4.13 – Estratigrafia, curva de variação relativa do nível do mar, limites
de seqüências, eventos paleoceanográficos globais e principais marcos
estratigráficos da seção de idade aptiana/santoniana na região do VSM e da
cordilheira Andina Oriental (adaptado de Villamil, 1998). As siglas OAE’s 1,
2 e 3 referem-se aos eventos anóxicos globais do Cretáceo (Oceanic Anoxic
Events; Schlanger & Jenkyns, 1976; Arthur et al., 1990).
Figura 4.12 – Fotografia com vista geral da sucessão de cherts, calcários
e folhelhos na porção inferior do Grupo Olini, seção do Rio Bambuca, Vale
Figura 4.14 – Coluna estratigráfica da seção levantada ao longo do Rio
Bambuca, no flanco noroeste da sub-bacia de Neiva, Vale Superior do
Magdalena. A figura apresenta os ciclos transgressivo-regressivos e o
arcabouço de estratigrafia de seqüências interpretado a partir da análise da
sucessão litológica.
Capítulo 5
Figura 5.1 – Expressão estratigráfica dos teores de carbono orgânico total ao
longo da seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
Figura 5.2 – Histogramas mostrando a distribuição dos valores de teor de
carbono orgânico total (COT) para as formações do Grupo Villeta na seção
do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
Figura 5.3 – Gráfico de teor de carbonato total vs. teor carbono orgânico
total (COT) para as amostras analisadas na seção do Rio Bambuca, Vale
Figura 5.4 – Gráfico de distribuição dos valores de COT (mínimo, máximo,
média e desvio padrão) por faixa de conteúdo de carbonato na seção do Rio
Figura 5.5 – Expressão estratigráfica dos valores de índice de hidrogênio
(IH), temperatura máxima (Tmax) e índice de produção (IP) ao longo da
seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
35
36
37
39
43
44
46
46
50
xiii

Figura 5.6 – Diagrama do tipo Van Krevelen modificado (Espitalié et al.,
1985) mostrando a distribuição dos índices de hidrogênio (IH) e oxigênio
(IO) das unidades analisadas na seção do Rio Bambuca, Vale Superior do
Capítulo 5
Figura 5.7 – Gráficos de teor de carbono orgânico (COT) vs. potencial
gerador (S2) para as formações do Grupo Villeta na seção do Rio
Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia. As linhas grossas de
cor cinza separam os campos dos querogênios dos tipos I, II e III. As linhas
tracejadas são retas obtidas a partir da regressão linear dos dados. Ao
lado das retas também são mostrados suas equações e seus coeficientes
de correlação (R2).
Figura 5.9 – Gráfico de teor de carbonato total vs. índice de hidrogênio (IH)
para as amostras analisadas na seção do Rio Bambuca, Vale Superior do
Magdalena, Colômbia
Figura 5.10 – Gráfico de distribuição dos valores de índice de
hidrogênio (IH mínimo, máximo, média e desvio padrão) por
faixa de conteúdo de carbonato na seção do Rio Bambuca, Vale
Figura 5.8 – Gráfico de teor de carbono orgânico total (COT) vs. índice de
hidrogênio (IH) para as amostras analisadas na seção do Rio Bambuca,
Figura 5.12 – Fotomicrografias do querogênio isolado de amostras
selecionadas da seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena,
Colômbia. Matéria orgânica amorfa grumosa em luz branca (a) e
fluorescência (b), e detalhe de dinoflagelado em fluorescência (c).Aumento
de 40X em (c) e de 20X nas demais fotos.
Figura 5.11 – Expressão estratigráfica dos teores de matéria orgânica
amorfa, liptnita e matéria orgânica lenhosa ao longo da seção do Rio
Figura 5.13 – Fotomicrografias do querogênio isolado de
amostras selecionadas da seção do Rio Bambuca, Vale Superior
do Magdalena, Colômbia. Grão de pólen em fluorescência
(a), grãos de esporos e matéria lenhosa em fluorescência
(b), e matéria lenhosa e cutinita em luz branca (c). Aumento
de 20X em todas as fotos.
51
53
54
55
55
58
59
60
xiv

Capítulo 5
Figura 5.14 – Gráfico de teor de carbonato total vs. teor de matéria orgânica
lenhosa para as amostras da seção do Rio Bambuca, Vale Superior do
Figura 5.15 – Gráfico de teor de matéria orgânica amorfa vs. índice
hidrogênio (IH) para as amostras da seção do Rio Bambuca, Vale Superior
Figura 5.16 – Cromatogramas gasosos (CG) e cromatogramas de massas
m/z 191 e m/z 217 das frações de hidrocarbonetos saturados de extratos
orgânicos representativos da seção do Rio Bambuca. Compostos corres-
pondentes aos picos identificados: 1= n-C15
, 2= Pristano, 3= Fitano, 4= n-
C25
, 5= C27
18α(H) Trisnorhopano (Ts), 6= C27
17α(H) Trisnorhopano (Tm),
7= 28,30 bisnorhopano, 8= C29
17α(H), 21β(H) norhopano, 9= C30
17α(H),
21β(H) hopano, 10= gamacerano, 11= C27
βα diasterano 20S, 12= C29
αββ
esterano 20R.
Figura 5.18 – Gráfico tridimensional correlacionando a razão pristano/fi-
tano (P/F) e o índice de C24
tetracíclico com teores de matéria orgânica
lenhosa nas amostras da seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Mag-
dalena, Colômbia (consultar forma de cálculo da razões e do índice no
Anexo 3).
Figura 5.17 – Expressão estratigráfica das razões pristano/fitano (P/F) e
Ts/(Ts+Tm) e do índice de C24
tetracíclico ao longo da seção do Rio Bam-
buca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia (consultar forma de cálculo
das razões e do índice no Anexo 3).
Figura 5.19 – Expressão estratigráfica dos índices de gamacerano,
bisnorhopano e C35
homohopanos ao longo da seção do Rio Bambuca,
Vale Superior do Magdalena, Colômbia (consultar forma de cálculo dos
índices no Anexo 3).
Figura 5.20 – Expressão estratigráfica das razões esteranos/
(esteranos+hopanos) e C27
/C27
+C29
, e do índice de diasteranos ao longo da
seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia (consultar
forma de cálculo das razões e do índice no Anexo 3).
61
62
65
68
69
70
72
xv

Figura 5.21 – Expressão estratigráfica das razões C31
homohopanos S/S+R,
C29
esteranos ααα S/(S+R) e C29
esteranos αββ/(ααα+αββ) ao longo da
seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia (consultar
forma de cálculo das razões no Anexo 3).
Figura 5.22 – Gráficos de Tmax vs. razões C31
homohopanos S/S+R (a),
C29
esteranos ααα S/(S+R) (b) e C29
esteranos αββ/(ααα+αββ) (c) para as
amostras da seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia
(consultar forma de cálculo das razões no Anexo 4). A linha verde tracejada
em (a) foi traçada de forma arbitrária tentando descrever a variação dos
dados. Já a linha azul tracejada em (b) é produto da regressão linear dos
dados com o respectivo coeficiente de correlação (R2
).
Figura 5.24 – Gráficos O/C vs. H/C (diagrama de Van Krevelen) e O/C vs.
S/C mostrando a distribuição dos dados das razões atômicas medidas no
querogênio de amostras das unidades analisadas na seção do Rio Bambuca,
Figura 5.23 – Expressão estratigráfica das razões atômicas H/C, O/C, N/C e
S/C medidas no querogênio de amostras tomadas ao longo da seção do Rio
Capítulo 5
Figura 5.26 – Gráfico de teor de matéria orgânica amorfa vs. razão H/C
para as amostras da seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena,
Colômbia.
Figura 5.25 – Correlação entre o índice de hidrogênio (IH) da pirólise Rock-
Eval e a razão atômica H/C para as amostras analisadas na seção do Rio
Figura5.27–Histogramasmostrandoasdistribuiçõesdeenergiasdeativação
dos principais tipos de querogênio e suas respectivas curvas de conversão em
função de uma história de soterramento hipotética (adaptado de Tissot et al.,
1987).Ograudeconversãoédescritopeloparâmetroconhecidocomotaxade
transformação,querepresentaaporcentagemdopotencialgeradororiginalque
foi efetivamente convertido em petróleo
74
76
80
81
82
83
86
xvi

Capítulo 5
Figura5.30–Gráficotridimensionalmostrandovariabilidadedosparâmetros
cinéticos da seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena,
Colômbia. Para um conjunto de amostras representativas, apresenta-se
a distribuição dos potenciais geradores de hidrocarbonetos associados às
energias de ativação e aos fatores de freqüência (entre parênteses junto à
identificação da amostra na legenda, em s-1
).
Figura 5.29 – Histograma de distribuição dos valores da função de erro
calculados pelo software Optkin a partir das diferenças quadráticas
entre as curvas de produção de hidrocarbonetos medidas e calculadas
nas amostras da seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena,
Colômbia.
Figura 5.28 – Correlação entre as curvas de produção de hidrocarbonetos
medidas pela pirólise Rock-Eval 6 sob taxas de aquecimento de 1, 2, 5, 10,
15 e 25°C/min e as curvas calculadas com base nos parâmetros cinéticos
determinados com auxílio do software Optkin® em uma amostra da seção
do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
Figura 5.32 – Gráficos mostrando a evolução da taxa de transformação
em função da refletância da vitrinita para as amostras da seção do Rio
Bambuca e os querogênios dos tipos II e III. A trajetória das curvas foi
calculada com a equação (4), usando os parâmetros cinéticos do Anexo
5 para as amostras da seção e os publicados por Burnham (1989) para
os querogênios dos tipos II e III, assumindo uma taxa de aquecimento
constante de 2°C/M.a. Foram utilizadas as formulações do modelo proposto
por Sweney & Burnham (1990) para calcular a refletância da vitrinita.
Figura 5.31 – Gráficos mostrando a evolução da taxa de transformação
em função da temperatura para as amostras da seção do Rio
Bambuca e os querogênios dos tipos II, II-S e III. A trajetória das
curvas foi calculada com a equação (4), usando os parâmetros
cinéticos do Anexo 5 para as amostras da seção e os publicados por
Burnham (1989) para os querogênios dos tipos II e III, assumindo
uma taxa de aquecimento constante de 2°C/M.a.
88
88
89
90
91
xvii

