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The Morro Vermelho hypogenic karst system (Brazil): Stratigraphy, fractures, and flow in a carbonate strike-slip fault zone with implications for carbonate reservoirs
AAPG Bulletin ( IF 2.7 ) Pub Date : 2020-10-01 , DOI: 10.1306/05212019150
Giovanni Bertotti , Philippe Audra , Augusto Auler , Francisco Hilario Bezerra , Stephan de Hoop , Cayo Pontes , Rahul Prabhakaran , Rebeca Lima

The Morro Vermelho Cave (MVC) (Brazil) developed within the Morro Vermelho karst system, which affected Neoproterozoic limestones (Salitre Formation). The MVC experienced little interactions with meteoric processes and is an example of a hypogenic cave formed during strike-slip deformation. The Salitre carbonates in the MVC experienced distributed deformation along an elongated domain overlying a buried strike-slip fault. Gently dipping, semiductile shear zones formed with decimeter-scale (3.9 in.) dolomitic veins. In our model, Mg-rich fluids flowing along the Salitre aquifer caused at the same time extensive dolomitization of the body of rock (100-m [328-ft] scale) experiencing distributed deformation. With progressive displacement, the deep strike-slip fault propagated upward causing the development of an anticline pop-up, steepening sedimentary layers, and steep 1–10-m-long (3.3–33.8-ft) fractures, which served as pathways for upward fluid flow. These steep extensional fractures made it possible for fluids flowing in lower, quartzitic aquifers to enter the carbonate aquifer causing silica deposition in rock cavities and in fractures and fault planes. Following the main stage of speleogenesis, silica deposition took over again depositing on the cave walls a continuous silica crust, rarely observed in other settings worldwide. The interplay between regional bedding-parallel flow and focused circulation of fluids along steep faults and dipping layers, and the associated rock–fluid interactions are not unique to the contractional settings presented but can also occur in association with similar faults in rifted continental margins.

中文翻译:

Morro Vermelho 下源岩溶系统(巴西):碳酸盐岩走滑断层带中的地层、裂缝和流动对碳酸盐岩储层的影响

Morro Vermelho 洞穴 (MVC)(巴西)在 Morro Vermelho 岩溶系统内发育,影响了新元古代石灰岩(Salitre 组)。MVC 与流星过程几乎没有相互作用,是走滑变形过程中形成的下生洞穴的一个例子。MVC 中的 Salitre 碳酸盐岩经历了沿着覆盖在埋藏走滑断层上的细长区域的分布变形。由分米级(3.9 英寸)白云岩脉形成的轻轻倾斜的半韧性剪切带。在我们的模型中,沿着 Salitre 含水层流动的富镁流体同时导致了经历分布式变形的岩体(100 米 [328 英尺] 尺度)的广泛白云石化。随着逐渐位移,深走滑断层向上传播,导致背斜弹出,陡峭的沉积层,以及陡峭的 1-10 米长(3.3-33.8 英尺)裂缝,作为向上流体流动的通道。这些陡峭的伸展裂缝使得在较低的石英岩含水层中流动的流体有可能进入碳酸盐含水层,从而导致岩腔、裂缝和断层面中的二氧化硅沉积。在洞穴形成的主要阶段之后,二氧化硅沉积再次接管,在洞穴壁上沉积了连续的二氧化硅外壳,这在世界其他地区很少见。区域层理平行流与沿陡峭断层和倾斜层的流体集中循环之间的相互作用,以及相关的岩石-流体相互作用并不是所呈现的收缩环境所独有的,也可能与裂谷大陆边缘的类似断层相关联。3-33.8 英尺)裂缝,作为向上流体流动的通道。这些陡峭的伸展裂缝使得在较低的石英岩含水层中流动的流体有可能进入碳酸盐含水层,从而导致岩腔、裂缝和断层面中的二氧化硅沉积。在洞穴形成的主要阶段之后,二氧化硅沉积再次接管,在洞穴壁上沉积了连续的二氧化硅外壳,这在世界其他地区很少见。区域层理平行流与沿陡峭断层和倾斜层的流体集中循环之间的相互作用,以及相关的岩石-流体相互作用并不是所呈现的收缩环境所独有的,也可能与裂谷大陆边缘的类似断层相关联。3-33.8 英尺)裂缝,作为向上流体流动的通道。这些陡峭的伸展裂缝使得在较低的石英岩含水层中流动的流体有可能进入碳酸盐含水层,从而导致岩腔、裂缝和断层面中的二氧化硅沉积。在洞穴形成的主要阶段之后,二氧化硅沉积再次接管,在洞穴壁上沉积了连续的二氧化硅外壳,这在世界其他地区很少见。区域层理平行流与沿陡峭断层和倾斜层的流体集中循环之间的相互作用,以及相关的岩石-流体相互作用并不是所呈现的收缩环境所独有的,也可能与裂谷大陆边缘的类似断层相关联。这些陡峭的伸展裂缝使得在较低的石英岩含水层中流动的流体有可能进入碳酸盐含水层,从而导致岩腔、裂缝和断层面中的二氧化硅沉积。在洞穴形成的主要阶段之后,二氧化硅沉积再次接管,在洞穴壁上沉积了连续的二氧化硅外壳,这在世界其他地区很少见。区域层理平行流与沿陡峭断层和倾斜层的流体集中循环之间的相互作用,以及相关的岩石-流体相互作用并不是所呈现的收缩环境所独有的,也可能与裂谷大陆边缘的类似断层相关联。这些陡峭的伸展裂缝使得在较低的石英岩含水层中流动的流体有可能进入碳酸盐含水层,从而导致岩腔、裂缝和断层面中的二氧化硅沉积。在洞穴形成的主要阶段之后,二氧化硅沉积再次接管,在洞穴壁上沉积了连续的二氧化硅外壳,这在世界其他地区很少见。区域层理平行流与沿陡峭断层和倾斜层的流体集中循环之间的相互作用,以及相关的岩石-流体相互作用并不是所呈现的收缩环境所独有的,也可能与裂谷大陆边缘的类似断层相关联。石英岩含水层进入碳酸盐含水层,导致岩腔、裂缝和断层面中的二氧化硅沉积。在洞穴形成的主要阶段之后,二氧化硅沉积再次接管,在洞穴壁上沉积了连续的二氧化硅外壳,这在世界其他地区很少见。区域层理平行流与沿陡峭断层和倾斜层的流体集中循环之间的相互作用,以及相关的岩石-流体相互作用并不是所呈现的收缩环境所独有的,也可能与裂谷大陆边缘的类似断层相关联。石英岩含水层进入碳酸盐含水层,导致岩腔、裂缝和断层面中的二氧化硅沉积。在洞穴形成的主要阶段之后,二氧化硅沉积再次接管,在洞穴壁上沉积了连续的二氧化硅外壳,这在世界其他地区很少见。区域层理平行流与沿陡峭断层和倾斜层的流体集中循环之间的相互作用,以及相关的岩石-流体相互作用并不是所呈现的收缩环境所独有的,也可能与裂谷大陆边缘的类似断层相关联。
更新日期:2020-10-01
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