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Uma bacia sedimentar, fundamental no processo de formação do petróleo, é resultado do acúmulo de sedimentos – detritos – de matéria orgânica, substâncias químicas e de rochas mais antigas. Conforme os sedimentos vão sendo acumulados na bacia, há aumento da pressão e da temperatura sobre a matéria já depositada, resultando, ao longo do tempo, na formação do petróleo. As bacias sedimentares são depressões da superfície terrestre formadas por abatimentos da litosfera, nas quais se depositam, ou depositaram sedimentos e, em alguns casos materiais vulcânicos.
Estas podem ser de vários tipos, de acordo com as causas da sua formação e destacam-se as frontais, que se localizam à frente de uma cadeia montanhosa ou de um arco de ilhas vulcânicas, que são o resultado da convergência de placas que obriga à flexão e afundamento da litosfera; as de retroarco localizam-se entre o arco de ilhas vulcânicas e o continente, pois resultam da formação de cadeias montanhosas; as de estiramento resultam da distensão da litosfera devido à atuação de forças tectónicas distensivas e um exemplo destas são os riftes; por último, existem as bacias sedimentares que resultam do arrefecimento da litosfera, pois este provoca um aumento da densidade das rochas e a sua subsidência.
Indispensáveis para o processo de formação do petróleo, as bacias sedimentares são depressões na crosta terrestre, para onde são carreados e acumulados os detritos (sedimentos) de rochas mais antigas, substâncias químicas e matéria orgânica, de origem animal e vegetal. À medida que um maior nº de sedimentos se acumulam na bacia, aumenta a