Figura 5.33 – Expressão estratigráfica do parâmetro T@50 para amostras
tomadas ao longo da seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena,
Colômbia.Oreferidoparâmetro,adotadocomoindicadordograudereatividade
doquerogênio,correspondeàtemperaturanaqualasamostrasalcançamuma
taxa de transformação de 50%, considerando seus respectivos parâmetros
cinéticos e uma taxa de aquecimento de 2ºC/M.a.
Figura 5.34 – Gráfico de barras mostrando os coeficientes de correlação
linear entre T@50 (ver definição na legenda da figura anterior) uma série
de parâmetros geoquímicos selecionados para as amostras analisadas na
seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia
Figura 5.36 – Gráfico de teor de carbono orgânico total (COT) vs. teor
de enxofre total (S) para as amostras tomadas ao longo da seção do
Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia. A linha vermelha
tracejada representa a relação S/COT = 0,36, encontrada em ambientes
marinhos siliciclásticos normais (Berner & Raiswell, 1984)
Figura 5.35 – Expressão estratigráfica dos teores de enxofre total (S)
determinados em amostras tomadas ao longo da seção do Rio Bambuca,
Figura 5.37 – Expressão estratigráfica da concentração de titânio (Ti), e das
razões silício/titânio (Si/Ti) e fósforo/titânio (P/Si) em amostras de rocha
total da seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
Figura 5.38 – Expressão estratigráfica das razões urânio/titânio (U/Ti),
cobre/titânio (Cu/Ti) e molibdênio/titânio (Mo/Ti) em amostras de rocha total
da seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
Capítulo 6
Figura 6.1 – Expressão estratigráfica dos três fatores que explicaram a
maior parte da variância observada na matriz de dados geoquímicos da
seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia. As siglas
OAE se referem aos eventos anóxicos oceânicos, inferidos com base na
correlação com o arcabouço cronoestratigráfico adotado (ver explicação
no texto).
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99
104
106
110
xviii

Capítulo 6
Figura 6.2 – Distribuição de fácies orgânicas ao longo da seção do rio
Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia. A coluna na esquerda
mostra as fácies orgânicas definidas com base em dados de pirólise e
petrografiaorgânica(AB,B,BCeC)segundoaclassificaçãodeJones(1987).
A coluna na direita mostra as fácies organo-moleculares determinadas a
partir de dados de biomarcadores (MA= marinha carbonática anóxica, MC=
marinha carbonática, MS= marinha siliciclástica, MT= marinha transicional;
consultar texto para definição).
Figura 6.3 – Dendograma resultante da análise de agrupamento de um
conjunto 18 de parâmetros de biomarcadores indicadores de origem (tipo
de matéria orgânica e ambiente deposicional) da fração de hidrocarbonetos
saturados dos extratos orgânicos de amostras de rocha da seção do Rio
Bambuca, Vale Superior do Magdalena. A análise de agrupamento foi
realizada com o auxílio do software Statistica®, seguindo método descrito
no capítulo 2.4. Assumindo uma distância de corte igual ou maior a três
foram diferenciados quatro grandes grupos de amostras assinalados com
cores distintas.
Figura 6.4 – Cromatogramas gasosos (CG) e cromatogramas de
massas m/z 191 e m/z 217 das frações de hidrocarbonetos saturados
de extratos orgânicos da Seção do Rio Bambuca, Vale Superior do
Magdalena. São apresentadas amostras representativas de cada um dos
grupos resultantes da análise de agrupamento (as cores das amostras
são iguais a dos grupos correspondentes na Figura 6.3). Compostos
correspondentes aos picos identificados: x= terpano desconhecido, 1= n-
C15
, 2= Pristano, 3= Fitano, 4= n-C25
, 5= C27
18α(H) Trisnorhopano (Ts), 6=
C27
17α(H) Trisnorhopano (Tm), 7= 28,30 bisnorhopano, 8= C29
17α(H),
21β(H) norhopano, 9= C30
17α(H), 21β(H) hopano, 10= gamacerano, 11=
C27
αββ esterano 20R.
Figura 6.5 – Variações de fácies orgânicas e organo-moleculares
comparadas aos ciclos de transgressão e regressão (curva T-R) ao longo
da seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
114
116
117
120
xix

Capítulo 7
Figura 7.1 – Mapa de localização dos campos de petróleo da Bacia do Vale
Figura 7.2 – Coluna estratigráfica da bacia do Vale Superior do Magdalena
mostrando as rochas geradoras e a distribuição dos volumes de petróleo
in-place entre as principais rochas reservatório.
Figura 7.3 – Seção estratigráfica com datum no topo do Grupo Villeta
comparando os perfis de teor de carbono orgânico total (COT) da seção do
Rio Bambuca com os perfis dos poços San Francisco-1 e Nilo-1, da bacia
do Vale Superior do Magdalena.
Figura 7.4 – Perfil de teor de carbono orgânico total (COT) do Grupo Villeta
no poço Quillacinga-2sta, na bacia do Putumayo (ver localização da bacia
e do poço no mapa ao lado). No perfil são comparados os teores de COT
obtidos em amostras de calha e de testemunho.
Figura 7.5 – Mapa e seção sísmica dip mostrando a localização e contexto
estrutural do pseudopoço (linha amarela grossa) criado para a realização
da modelagem do processo de geração de petróleo. O referido pseudopoço
foi posicionado no eixo de um sinclinal situado no flanco noroeste da sub-
bacia de Neiva, bacia do Vale Superior do Magdalena.
Figura 7.6 – Gráfico de geohistória mostrando as histórias de soterramento,
térmica e de maturação do pseudopoço modelado na bacia do Vale
Superior do Magdalena (ver localização na Figura 7.5). As linhas vermelhas
representam a evolução das isotermas (em ºC) e as áreas com tons de
verde e vermelho, os diferentes graus de evolução térmica alcançados pela
seção sedimentar em termos de faixas de valores de reflectância de vitrinita
(%Ro; ver legenda).
Figura 7.7 – Perfis de taxa de transformação do Grupo Villeta no pseudopoço
modelado (ver Figuras 7.5 e 7.6). São apresentadas reconstruções em três
idades distintas (55, 40 e 15 M.a. atrás) comparando os perfis obtidos a
partir dos parâmetros cinéticos medidos nas amostras da seção do Rio
Bambuca com aqueles resultantes da adoção dos parâmetros cinéticos do
querogênio padrão do tipo II Burnham (1989).
123
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134
xx

Capítulo 7
Figuras 7.8 – Curvas não-cumulativas de evolução da taxa de transformação
da Formação Tetuan no pseudopoço modelado (ver Figuras 7.5 e 7.6).
Comparam-se os resultados obtidos a partir da cinética do querogênio do
tipo II padrão (Burnham, 1989) e dos parâmetros medidos na seção do Rio
Bambuca
Figuras 7.9 – Mapa mostrando a localização das amostras selecionadas
para o estudo de correlação óleo-rocha realizado na bacia do Vale Superior
Figuras 7.10 – Correlação geoquímica molecular entre amostras
representativas das duas famílias de óleos definidas por Córdoba (1998) e
extratos orgânicos da Seção do Rio Bambuca, representativos das fácies
organo-moleculares definidas nessatese(verTabela 7.2).Sãoapresentados
os cromatogramas gasosos (CG) e cromatogramas de massas m/z 191 e m/
z 217 da fração de hidrocarbonetos saturados. Compostos correspondentes
aos picos identificados: 1= n-C15
, 5= C27
18α(H) Trisnorhopano (Ts), 6= C27
17α(H) Trisnorhopano (Tm), 7= 28,30
bisnorhopano, 8= C29
17α(H), 21β(H) norhopano, 9= C30
17α(H), 21β(H)
hopano, 10= gamacerano, 11= C27
αββ esterano
20R.
Figura 7.11 – Gráficos das razões Gamacerano/C30
Hopano e Bisnorhopano/
C30
Hopano vs. razão C35
/C34
Homohopano para extratos orgânicos das
formações La Luna e Tetuan. São comparados os resultados obtidos na
seção do Rio Bambuca com os parâmetros provenientes de poços da sub-
bacia de Neiva, publicados por Córdoba (1998).
Figura 7.12 – Correlação geoquímica molecular entre o extrato orgânico
representativo da fácies organo-molecular marinha transicional da
seção do Rio Bambuca e os óleos dos poços Encanto-1 e Unicórnio-1,
localizados respectivamente nas bacias do Vale Superior do Magdalena
e do Putumayo (ver mapa). São apresentados os cromatogramas
gasosos (CG) e cromatogramas de massas m/z 191 e m/z 217 da fração
de hidrocarbonetos saturados. Compostos correspondentes aos picos
identificados: 1= n-C15
, 5= C24
tetracíclico,
6= C27
17α(H) Trisnorhopano (Tm), 7= 28,30 bisnorhopano, 8= C29
17α(H),
21β(H) norhopano, 9= C30
17α(H), 21β(H) hopano, 10= gamacerano, 11=
C27
αββ esterano 20R.
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142
xxi

1. Introdução
1.1. Histórico e Motivação
O estudo dos processos formadores de rochas ricas em matéria orgânica é
reconhecido pela sua importância econômica. A determinação da distribuição espacial
e da variabilidade composicional dessas rochas é de grande utilidade na avaliação do
processo de geração de petróleo, podendo influenciar sólida e positivamente a taxa
de sucesso das atividades de exploração. Não menos valiosa é a contribuição de tais
estudos para o entendimento de eventos paleoclimáticos e paleoceanográficos. Afinal,
o registro desses eventos, cuja compreensão tem implicações para estudos atuais de
meteorologia e oceanografia, bem como suas conseqüências para a biota, se encontra
gravado na coluna estratigráfica de uma bacia sedimentar.
Não obstante essa importância, os estudos das rochas geradoras de petróleo
encontram obstáculos na qualidade da amostragem. Os poços, principal fonte de
amostras, são normalmente amostrados a cada nove metros e, geralmente, por meio
de amostras de calha. Da mesma forma, e pelo que representam em termos de tempo e
custo de operação, testemunhos de rochas potencialmente geradoras são raros. Baixas
quantidade e representatividade das amostras impedem uma avaliação mais realista das
rochas geradoras de uma bacia, no sentido de conhecer como se deu a sua deposição,
qual é o seu comportamento espacial, sua composição, como a matéria orgânica se
distribui ao longo do registro geológico e da área de ocorrência, e como tal pacote de
rochas comportar-se-ia em resposta aos processos de soterramento e de aumento de
temperatura.
Em decorrência disso, encontra-se com alguma facilidade na literatura técnica
certa e indesejável generalização quando são abordadas rochas geradoras: variações
composicionais são geralmente negligenciadas, sendo comum atribuir a toda uma bacia
um único tipo de matéria orgânica. É também freqüente que os trabalhos não integrem
a estratigrafia aos conceitos e resultados de geoquímica orgânica e inorgânica, sendo
portanto faltos de uma visão mais completa, e por isso mesmo mais complexa, dos
processos envolvidos na formação das rochas geradoras.
No que diz respeito à América do Sul, as principais rochas geradoras de petróleo
da região são depósitos marinhos albo-santonianos, responsáveis por grande parte das

Figura 1.1 – Mapa da porção noroeste do continente sul-americano com a localização da bacia do Vale
Superior do Magdalena e da coluna sedimentar analisada neste estudo (adaptado de Schamel, 1991 e
Cooper et al., 1995).
0 100 200 km
79º 77º 75º 73º 71º 69º
12º
10º
8º
6º
4º
2º
0º
Andes
de
M
érida
Bogotá
FALHADE
ROMERAL
FALHADEBUCARAMANGA
Maciço de
Santa Marta
M
ar do Caribe
Oceano
Pacífico
1
2
5
7
8
9
10
11
12
N
6
AndesdePerijá
FALHA DE OCA
Principais Bacias
Sedimentares:
1. Vale Superior do Magdalena
2. Vale Médio do Magdalena
3. Vale Inferior do Magdalena
4. Cauca-Patia
5. Maracaibo
6. Catatumbo
7. Pacífico
8. Putumayo
9. Llanos Orientais
10. Barinas
11. Amazonas
12. Guajira
Rochas sedimentares Rochas ígneas e metamórficas
Localização da seção
do Rio Bambuca
Áreas de cordilheiras ou maciços
Escudo das Guianas
Colôm
bia
Panamá
Equador
Colômbia
Venezuela
Brasil
Cord.dos
AndesOriental
CordilheiradosAndesOcidentalCord.dosAndesCentral
4
3
reservas de países como Venezuela, Colômbia, Equador e Peru (Dashwood Abbots,
1990; Mora, 2000; James, 2000). Esses depósitos se encontram distribuídos ao longo
de boa parte da porção noroeste do continente, em bacias sedimentares como a de
Maracaibo na Venezuela, as do Vale do Magdalena na Colômbia, a do Oriente no
Equador, e a de Ucayali no Peru (Macellari, 1988; Villamil, 1998; Villamil Pindell, 1998;
Erlich et al., 1999). Dentre as várias denominações dadas para esses depósitos nos
países em que ocorrem, são mais conhecidas as denominações La Luna (na Venezuela
e Colômbia), Villeta (na Colômbia), Napo (no Equador) e Chonta (no Peru).
A sedimentação desses depósitos albo-santonianos ocorreu sobre uma vasta
depressão pericratônica cretácica que se estendeu por grande parte da porção noroeste
da América do Sul, e foi controlada por uma complexa interação de fatores, tais como

eventos tectônicos locais e regionais, flutuações eustáticas do nível do mar e eventos
paleoceanográficos globais (Macellari, 1988; Villamil, 1998). São muitos os estudos que
demonstram o controle exercido por tais fatores sobre variações verticais e laterais de
fácies sedimentares. Entretanto, são escassos os trabalhos dedicados a entender de que
forma os mesmos fatores controlaram o grau de variabilidade geoquímica das rochas
geradoras e seu impacto sobre o potencial petrolífero, história de carga de petróleo e
diversidade composicional dos óleos gerados.
Localizado na porção centro-oeste da Colômbia (Figura 1.1), o Vale Superior do
Magdalena (VSM) é uma das bacias onde os depósitos supramencionados são
responsáveis pela geração das reservas de petróleo descobertas até o momento (2.650
milhões de barris; Kairuz et al., 2000; Sarmiento Rangel, 2004). No caso do VSM,
os depósitos com maior potencial gerador de petróleo são de idade albo-coniaciana, e
comumente englobados sob a denominação de Grupo Villeta. A existência de seções
aflorantes desse grupo, com espessos pacotes de rochas ricas em matéria orgânica,
pouco intemperizados e com baixo grau de evolução térmica, combinada com a
disponibilidade de trabalhos sedimentológicos e estratigráficos prévios, fazem do VSM
um local privilegiado para a realização de um estudo quimioestratigráfico de alta resolução
dessa importante seção geradora de petróleo. Tais condições igualmente fazem do
VSM um laboratório para a investigação dos fatores que condicionam a variabilidade
dos atributos geoquímicos de rochas geradoras marinhas e suas implicações sobre a
dinâmica dos sistemas petrolíferos.
1.2. Abordagem e Objetivos
Em função do exposto acima, definiu-se como objetivo do presente trabalho testar o
potencial da geoquímica, aplicada a um número representativo de amostras e integrada
à estratigrafia, como ferramenta de investigação de sistemas petrolíferos e de avaliação
de potencial de bacias sedimentares. Para isso, escolheu-se uma seção do Grupo
Villeta, com cerca de 700m de espessura, aflorando ao longo do rio Bambuca, no flanco
centro-oeste da bacia do VSM (Figura 1.1), para a realização de um estudo integrando
estratigrafia à mais abrangente avaliação geoquímica. As rochas do Grupo Villeta
afloram de modo relativamente contínuo e sem complicações estruturais significativas
nessa seção, mostrando uma granulação predominantemente fina e um baixo grau de
evolução térmica, o que as torna perfeitamente adequadas ao presente estudo.
Realizou-se a análise estratigráfica da seção do rio Bambuca, e uma amostragem
de detalhe (aproximadamente uma amostra a cada 2m) para execução do maior elenco

possível de análises geoquímicas. Tais procedimentos visam ao seguinte:
• Reconhecer e delimitar, com base na sucessão litológica, ciclos
transgressivos e regressivos correlacionados com variações relativas do nível do
mar e registros de eventos paleoceanográficos locais e globais.
• Descrever as variações de riqueza orgânica, tipo de querogênio,
potencial gerador de petróleo, fácies orgânicas, características moleculares
(biomarcadores) e concentrações de elementos maiores, menores e traços nas
rochas analisadas.
• Reconstruir as condições paleoambientais que condicionaram a deposição
dessas rochas geradoras com base na integração dos resultados das análises
geoquímicas e estratigráficas.
• Avaliar o controle exercido pelas mudanças paleoambientais e flutuações
relativas no nível do mar sobre as variações dos atraibutos da matéria orgânica
sedimentar.
• Estimar o impacto dos resultados obtidos sobre o que se conhece do
potencial petrolífero e sobre o que se deriva dos atuais estudos de correlação
óleo-rocha e modelagem da geração de petróleo no VSM.
1.3. Organização da Tese
A tese foi dividida em oito capítulos. No primeiro, apresentou-se a motivação e
os objetivos do trabalho. No capítulo 2, descrevem-se os métodos estratigráficos,
geoquímicos e estatísticos empregados na realização do trabalho. No capítulo 3, faz-se
uma revisão da evolução tectônica da Colômbia e da geologia da bacia do Vale Superior
do Magdalena. No capítulo 4, descrevem-se os resultados das análises estratigráficas
da seção do Rio Bambuca. No capítulo 5, são apresentados e interpretados todos
os resultados das análises geoquímicas. No capítulo 6, apresenta-se a análise
quimioestratigráfica da seção do Rio Bambuca, integrando todos os dados geoquímicos
e geológicos. No capítulo 7, avalia-se o impacto dos resultados obtidos sobre a avaliação
de alguns aspectos dos sistemas petrolíferos da bacia do Vale Superior do Magdalena.
Finalmente, no capítulo 8, são apresentadas as principais conclusões do trabalho, bem
como recomendações para trabalhos futuros. A tese é completada com uma lista das
referências bibliográficas citadas no texto e por sete anexos que reportam todos os
resultados das análises geoquímicas.

2. Materiais e Métodos
Para a realização do estudo, levantou-se uma seção que aflora ao longo das margens
do Rio Bambuca, na porção central da bacia do Vale Superior do Magdalena, Colômbia
(Figura 1.1). A seção levantada, doravante denominada de “seção do Rio Bambuca”, foi
selecionada por apresentar uma exposição relativamente contínua do Grupo Villeta, sem
a presença de complicações estruturais significativas, tais como inversão ou repetições
de camadas, e com um baixo grau de evolução térmica. Apresenta-se a seguir como
foram realizados o levantamento e a amostragem da seção do Rio Bambuca, bem como
os métodos empregados em sua análise.
2.1. Levantamento da Seção e Amostragem
A seção do Rio Bambuca foi levantada em quatro campanhas de campo realizadas
no ano de 2002 com auxílio de geólogos do Instituto Colombiano do Petróleo. A seção
foi medida e descrita a uma escala de 1:100 quanto a suas características litológicas,
sedimentológicas e estruturais. Um perfil de raios gama foi obtido realizando-se leituras
a cada 1-2m com um detector portátil (Cintilômetro GRS-500, EDA Instruments). Com
base nas medidas estruturais de campo e no registro da trajetória percorrida, rebateu-
se o levantamento feito ao longo do rio em uma coluna estratigráfica vertical, corrigindo
o efeito de espessura aparente resultante do mergulho estrutural das camadas e das
variações no percurso do rio.
Obteve-se assim uma coluna estratigráfica de 720 m de espessura (ver Figura 4.2)
abrangendo a parte superior da Formação Caballos, todo o Grupo Villeta (formações
Tetuan, Bambuca e La Luna) e a base do Grupo Olini. Uma porção significativa (cerca de
37%) desse intervalo encontra-se encoberta por deslizamentos de terra e/ou vegetação,
impedindo sua descrição e análise. Dentre as unidades estudadas, a Formação Bambuca
é a mais afetada por este problema, com cerca de 70% de sua espessura total encoberta
e/ou muito intemperizada, seguida pela Formação Tetuan, com cerca de 28% de seção
encoberta por deslizamentos de terra e/ou vegetação. As outras unidades, por sua vez,
afloram de forma relativamente contínua, praticamente sem intervalos encobertos.

Ao longo da coluna, foram coletadas duzentos e setenta e seis (276) amostras,
das quais duzentos e trinta e sete (237) amostras de rocha de granulação fina foram
selecionadas para a realização de uma variada gama de ensaios geoquímicos, descritos
a seguir.
2.2. Análise Estratigráfica
O trabalho de análise estratigráfica foi desenvolvido com o propósito de servir de
base para interpretação dos dados geoquímicos e para o entendimento dos processos
e fatores que controlaram a deposição da seção sedimentar levantada. Esta análise, por
sua vez, baseou-se no método fundamentado nos preceitos da estratigrafia de seqüência.
De acordo com esses preceitos, o registro deposicional pode ser hierarquizado em
unidades contendo superfícies cronocorrelatas e padrões de empilhamentos estratais,
geneticamente relacionadas no tempo e espaço e controladas pela interação entre
variações do espaço de acomodação (eustasia vs. tectônica) e do suprimento sedimentar
(Van Wagoner et al., 1988; Posamentier et al., 1988).
As duzentos e setenta e seis (276) amostras coletadas nas campanhas de campo
foram descritas macroscopicamente e em lupa binocular, enquanto quatorze (14)
amostras consideradas representativas dos principais tipos litológicos encontrados
foram submetidas a análises petrográficas para uma caracterização mais detalhada.
A sucessão litológica foi analisada à luz do arcabouço de estratigrafia de seqüências
e de eventos e marcos estratigráficos definidos por Villamil (1998), o que permitiu
inferir a idade do intervalo analisado, reconhecer os ciclos trangressivo-regressivos e o
reconhecimento das superfícies de inundação máxima e os limites de seqüência, duas
das superfícies chave do método de análise estratigráfica de seqüências deposicionais
(Posamentier et al., 1988).
2.3. Análises Geoquímicas
Preparação preliminar das amostras
As amostras passaram inicialmente por um processo de limpeza para eliminação de
impurezas, tais como partes alteradas, contaminação de solo, etc. Em seguida, foram
lavadas em água corrente e secas em estufa a 40°C. Esta preparação e as análises

químicas descritas a seguir foram realizadas nos laboratórios do Instituto Colombiano do
Petróleo, localizado na cidade de Bucaramanga (Colômbia). Já as análises de petrografia
orgânica foram realizadas nos laboratórios de petrografia orgânica da Universidade
Federal do Rio de Janeiro.
Determinação dos teores de carbono orgânico e de carbonato
Após a preparação preliminar, 237 amostras foram pulverizadas em gral de ágata,
peneiradas a 80 mesh (0.177mm) e acondicionadas em frascos de vidro etiquetados
e tampados. Colocou-se cerca de 250mg da amostra pulverizada em um cadinho de
porcelana filtrante e pesou-se o conjunto cadinho/amostra para obtenção do peso original,
utilizado como base de cálculo em etapas posteriores. As amostras foram atacadas com
ácido clorídrico (HCl) a 50% por 24h a frio e por 1h a quente para retirar os carbonatos, e
lavadas em seguida durante 4h para eliminar cloretos. A retirada do carbonato presente
nas rochas é fundamental para a dosagem correta do carbono de origem orgânica, uma
vez que o carbono também está presente no ânion CO3
-2
. Após secagem em estufa a
80°C, os cadinhos com a amostra acidificada foram novamente pesados para determinar,
pela diferença com o peso original, o percentual total de carbonatos na amostra.
Cada amostra acidificada foi introduzida no forno de indução do determinador de
carbono WR-12 da LECO, onde foi queimada a 1000°C na presença de oxigênio. O
dióxido de carbono (CO2
) gerado passa por uma série de filtros e fica retido em uma
peneira molecular. Após captar todo CO2
, a peneira molecular é aquecida a 300ºC,
liberando o gás para detecção em uma célula de condutividade térmica. Esta célula
consiste de um par de termistores: o de referência (mantido com oxigênio à pressão,
fluxo e temperatura constantes) e o de medida, por onde passa o CO2
. A diferença na
condutividade térmica entre os dois gases (O2
e CO2
) é proporcional ao conteúdo de
carbono. Finalmente, o teor de carbono foi determinado a partir do sinal emitido pela
célula, sendo baseado na comparação com um padrão de referência.
Pirólise Rock-Eval
Duzentas e trinta e seis (236) amostras foram pulverizadas em gral de ágata,
peneiradas a 80 mesh e acondicionadas em frascos de vidro etiquetados e tampados.
A alíquota coletada da amostra pulverizada variou entre 10 e 100mg, em função do teor
de carbono orgânico: quanto maior o teor de carbono, menor a quantidade de amostra
usada na pirólise. As amostras foram pesadas em cadinhos de aço, sendo então
colocados no amostrador automático do ROCK-EVAL II. Neste aparelho, a amostra é
introduzida em um forno, sendo submetida a um programa de aquecimento de 25°C/min

até alcançar uma temperatura de 550°C, em atmosfera de hélio. Desta forma, reproduz
-se em laboratório o processo natural de catagênese da matéria orgânica e de geração
do petróleo.
Com o aumento de temperatura, são liberados, sucessivamente, o petróleo livre
porventura existente na amostra e os hidrocarbonetos e o gás carbônico gerados pelo
craqueamento térmico do querogênio (matéria orgânica insolúvel presente nas rochas
sedimentares). No topo do forno de pirólise, um divisor de fluxo regulado à temperatura
de 550°C separa os gases em duas frações iguais. Uma é encaminhada a um detector
de ionização-de-chama, que mede os hidrocarbonetos livres e aqueles gerados pelo
craqueamento do querogênio. A outra fração dirige-se a um trap de CO2
que, após a
programação de temperatura, é reaquecido para liberação do CO2
, que será medido por
um detector de condutividade térmica (Espitalié et al., 1985).
Os gases detectados durante a análise são registrados por uma unidade analógico-
digital que reporta os resultados em um gráfico denominado de pirograma, no qual se
identificam e quantificam os parâmetros de S1, S2, S3 e Tmax, discutidos em detalhe
no capítulo 5.2.
Determinação do teor de enxofre em rocha total
Duzentas e vinte e quatro (224) amostras foram pulverizadas em gral de ágata,
peneiradas a 80 mesh e acondicionadas em frascos de vidro etiquetados e tampados.
Uma quantidade de cerca de 200mg de cada amostra foi colocada em cadinho de
cerâmica e analisada segundo o método para determinação de enxofre em materiais
inorgânicos descrito na norma ASTM D-5016. Neste método, a amostra é introduzida
num forno a alta temperatura e em atmosfera de oxigênio. O enxofre presente é então
oxidado (por combustão) para SO2
, o qual é convertido em SO3
após passar por um
catalisador de sílica platinizada. O SO3
é absorvido no detector de infravermelho em
comprimento de onda específico dentro do espectro de infravermelho. A quantidade de
energia detectada é proporcional à concentração de enxofre na amostra.
Utilizou-se um equipamento LECO CS244, com forno de indução e microprocessador
para cálculo do teor de enxofre. O procedimento também incluiu a calibração do
equipamento com padrão específico.
Petrografia orgânica
Oitenta e sete (87) amostras foram acidificadas com ácido clorídrico, para retirada
dos carbonatos, e com ácido fluorídrico, para eliminação dos silicatos. Logo após, foram

neutralizadas e peneiradas a 12 mesh (1.68mm) e novamente centrifugadas para retirada
de líquido. À parte sólida da amostra é adicionado cloreto de zinco, seguindo-se nova
fase de agitação e centrifugação. Para a montagem da lâmina delgada, uma alíquota
da porção sobrenadante obtida pela centrifugação foi colocada com um pouco de água
e uma gota de goma de acácia sobre uma lamínula de vidro em chapa aquecida em
torno de 37°C. O restante do querogênio foi peneirado (20µ) para eliminação da matéria
mineral fina e colocado do mesmo modo que o material sobrenadante, em posição
adjacente e com outra lamínula.
A análise da matéria orgânica foi realizada por meio de microscopia ótica de luz
transmitida e ultravioleta (para análise da fluorescência). Utilizou-se microscópio
Axioscope II Plus da Carl-Zeiss, com fonte do tipo HBO-100, XBO-75W, e lâmpada de
mercúrio de 100 watts (para análise em luz ultravioleta). Foram identificados três grupos
principais de macerais (correspondentes aos minerais na petrografia): liptinita, vitrinita e
inertinita, além da matéria orgânica amorfa.
Extração e cromatografia líquida
Noventa e duas (92) amostras foram selecionadas para extração de betume para
a realização de análises posteriores. As amostras foram inicialmente pulverizadas em
gral de ágata e peneiradas a 80 mesh, sendo então submetidas à extração em um
equipamento do tipo Sohxlet por 24 h utilizando diclorometano. O solvente presente no
material recuperado foi evaporado para concentração do betume extraído.
Os extratos orgânicos foram submetidos à cromatografia líquida com o propósito
de separar as frações de hidrocarbonetos saturados (parafinas lineares, ramificadas
e cíclicas), hidrocarbonetos aromáticos e compostos NSO (resinas e asfaltenos, que
possuem em sua estrutura átomos de nitrogênio, enxofre e oxigênio). Na cromatografia
líquida, as substâncias são separadas por partição entre um líquido móvel e uma fase
estacionária “sólida”, finamente dividida. O extrato é colocado no topo da coluna, sendo
deslocado pela fase móvel (solvente) que percola através da fase estacionária pela ação
da força de gravidade. Dessa forma, o solvente elui a fração de hidrocarbonetos com
polaridade similar, deixando como resíduo na fase estacionária as frações de polaridade
diferente.
O procedimento realizado consistiu em pesar 200 mg de cada extrato orgânico, os
quais foram posteriormente submetidos a fracionamento em coluna de vidro (dimensões
de 13 cm x 0,5 cm) utilizando 2,5 g de sílica-gel (MERCK 60, 0,063 – 0,200 mm) ativada
na noite anterior a 120°C.Afração de hidrocarbonetos alifáticos foi eluída com 10 ml de n-
hexano, a de hidrocarbonetos aromáticos com 10 ml de n-hexano/diclorometano (1:1), e a

10
de compostos NSO, com 10 mL de diclorometano/metanol (9:1). As frações recuperadas
foram evaporadas em evaporador rotatório sob pressão reduzida e transferidas para
frascos de 2 mL com o auxílio de um pequeno volume de diclorometano (~ 500 µl), o qual
foi evaporado em seguida sob fluxo de Nitrogênio.
Cromatografia Gasosa (CG)
A cromatografia gasosa é um método físico de separação dos componentes
de uma mistura através de uma fase gasosa móvel sobre um sorvente estacionário.
No processo de CG, cada amostra é vaporizada e misturada com um gás carreador
inerte (fase móvel). A amostra é introduzida através de um sistema de injeção em uma
coluna capilar cuja superfície interior está revestida por uma membrana que contém
a fase estacionária. Dentro do equipamento, a solução de amostra é transferida para
uma câmara de vaporização aquecida a temperatura elevada. A agulha da seringa é
aquecida rapidamente de forma que a amostra ao ser injetada vaporiza-se, embora
parcialmente, no seu interior. O gás de arraste leva a amostra para a coluna capilar,
onde a mudança de temperaturas entre a câmara de vaporização (alta temperatura) e a
coluna (baixa temperatura) faz com que as maiores moléculas sejam retidas na cabeça
da coluna cromatográfica. À medida que a temperatura é elevada, dá-se a vaporização
das substâncias que, de acordo com suas propriedades e as da fase estacionária, são
retidas por tempos determinados, chegando à saída da coluna em tempos diferentes. O
emprego de um detector adequado como o detector por ionização em chama (DIC, ou
FID por suas iniciais em inglês), possibilita a detecção e quantificação dos compostos
(Peters Moldowan, 1993).
Neste trabalho, analisaram-se as frações de hidrocarbonetos saturados dos 92
extratos orgânicos obtidos por meio do processo de extração. Utilizou-se um cromatógrafo
de gases Hewlett-Packard 5890-A (injetor splitless e coluna de 30m SPB-TM-1), com a
seguinte programação de temperatura: de 120° a 310ºC a 6ºC/min. O volume injetado
foi de 1 µL para cada amostra. Utilizou-se hidrogênio como gás carreador, injeção sem
divisão de fluxo por 1 minuto, ionização com chama e detector por ionização em chama
(DIC).
Cromatografia Gasosa-Espectrometria de Massas (CG-EM)
O acoplamento de um detector seletivo de massas ao cromatógrafo gasoso permite
obter informação sobre a estrutura de cada composto que é eluído da cromatografia
gasosa. Esta técnica baseia-se na ionização das moléculas por impacto de elétrons, de
modo que se consegue fragmentá-las em íons de diferentes massas, os quais entram

11
num analisador de massas (ex: tipo quadrupolo), onde são monitorados de acordo com
sua relação massa/carga (m/z) e são detectados por um multiplicador de elétrons. Desta
forma pode-se obter o espectro de massas de cada composto, que junto com o tempo
de retenção da cromatografia gasosa, constituem elementos essenciais para realizar a
identificação dos compostos (Peters Moldowan, 1993).
Para realizar a caracterização dos biomarcadores nas amostras selecionadas, as
mesmas frações de hidrocarbonetos saturados submetidas às analises de CG foram
analisadas pela técnica de cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas.
Utilizou-se um detector seletivo de massas HP 5972A acoplado a um cromatógrafo de
gases Hewlett-Packard 5890-A (injetor on-column e coluna de 30m HP-5MS) com a
seguinte programação de temperatura: de 70° a 170ºC a 20ºC/min e de 170° a 310°C a
2ºC/min. Empregou-se hélio como gás carreador, com injeção sem divisão de fluxo por
um minuto e ionização por impacto de elétrons a 70eV. Foi utilizado o monitoramento
de varredura linear na faixa de massas de 50-580 Daltons e o monitoramento seletivo
de íons (“SIM”). Para a análise dos hidrocarbonetos saturados, foram selecionados os
seguintes íons: m/z 191, 217, 218, 259 e 177.
Determinação dos parâmetros cinéticos
Cinqüenta e seis (56) amostras foram pulverizadas em gral de ágata, peneiradas a
80 mesh e acondicionadas em frascos de vidro etiquetados e tampados. Em seguida,
foram submetidas à extração com um aparelho do tipo Soxhlet e diclorometano como
solvente para a remoção completa do betume.
Alíquotas de 40-50mg de cada amostra foram submetidas a pirólise em um
equipamento Rock-Eval 6 (Lafargue et al., 1998) sob seis taxas de aquecimento distintas:
1, 2, 5, 10, 15 e 25°C/min. A otimização numérica foi realizada com o auxílio do software
Optkin® (Beicip-Franlab), o qual se baseia em um modelo cinético em que o processo
de craqueamento do querogênio se dá por meio de uma série de reações paralelas
irreversíveis de primeira ordem. Com base nesse modelo, calcula-se a combinação de
distribuição de energias de ativação e fator de freqüência que melhor se ajusta aos
dados adquiridos pela análise de pirólise.
Análise elementar (CHNOS) do querogênio
Noventa e uma (91) amostras foram acidificadas com ácido clorídrico, para retirada
dos carbonatos, e com ácido fluorídrico, para eliminação dos silicatos. Logo após,
foram neutralizadas e peneiradas a 12 mesh (1.68mm) e novamente centrifugadas para

12
retirada de líquido. À parte sólida da amostra é adicionado cloreto de zinco, seguindo-se
nova fase de agitação e centrifugação. Desta forma, isolou-se a amostra de querogênio
necessária para realização das análises elementares.
Determinaram-se os conteúdos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio por
meio de detectores de infravermelho em um equipamento LECO CHN-600. As amostras
são submetidas à combustão em presença de oxigênio puro. Os produtos da combustão
são CO2
, H2
O, óxidos de nitrogênio, nitrogênio elementar e óxidos de enxofre. Estes
últimos são removidos com óxido de cálcio em uma zona da câmara de combustão para
evitar que se forme ácido sulfúrico na combinação com a água. Os gases remanescentes
são armazenados para a quantificação dos elementos de interesse. A quantidade de
nitrogênio se determinou com um detector de condutividade térmica, e a dos outros
elementos, com um detector de infravermelho.
Já o conteúdo de enxofre elementar determinou-se em um equipamento PERKIN
ELMER 2400, onde as amostras foram submetidas à combustão a uma temperatura de
975ºC em uma atmosfera de oxigênio para converter os elementos em gases simples
(CO2
, H2
O, N2
e SO2
). O gás de interesse (SO2
) foi homogenizado sob condições
controladas de pressão, temperatura e volume e detectado e quantificado por meio de
um detector de condutividade térmica.
Análise de ICP-MS
Noventa (90) amostras foram pulverizadas em gral de ágata, peneiradas a 80 mesh
e acondicionadas em frascos de vidro etiquetados e tampados. As amostras foram então
submetidas à acidificação com ácido sulfúrico concentrado, obtendo-se um resíduo que
foi posteriormente calcinado em uma mufla. As cinzas resultantes desse processo foram
dissolvidas em ácido nítrico de alta pureza e água deionizada. Esta solução foi então
levada a um espectrômetro ELAN 6000 Inductively Coupled Plasma (ICP-MS) da Perkin
Elmer, onde se determinaram as concentrações de 37 elementos.
Especificamente para determinação dos conteúdos de alumínio e silício, efetuou-
se a combustão das amostras até a obtenção de uma massa carbonosa, a qual
é posteriormente removida por aquecimento em uma mufla a 575± 25°C. O resíduo
obtido dessa forma foi transferido para um cadinho de platina, submetido à evaporação
completa e, em seguida, à fusão com uma mistura de Na2
CO3
:Na2
B4
O7
. O produto é
dissolvido em ácido clorídrico e peróxido de hidrogênio para posterior análise no mesmo
espectrômetro ELAN 6000 Inductively Coupled Plasma (ICP-MS) da Perkin Elmer.

13
2.4. Análises Estatísticas
Diferentes técnicas de análise estatística foram empregadas a fim de compreender
melhor as relações e o comportamento dos dados gerados pelas diversas análises
geoquímicas realizadas neste estudo. Com este fim, empregou-se o software de análise
de dados Statistica®. A seguir, apresenta-se um resumo das técnicas empregadas.
Regressão Linear
A análise de regressão consiste no estudo da dependência de uma variável,
denominada de dependente, em relação a uma ou mais variáveis, denominadas de
explicativas. Com esta análise, é possível estimar e/ou prever a média da população
ou o valor médio da dependente em termos de valores conhecidos das variáveis
explicativas.
No presente estudo, realizaram-se duas análises de regressão. Na primeira aplicação
desta técnica, analisou-se a dependência linear da variável Tmax em relação à variável
razão C29
esteranos ααα S/(S+R) (ver seção 5.4). A segunda aplicação da técnica de
regressão teve como propósito completar a base de dados de geoquímica orgânica e
inorgânica para a realização da análise fatorial. Estudou-se então, a dependência de
cada variável em relação ao conjunto de todas as variáveis explicativas observadas,
método conhecido como análise de regressão múltipla. O modelo aplicado teve
como suposição a linearidade nos parâmetros. Para definir as variáveis explicativas
significativas, adotou-se o método de seleção stepwise. O método consiste em ajustar
o modelo através de um processo interativo, incorporando variáveis explicativas que
contribuam significativamente para explicar o comportamento da variável dependente.
Análise de Agrupamento (cluster analysis)
Aanálise de agrupamento consiste em um conjunto de técnicas que permitem agrupar
indivíduos ou variáveis previamente não agrupados. Partindo de um determinado número
de casos, cada um descrito por um conjunto de variáveis aleatórias, esta análise usa um
esquema de classificação para agrupar os casos (ou as variáveis) em classes, de tal
forma que dentro das classes os casos sejam similares, e simultaneamente diferentes
dos casos pertencentes as demais classes. A análise não exige suposições iniciais
acerca do número de grupos, ou mesmo da estrutura desses grupos. Como resultado
final, são obtidos grupos homogêneos internamente, mas heterogêneos entre si.

14
A análise de agrupamento foi utilizada neste trabalho para auxiliar na definição de
fácies orgânicas com base em dados de biomarcadores (ver capítulo 6). Inicialmente,
foi calculada a distância Euclidiana entre os pares de observações, desenvolvendo
assim uma escala quantitativa conhecida como medida de associação (similaridade).
Em uma segunda etapa, empregou-se o método de agrupamento hierárquico conhecido
como método de Ward. Esses métodos iniciam o processo de agrupamento com casos
individuais, ou seja, cada caso é caracterizado como um “grupo”. Seqüencialmente, os
casos mais similares são agrupados e, através de um processo interativo, os grupos já
formados são unidos de acordo com suas similaridades. Eventualmente, a similaridade
decresce até que todos os grupos sejam fundidos em um único grupo.
Análise Fatorial
A análise fatorial é uma técnica desenvolvida para descrever as relações conjuntas
de muitas variáveis, a partir de um pequeno número de quantidades aleatórias chamadas
“fatores”. A aplicação do método pressupõe que as variáveis observadas possam, de
alguma forma, ser agrupadas de acordo com suas correlações. Desta forma, todas as
variáveis constituintes de um particular grupo, ou fator, estão altamente correlacionadas
entre si e, simultaneamente, pouco correlacionadas com variáveis constituintes dos
demais grupos, ou fatores.
Aanálisefatorialpodeserconsideradacomoumaextensãodaanálisedecomponentes
principais. Ambos os métodos têm por objetivo principal a redução da dimensão original
da matriz de variáveis a partir da matriz de covariância. Aplicou-se esta técnica visando
compreender as relações entre os diversos parâmetros geoquímicos orgânicos e
inorgânicos, e reduzir a grande quantidade de parâmetros a um conjunto pequeno de
fatores, facilitando assim sua interpretação e integração com a informação estratigráfica
(ver capítulo 6).
A estimativa dos escores fatoriais foi efetuada com o método de regressão. A escolha
final do número de fatores foi baseada na combinação dos seguintes indicadores: (a)
a proporção da variância explicada, (b) o conhecimento específico do pesquisador
(subjetivo), e (c) a comparação direta dos dados com o resultado do modelo. Com o
objetivo de facilitar a interpretação dos fatores comuns, fez-se a transformação da matriz
de cargas fatoriais pelo método de rotação Varimax, minimizando assim a complexidade
dos fatores. Diferentes métodos de rotação e de extração foram testados, obtendo-se
a mesma estrutura de fatores, o que atesta a consistência dos resultados da análise
fatorial.

15
3. Contexto Geológico Regional
3.1. Evolução Tectônica da Colômbia
A Bacia do Vale Superior do Magdalena (VSM), como outras bacias subandinas,
teve uma história geológica multifásica, refletindo a complexa sucessão de eventos
tectônicos que afetou a porção noroeste da América do Sul (Pindell Erikson, 1993;
Villamil Pindell, 1998; Sarmiento, 2001). Apresenta-se neste capítulo um sumário dos
aspectos mais importantes da história evolutiva desta porção do continente, com ênfase
nas regiões do Vale do Magdalena e das cordilheiras dos Andes Oriental e Central na
Colômbia (Figura 3.1).
0 100 200 km
79º 77º 75º 73º 71º 69º
12º
10º
8º
6º
4º
2º
0º
Andes
de
M
érida
Bogotá
FALHADE
ROMERAL
FALHADEBUCARAMANGA
Maciço de
Santa Marta
M
ar do Caribe
Oceano
Pacífico
1
2
5
7
8
9
10
11
12
N
6
AndesdePerijá
FALHA DE OCA
Principais Bacias
Sedimentares:
1. Vale Superior do Magdalena
2. Vale Médio do Magdalena
3. Vale Inferior do Magdalena
4. Cauca-Patia
5. Maracaibo
6. Catatumbo
7. Pacífico
8. Putumayo
9. Llanos Orientais
10. Barinas
11. Amazonas Colombiana
12. Guajira
Rochas sedimentares Rochas ígneas e metamórficas Áreas de cordilheiras ou maciços
Escudo das Guianas
Colôm
bia
Panamá
Equador
Colômbia
Venezuela
Brasil
Cord.dos
AndesOriental
CordilheiradosAndesOcidentalCord.dosAndesCentral
4
3
Figura 3.1 – Mapa geológico esquemático mostrando a distribuição das áreas sedimentares, das regiões
onde afloram rochas ígneas e metamórficas e das principais feições estruturais da Colômbia e regiões vizi-
nhas (simplificado de Schamel, 1991 e Cooper et al., 1995). A zona hachurada representa as regiões mais
elevadas do terreno (cordilheiras e maciços). A linha vermelha tracejada representa a localização aproxi-
mada da seção geológica evolutiva da Figura 3.2.

16
A quantidade e intensidade dos diversos eventos tectônicos que afetaram a região
norte da América do Sul desde o Triássico dificultam sobremaneira a reconstrução da
história geológica pré-mesozóica dessa região (Cooper et al., 1995; Sarmiento, 2001).
Por esse motivo, as rochas de idade pré-cambriana e paleozóica são consideradas como
o embasamento da seção sedimentar focalizada neste capítulo. Nas bacias subandinas
situadas a leste da cordilheira dos Andes Oriental, o embasamento consiste basicamente
de depósitos sedimentares de idade paleozóica e rochas ígneas e metamórficas pré-
cambrianas do escudo das Guianas (Figura 3.1). Da Falha de Romeral até a cordilheira
Oriental, o embasamento compreende principalmente rochas metamórficas do paleozóico
e do pré-cambriano. Finalmente, a oeste da falha de Romeral, o embasamento é composto
de fragmentos de crosta oceânica e depósitos sedimentares e vulcânicos relacionados
à subducção da placa do Pacífico (Cooper et al., 1995).
As seções e mapas das Figuras 3.2 e 3.3 ilustram, de forma esquemática, a evolução
tectono-sedimentar da Colômbia e das regiões vizinhas. No período compreendido entre
o Jurássico e o início do Cretáceo, a subducção da placa tectônica do Pacífico ao longo da
borda ocidental do Gondwana deu origem a um sistema de arcos magmáticos e bacias de
retro-arco que cobria a maior parte da região que hoje abarca o Vale do Magdalena e as
cordilheirasAndina Central e Oriental (Figuras 3.1 a 3.3). Uma componente transtensional
relacionada à subducção oblíqua da placa do Pacífico deu origem a uma série de meios-
grabens limitados por grandes falhas normais e preenchidos por depósitos sedimentares
e vulcânicos (Schamel, 1991; Cooper et al., 1995; Villamil, 1999; Sarmiento, 2001).
A partir do Hauteriviano e até aproximadamente o Campaniano, toda a região
focalizada passou por uma fase de relativa quiescência, com atividade tectônica menos
intensa e um comportamento de margem passiva (Villamil, 1998). Vastas áreas da
porção noroeste da América do Sul foram inundadas pelo mar, dando origem a uma
bacia de retro-arco ampla e relativamente rasa, que se estendeu por toda a região onde
atualmente se encontram a cordilheira Andina Oriental, as bacias do Vale do Magdalena,
Llanos e Putumayo na Colômbia (Figuras 3.1 a 3.3), e boa parte dos territórios da
Venezuela, Equador e Peru. Na Colômbia, os depocentros dessa ampla bacia de retro-
arco ocupavam sobretudo a região que atualmente faz parte da cordilheira Andina
Oriental (Cooper et al., 1995), constituindo sub-bacias como as do Cocuy e Tablazo-
Magdalena (Figura 3.2a).
A maior parte dos autores que estudaram a região concorda que o arco magmático
relacionado à subducção da placa do Pacífico provavelmente constituiu massas de terra
emersas em pelos menos parte da Colômbia durante o Cretáceo (Figuras 3.2 e 3.3). De
acordo com Cooper et al. (1995), o arco magmático não teria formado terras emersas na
Colômbia antes do Maastrichtiano, à exceção da região do Vale Superior do Magdalena,
onde há evidências da existência de terras emersas desde o Aptiano/Albiano. Segundo
Villamil (1998), desde o Albiano o arco magmático provavelmente emergia durante as

17
Sub-bacia do
Cocuy
Llanos
Orientais
Sub-bacia do
Tablazo-Magdalena
(a) BARREMIANO/CAMPANIANO: Bacia de Retro-Arco
(b) MAASTRICHTIANO/PALEOCENO: Inversão, Bacia Foreland Inicial
(c) MIOCENO/RECENTE: Paroxismo Andino, Bacia Foreland
Paleo-Cordilheira
Central
Cordilheira Andina
Oriental
Llanos
Orientais
Bacias do
Vale do
Magdalena
Plutons Crosta
Oceânica
Crosta
Continental
Megasseqüência
de Retro-Arco
Megasseqüência
Foreland Pré-Andino
Megasseqüência
Foreland Andino
LEGENDA:
Vulcânicas
Cordilheira
Central
Bacia do
Cauca
Paleo-Cordilheira
Central
Colisão Arco de
Ilha/Continente
Cavalgamento
e Inversão
Compressão e Inversão
Generalizadas
Figura 3.2 – Seções geológicas esquemáticas mostrando três etapas da evolução tectono-sedimentar da
porção central da Colômbia (modificado de Cooper et al., 1995).

18
(c) Neo-Cenomaniano
(b) Meso/Neo-Albiano
(d) Eo-Turoniano
76º
12º
8º
4º
72º
Medelin
Bogotá
Cartagena
Merida
76º
12º
8º
4º
72º
Medelin
Bogotá
Cartagena
Merida
NeivaNeiva
76º
12º
8º
4º
72º
Medelin
Bogotá
Cartagena
Merida
Neiva
76º
12º
8º
4º
72º
Medelin
Bogotá
Cartagena
Merida
Neiva
(a) Neo-Aptiano/Eo-Albiano
Chert
Evaporitos Clásticos marinhos proximais
Folhelhos (não-calcários)
Calcários e Folhelhos Calcários proximaisFosfatosLocalização
aproximada da
Seção do rio
Bambuca
Conglomerados
limiteoestedesconhecido
N N
N N
ArcoMagmático(?)
Arcomagmático(?)
Arcomagmático
Figura 3.3 – Mapas paleogeográficos esquemáticos mostrando a evolução tectono-sedimentar da porção
central da Colômbia ao longo do Cretáceo (modificado de Villamil et al., 1999). São apresentadas recons-
truções esquemáticas no Neo-aptiano/Eo-albiano (a), Meso/Neo-albiano (b), Neocenomaniano (c), Eotu-
ronino (d), Santoniano (e) e Campaniano/Maastrichtiano (f). Também é mostrada a localização aproximada
da seção de afloramento analisada neste estudo (coluna estratigráfica do Rio Bambuca).

19
fases de nível do mar baixo. Guerrero et al. (2000) por sua vez, apresentam evidências
sedimentológicas da existência de uma área fonte de composição vulcânica-metamórfica
para os sedimentos albo-maastrichtianos do Vale Superior do Magdalena. Essa área fonte
estava situada a oeste da bacia atual (arco magmático; Figuras 3.2 e 3.3), separando a
bacia de retro-arco cretácica do antigo oceano Pacífico.
A grande bacia de retro-arco cretácea (Hauteriviano/Campaniano) foi preenchida
por sedimentos predominantemente marinhos, com uma diversidade litológica que
inclui folhelhos, calcários, arenitos, cherts, evaporitos e fosfatos. A sedimentação nesse
período de relativa quiescência foi controlada principalmente por flutuações relativas
do nível do mar e influenciada por eventos paleoceanográficos (e.g. eventos anóxicos).
Uma sucessão de ciclos transgressivos, cujo clímax foi alcançado no Eo-Turoniano
(Villamil, 1998), acabou por recobrir boa parte da Colômbia com depósitos marinhos finos
(calcários pelágicos e folhelhos; Figura 3.3d). No Santoniano/Campaniano, mudanças
nas condições paleoceanográficas relacionadas à dinâmica das placas tectônicas no
norte da América do Sul criaram condições favoráveis à ocorrência de episódios de
ressurgência, levando à deposição generalizada de cherts (Macellari de Vries, 1987;
Villamil et al., 1999; Figura 3.3e).
(e) Santoniano (f) Campaniano/Maastrichtiano
76º
12º
8º
4º
72º
Medelin
Bogotá
Cartagena
Merida
Neiva
76º
12º
8º
4º
72º
Medelin
Bogotá
Cartagena
Merida
Neiva
N N
ArcoMagmático
LevantamentodapaleocordilheiraCentral
Chert
Evaporitos Clásticos marinhos proximais
Folhelhos (não-calcários)
Calcários e Folhelhos Calcários proximaisFosfatosLocalização
aproximada da
Seção do rio
Bambuca
Conglomerados
Figura 3.3 – continuação

20
Do Maastrichtiano ao Eopaleoceno deu-se a acreção da Cordilheira Andina
Ocidental e o soerguimento da paleocordilheira Central (Figuras 3.2b e 3.3f), levando ao
desenvolvimento de uma grande bacia foreland e a uma notável mudança de ambientes
marinhos a ambientes continentais nas áreas atuais da cordilheira Oriental, e bacias do
Vale do Magdalena e dos Llanos (Cooper et al., 1995). No Eoceno, um incremento da
taxa de convergência entre as placas tectônicas Sulamericana e do Caribe causou um
evento de compressão, soerguimento e erosão que se estendeu por grande parte do
território colombiano, dando origem a uma notável discordância de caráter regional. A
maior parte dos sedimentos erodidos da Colômbia neste período foram transportados até
a Venezuela, sendo depositados nas bacias de Maracaibo e Barinas (Villamil, 1999).
No Oligoceno, iniciou-se o soerguimento da região que hoje compreende a cordilheira
Andina Oriental, gerando altos topográficos pouco expressivos e descontínuos (Villamil,
1999). Apenas no Mioceno, entretanto, começou a fase principal da Orogenia Andina
(Figura 3.2c), marcada por forte deformação e pela inversão das antigas falhas
normais e dos depocentros sedimentares cretácicos. A intensa compressão e o notável
soerguimento deram a conformação atual à Cordilheira Andina Oriental, separando
definitivamente as bacias do Vale do Magdalena das bacias dos Llanos e do Putumayo,
e levando a uma nova fase de formação de bacias foreland e à deposição de espessos
depósitos molássicos (Cooper et al., 1995).
3.2. Bacia do Vale Superior do Magdalena
3.2.1. Arcabouço Estrutural e Estratigráfico
Com cerca de 26.000 km2
, a área sedimentar definida como bacia do Vale Superior
do Magdalena (VSM) está localizada na porção centro-oeste da Colômbia, a sudoeste
da capital, Bogotá (Figura 3.4). É limitada ao norte pelo anticlinório de Villeta, que a
separa da bacia do Vale Médio do Magdalena, e ao sul pelo maciço ígneo-metamórfico
pré-mesozóico de Garzon, que a separa da bacia do Putumayo. Os limites leste e oeste
do VSM são dados respectivamente pelas cordilheiras dos Andes Oriental e Central
(Figuras 3.1 e 3.4).
O VSM é subdividido em duas sub-bacias: de Neiva, ao sul, e de Girardot, ao norte,
separadas pelo alto de Natagaima (Figura 3.4), um alto de embasamento onde afloram
rochas vulcano-sedimentares de idade juro-triássica. Do ponto de vista estrutural, o VSM
é limitado a leste e oeste por falhas de empurrão de grande porte, grandes sinclinais

21
3°N
4°N
75°W
50km
CORDILHEIRA
CENTRAL
M
ACIÇO
DE
G
ARZO
N
Alto de
Natagaima
Sub-bacia
de Neiva
Sub-bacia
de Girardot
Bogotá
COLÔMBIA
CORDILHEIRA
ORIENTAL
N
Bacia sedimentar
Cordilheiras e maciços
Figura 3.4 – Mapas mostrando a localização e o arcabouço estrutural da bacia do Vale Superior do
Magdalena (modificado de Schamel, 1991).
assimétricos e amplos anticlinais moldados pelos sucessivos eventos de deformação
que afetaram a região, particularmente os eventos compressivos do Eoceno-Oligoceno
e do Mioceno (Schamel, 1991). O processo de soerguimento e erosão associado ao
paroxismo Andino levou à exposição da seção sedimentar e ao afloramento da seção
cretáceo-terciária no núcleo dos dobramentos ao longo de toda a bacia. As direções
NE, dominantes no arcabouço estrutural da bacia, são aparentemente herdadas do
processo de rifteamento de idade jurássica. De fato, as grandes falhas de empurrão que
constituem os limites atuais da bacia coincidem com as zonas de charneira desse rifte
(Schamel, 1991).
O preenchimento sedimentar do VSM engloba estratos que variam em idade do
Jurássico ao Recente. Devido ao pobre controle bioestratigráfico e à proliferação de
denominações locais, a nomenclatura estratigráfica é particularmente complexa (e.g.
Villamil, 1998; Guerrero et al., 2000). Optou-se pela nomenclatura usada por Ecopetrol-
ICP (1994; Figura 3.5) por adequar-se bem ao escopo deste estudo e por ser também a
mais usada na indústria do petróleo na Colômbia, facilitando a integração dos resultados
com trabalhos prévios de avaliação de sistemas petrolíferos do VSM.

22
Plioc.
Mioc.
Oligoc.
Eoc.
Paleoc.
Super.
Infer.
Coniac.
Turon.
Cenom.
Albiano
Aptiano
Barrem.
Neocom.
Fm. Caballos
Grupo
Villeta
Fm.
La Luna
Fm.
Bambuca
Fm.
Tetuan
Fm. Guaduala
Fm. Barzaloza
Fm. Mesa
Fm.Gigante
Gr. Honda
Gr. Gualanday
Fms. Monserr./Buscav.
Gr. Olini
Fm. Saldaña
Fm. Yavi
TERCIÁRIO
QUATERNÁRIO
CRETÁCEO
JURÁSSICO
CRONO-
ESTRATIGRAFIA
LITO-
ESTRATIGRAFIA
Maastr./
Santon.
Figura 3.5 – Coluna estratigráfica simplificada da bacia do Vale Superior do Magdalena (adaptada
de Ecopetrol-ICP, 1994).
Os depósitos mais antigos encontrados na bacia são os sedimentos de coloração
vermelha e rochas vulcanoclásticas jurássicas da Formação Saldaña, considerados
como embasamento para efeito da exploração de hidrocarbonetos. Esses depósitos são
sobrepostos discordantemente pela megasseqüência de idade barremiana a paleocênica
que engloba as formações Yavi e Caballos, os grupos Villeta e Olini e as formações
Monserrat, Buscavidas e Guaduala (Figura 3.5). A Formação Yavi, de idade barremiana
é composta basicamente por arenitos e siltitos depositados em ambiente continental e a
formação Caballos, de idade aptiana/eo-albiana, compreende principalmente arenitos,
folhelhos e, secundariamente, calcários e margas, depositados em ambientes marinhos
costeiros (lagunas e estuários; Ecopetrol-ICP, 1994).

23
O Grupo Villeta, por sua vez, é subdividido em três unidades (Figura 3.5).AFormação
Tetuan, de idade predominantemente albiana, é composta principalmente por calcários,
margas, e folhelhos de coloração escura. A Formação Bambuca, de idade cenomaniana,
compreende folhelhos, margas, calcários e, minoritariamente, arenitos (Ecopetrol-ICP,
1994). Já na Formação La Luna, de idade turoniana/coniaciana, as rochas carbonáticas
predominam amplamente, seguidas pelos folhelhos e margas. Do Santoniano ao
Campaniano, depositaram-se os cherts, calcários, folhelhos e fosfatos do Grupo Olini.
As formações Monserrate e Buscavidas são compostas por arenitos de ambiente
marinho raso e costeiro depositados no Maastrichtiano, enquanto a Formação Guaduala
é constituída por siltitos e arenitos de ambiente continental a parálico sedimentados no
Paleoceno (Ecopetrol-ICP, 1994).
Os estratos da megasseqüência do Barremiano/Paleoceno são truncados pela
discordância regional do Eoceno e sobrepostos por uma sucessão de seqüências
molássicas que se depositaram do Meso/Neo-Eoceno ao Recente. Esta sucessão
engloba os grupos Gualanday e Honda, e as formações Barzaloza, Mesa e Gigante
(Figura 3.5). Separadas por importantes discordâncias angulares, estas unidades são
compostas principalmente por conglomerados e arenitos depositados em ambientes
fluviais, aluviais e lacustres (Ecopetrol-ICP, 1994).
3.2.2. Evolução Tectono-Sedimentar
A complexidade da história geológica da porção norte do continente sul-americano se
reflete de forma notável na evolução tectono-sedimentar do VSM. Durante grande parte
do Cretáceo, a região que compreende atualmente o VSM foi parte da extensa bacia de
retro-arco que cobriu grande parte do noroeste da América do Sul. Em seguida, a partir
do final do Cretáceo e durante boa parte do Terciário, essa região passou a fazer parte
da grande bacia foreland que se implantou em resposta ao soerguimento da cordilheira
Andina Central. No Mioceno, a região do VSM assumiu por fim sua configuração atual,
a de uma bacia intermontana alongada, limitada pelas cordilheiras Central e Oriental
(Villamil, 1998; Guerrero et al., 2000).
AdeposiçãodasformaçõesYavieCaballosedosgruposVilletaeOlini(Figura3.5)deu-
se na bacia de retro-arco que cobria grande parte da Colômbia e se estendia a nordeste
e a sudeste, até a Venezuela e o Equador, respectivamente. Ocorreu sob condições
de relativa quiescência tectônica, sendo influenciada por eventos paleoceanográficos
globais e controlada principalmente por flutuações relativas do nível do mar (Figura 3.6).
A sedimentação foi dominantemente continental durante o Barremiano e boa parte do

24
Aptiano, período de deposição dos estratos da Formação Yavi e de uma porção da
Formação Caballos. O final dessa fase é definido por um aumento relativo do nível do
mar que tem início no Neo-aptiano e alcança o clímax no final do Mesoalbiano (Villamil,
1998), durante a deposição da Formação Tetuan. Esse evento transgressivo de caráter
regional é representado ao longo de todo o VSM e da cordilheira Oriental por uma notável
transição de fácies continentais a fácies litorâneas e francamente marinhas.
A partir do final do Mesoalbiano, o aporte sedimentar supera o progressivo aumento
relativo do nível do mar (Figura 3.6), dando origem a um trato de sistemas de mar alto
que se estendeu até o Eo-cenomaniano, quando ocorre um evento de regressão forçada
que leva ao retorno das fácies sedimentares de plataforma interna e de litoral (Villamil,
1998). Durante o restante do Cenomaniano, período de deposição da maior parte da
Transgressão
Superfícies
de Inundação
Máxima (SIM)
Limites de
Seqüência (LS)
Eventos Anóxicos
Oceânicos (OAE's)
CRONO
LITO
ESTRATI-
GRAFIA
CON
SAN
TUR
CEN
ALB
OAE-3 ?
OAE-2
OAE-1
LS?
SIM
SIM?
SIM
LS
LS
Fm. Caballos
Gr. OliniGrupoVilleta
Fm.
La Luna
Fm.
Bambuca
Fm.
Tetuan
Figura 3.6 – Estratigrafia, curva de variação relativa do nível do mar, limites de seqüências e eventos pa-
leoceanográficos globais da seção de idade aptiana/santoniana, conforme definido por Villamil (1998) na
região do VSM e da cordilheira Andina Oriental. As siglas OAE’s 1, 2 e 3 referem-se aos eventos anóxicos
globais do Cretáceo (Oceanic Anoxic Events; Schlanger Jenkyns, 1976; Arthur et al., 1990).

25
Formação Bambuca, desenvolve-se um novo trato de sistema de nível de mar alto, cujo
limite superior é um limite de seqüência de caráter regional resultante da notável redução
relativa do nível de base que ocorreu no Neo-cenomaniano (Figura 3.6). O subseqüente
aumento do nível de base deu origem a um evento transgressivo que se estendeu até
o Eo-turoniano, correspondente à base da Formação La Luna. Depois de uma fase de
relativa estabilidade do nível de base, deu-se um novo rebaixamento no Eo-Santoniano.
Iniciou-se a deposição do Grupo Olini, caracterizado pela deposição generalizada de
cherts associados a eventos de ressurgência (Villamil et al., 1999).
A acreção da cordilheira Andina Ocidental e o soerguimento da cordilheira
Central (Figuras 3.2 e 3.3) ocorridos do Maastrichtiano ao Eopaleoceno levaram ao
desenvolvimento de uma grande bacia foreland (Cooper et al., 1995) e a uma notável
transição de fácies de ambiente marinho raso e costeiro (formações Monserrate e
Buscavidas) para fácies de ambiente continental a parálico (Formação Guaduala). O
evento de compressão do Eoceno causou o soerguimento e a erosão dos estratos mais
antigos, gerando uma marcante discordância angular de caráter regional. Finalmente, o
soerguimento e a erosão das cordilheiras Andinas Central e Oriental durante quase todo
o Terciário levaram à deposição das seqüências de molassas dos grupos Gualanday e
Honda, e formações Barzaloza, Mesa e Gigante (Figura 3.5).

26
4. Análise Estratigráfica da Seção do Rio Bambuca
4.1. Localização e Contexto Geológico Local
Com o propósito de analisar em detalhe a estratigrafia e o comportamento geoquímico
do Grupo Villeta, levantou-se uma seção que aflora ao longo das margens do Rio
Bambuca, no limite noroeste da sub-bacia de Neiva, próxima ao alto de Natagaima (Fig.
4.1). A seção levantada, doravante denominada de “seção do Rio Bambuca”, atravessa
o flanco ocidental do sinclinal da Media Luna, uma dobra cilíndrica aberta com eixo
principal de direção NE-SW. As falhas associadas ao sinclinal são do tipo inverso de
baixo ângulo, com deslocamentos de até 5 km. Os estratos aflorantes ao longo da seção
levantada apresentam mergulho acentuado (70-80º) na direção SE. Não foi constatada
a presença de complicações estruturais significativas, tais como inversão ou repetições
de camadas, ao longo da seção estudada.
Rio
Bambuca
Fm. Caballos
Gr. Villeta
Gr. Olini
Fm. Monserrate
Fm. Guaduala
75°20'W
3°20'N
Falha de
Chusma
0 1 2km
Alto de
Natagaima
Sub-bacia
de Neiva
LOCALIZAÇÃO
DA SEÇÃO
ANALISADA
N
N
SinclinalMediaLuna
Figura 4.1 – Localização e contexto geológico da seção estratigráfica levantada ao longo do Rio Bambuca.
A referida seção atravessa o flanco ocidental do sinclinal da Media Luna, no limite noroeste da sub-bacia de
Neiva, próximo ao alto de Natagaima (adaptado de Vargas et al., 2002).

27
O intervalo estratigráfico analisado inicia-se na parte superior da Formação Caballos,
cobre todo o Grupo Villeta (formações Tetuan, Bambuca e La Luna) e termina na base
do Grupo Olini, abrangendo mais de 700 metros de espessura (Fig. 4.2). Uma porção
significativa (cerca de 37%) desse intervalo encontra-se encoberta por deslizamentos de
terra e/ou vegetação, impedindo sua descrição e análise. Dentre as unidades estudadas,
a Formação Bambuca é a mais afetada, com cerca de 70% de sua espessura total
encoberta e/ou muito intemperizada, seguida pela Formação Tetuan, com cerca de 28%
de seção encoberta por deslizamentos de terra e/ou vegetação. As outras unidades,
por sua vez, afloram de forma relativamente contínua, praticamente sem intervalos
encobertos.
200 400 600
Raios Gama
(cps)
0 50 100
Carbonato Total
(%)
Intervalo de afloramento
coberto
Arenito muito fino
Arenito fino
Siltito
Folhelho
Folhelho calcífero
Bentonita
Grainstone
Mudstone/Wackestone
Chert
Carvão
Bioturbação
Laminação ondulada
Laminação plano-paralela
Concreções calcáreas
L E G E N D A :
0
100
200
300
Albiano
Caba-
llos
Fm.Tetuan
400
500
600
700
m
CenomanianoTuron./Coniac.San.CRONO
LITO
Fm.Bambuca
GrupoVilleta
Fm.LaLuna
Olini
Figura 4.2 – Coluna estratigráfica da seção do Rio Bambuca, levantada ao longo do rio homônimo, no
flanco noroeste da sub-bacia de Neiva, Vale Superior do Magdalena. A figura apresenta, além da sucessão
litológica e feições sedimentares, os dados de raios gama levantados no campo e os teores de carbonato
total determinados em laboratório.

28
4.2. Caracterização Litológica
Apresenta-se a seguir uma descrição das características sedimentológicas e
litológicas de cada uma das unidades litoestratigráficas estudadas na seção do Rio
Bambuca.
Formação Caballos
Apenas a porção correspondente aos 25 m superiores da Formação Caballos foi
analisada. O contato com a Formação Tetuan é concordante e transicional, tendo sido
arbitrariamente marcado no topo da última camada de arenito. Na porção analisada, as
camadasapresentamgeometriatabulareespessuramédiadaordemde1m.Predominam
os arenitos quartzosos de granulação fina a média, cor branca a cinza claro, maciços ou
com laminação ondulada ou plano-paralela, e localmente bioturbados. Minerais como
pirita, muscovita e glauconita, bem como fragmentos de fósseis de plantas, podem ser
observados na análise macroscópica. Secundariamente, ocorrem camadas de folhelhos
carbonáticos de cor cinza escuro a esverdeado e localmente bioturbados, com níveis
carbonosos irregulares de espessura centimétrica (Figura 4.3). Próximo ao topo, também
estão presentes intercalações de calcários bioclásticos (Figura 4.4)
Figura 4.3 – Fotografia mostrando intercalações de arenitos, folhelhos e camadas carbonosas delgadas na
Formação Caballos, seção do Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
Arenito
Arenito
Nível
Carbonoso
TOPO

29
Figura 4.4 – Fotografia mostrando pacotes de calcários próximo ao topo da Formação Caballos, seção do
Rio Bambuca, Vale Superior do Magdalena, Colômbia.
Calcário
1m
Grupo Villeta
De acordo com a nomenclatura estratigráfica adotada, foi subdividida nas formações
Tetuan, Bambuca e La Luna.
Formação Tetuan
Com uma espessura total de 210 m, a Formação Tetuan é caracterizada pela
alternância de estratos tabulares de folhelho e calcário com espessura decimétrica a
métrica e contatos plano-paralelos. Esta alternância litológica se reflete nas notáveis
flutuações dos conteúdos de carbonato total e do perfil de raios gama (Figura 4.2). Seus
limites (inferior e superior) são transicionais, tendo sido marcados respectivamente
no topo da última camada de arenito que assinala o topo da Formação Caballos e na
base da seqüência monótona de folhelhos que caracteriza a Formação Bambuca. Três
segmentos (inferior, médio e superior) com características litológicas distintas foram
reconhecidos na Formação Tetuan.
Com cerca de 50 m de espessura, o segmento inferior é composto essencialmente
por folhelhos com laminação plano-paralela fina e coloração cinza-escuro a negra,
intercalados localmente com camadas finas de calcários, apresentando em geral baixos
conteúdos de carbonatos (Figura 4.2). Ao microscópio, os folhelhos apresentam pirita

30
disseminada, fragmentos de biválvios e peixes, níveis submilimétricos de carapaças de
foraminíferosegrãossubangularesdequartzodotamanhosilte,formandoocasionalmente
franjas paralelas à laminação.
O segmento médio, com cerca 75 m de espessura, caracteriza-se basicamente
pela alternância entre camadas de folhelhos e calcários (Figura 4.5). Os folhelhos
apresentam coloração cinza escura à negra e laminação plano-paralela fina. Tal como
no segmento basal, observa-se ao microscópio, além da alta proporção de matéria
orgânica, a presença freqüente de pirita disseminada, fragmentos de bivalvos e peixes,
níveis submilimétricos de carapaças de foraminíferos e grãos subangulares de quartzo
do tamanho silte, formando ocasionalmente franjas paralelas à laminação. Concreções
calcíferas também são abundantes nessa parte da unidade.
As camadas de calcário do segmento médio da unidade consistem de mudstones
e wackestones (classificação de Dunhan, 1962) com abundantes foraminíferos
planctônicos parcialmente recristalizados. Possuem coloração cinza-claro, e mostram
aspecto maciço ou laminação plano-paralela (Figura 4.6). De modo geral, apresentam
uma porcentagem importante de minerais terrígenos (principalmente quartzo), glauconita
e de fósseis diversos, tais como fragmentos de amonitas, biválvios, peixes, etc., além
de foraminíferos planctônicos. Os calcários também ocorrem sob a forma de níveis
nodulares paralelos à estratificação das camadas adjacentes. Cabe ressaltar que níveis
milimétricos esparsos de bentonita foram encontrados nesse segmento.
Figura 4.5 – Fotografia em que se vêem intercalações rítmicas de calcários pelágicos (níveis claros) e
folhelhos calcíferos (camadas escuras) no segmento médio da Formação Tetuan, seção do Rio Bambuca,
1m
TOPO

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