Denudação química e implicações na composição das águas superficiais da Bacia do Rio Jaú (SP)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

O sistema fluvio-estuarino da Baía de Sepetiba preservado na estratigrafia rasa da plataforma continental interna adjacente (RJ)

A análise de dados de reflexão sísmica monocanal boomer (Hz ~ 700-4,000; penetração ~ 70 ms) adquiridos na plataforma continental interna-média (até ~ 50-60 m de profundidade) ao largo do sistema estuarino baía de Sepetiba, no Estado do Rio de Janeiro, Brasil, revelou a ocorrência de uma sucessão sedimentar preservada 15-20 m, sismicamente interpretada como representando ambientes fluvio-estuarinos para marinhos rasos. Estas séries são sotopostas à inconformidade regional mais superior reconhecida na escala de plataforma, chamada superfície S3. Esta superfície é erodida por numerosas incisões fluviais, que sugerem processos erosivos associados à prolongada exposição subaérea da plataforma continental durante o estágio isotópico marinho 2 (MIS 2), globalmente datada em ~ 20 ka A.P.. A preservação de tais unidades de corte e preenchimento estuarinho presumíveis Pleistoceno Superior-Holoceno na plataforma interna-média (até ~ 30 km da costa) evidencia pela primeira vez na área a existência de um paleo sistema fluvial bastante desenvolvido e processos dominantes de denudação na bacia hidrográfica a montante que atualmente alimenta a baía de Sepetiba. Bem como que, uma série de elementos arquiteturais sísmicos dentro desta sucessão estuarina, como canais de maré retrogradantes, registram a evolução do paleo sistema estuarino de um sistema aberto à um sistema parcialmente protegido durante a transgressão Holocênica. A formação e erosão de uma sucessão de ilhas barreira isoladas e canais de maré durante a transgressão persistiu até o desenvolvimento de uma superfície estratigráfica superior na área, interpretada como a superfície de máxima inundação (MFS) no registro estratigráfico. A ilha barreira atual (restinga da Marambaia) prograda sobre a MFS como uma feição deposição regressiva, apontando para uma idade mais jovem do que cerca de ~ 5 ka A. P., idade da transgressão máxima na área, de acordo com a literatura disponível.

Termocronologia (U-Th)He e reativação da margem continental do sudeste do Brasil: seção Serra da Mantiqueira - Gráben da Guanabara

A evolução da margem continental do sudeste do Brasil tem sido discutida por diversos autores desde meados do século passado até os dias atuais, especialmente no contexto da origem e evolução dos escarpamentos e das bacias tafrogênicas. Buscou-se contribuir com novos dados sobre a evolução da área a partir da aplicação da termocronologia de baixa temperatura (U-Th)/He em apatita, que oferece uma sensibilidade significativa para registrar movimentações tectônicas na crosta superior. Foi possível obter idades em 107 cristais de apatita de 18 amostras do embasamento coletadas no perfil com orientação NW-SE, numa seção entre a Serra da Mantiqueira e o Gráben da Guanabara. As idades corrigidas variam entre 250,1 8,7 Ma e 43,5 1,9 Ma (2 σ) e as não corrigidas entre 174,13 3,03 Ma e 27,07 0,60 Ma (1 σ). O Neocretáceo, o Eocretáceo e o Paleoceno são os principais registros no conjunto de dados, em ordem de importância. No Neocretáceo, o intervalo entre 83,6 e 72,1 Ma (Campaniano) representa o maior destaque nos registros termocronológicos, embora os outros registros (Maastrichtiano e Santoniano) também estejam presentes e sejam importantes. As idades do Neocretáceo destacam a importância dos eventos tectonomagmáticos e soerguimento regional na história térmica dessa área, inclusive com idades (~86 Ma) atribuídas ao contexto de soerguimento da Serra do Mar. As idades do Eocretáceo indicam o registro de eventos térmicos mais antigos, vinculados à evolução pré-rifte. Já os dados do Paleoceno estariam associados ao evento de reativação responsável pela implantação do sistema de riftes continentais (~65 Ma) e as idades do Eoceno, restritas à borda de falha da bacia de Resende (49,7 Ma e 43,5 Ma), à reativação do sistema de riftes nessa área. A dispersão de idades foi interpretada como efeito dos danos de radiação já que muitos grãos apresentam correlação entre idade e concentração de urânio (eU). Os padrões de tempo-temperatura (t-T), definidos a partir dos modelos HeFTy calibrados para o modelo de difusão que considera os efeitos de danos de radiação nos cristais, registraram eventos de resfriamento rápido, os quais mostram correlação direta com episódios de reativação e soerguimento na margem continental e com registros nas bacias continentais e marginais. O padrão de aumento das idades com a elevação, assim como da costa em direção ao interior é observado, mas mostra-se alterado pela ocorrência de idades mais jovens associadas à complexa evolução dessa margem continental com desnivelamentos de blocos vinculados à tectônica pós-rift, numa situação que ressalta a influência dos episódios de reativação. As estimativas de denudação total variam entre 1,2 e 2,8 km. As taxas de erosão variam entre 15,2 e 35,3 m/Ma. A evolução da área indica não apenas a influência de um evento específico mas, possivelmente, uma combinação de episódios que se alternaram e/ou atuaram em conjunto em determinados períodos. Os eventos de reativação mais antigos, combinados com os mais recentes, exibem os seus remanescentes na paisagem (serras da Mantiqueira e do Mar e os grábens e bacias sedimentares) e assumem papel fundamental na evolução da área. Os registros de tais episódios podem ser observados nas histórias térmicas das rochas e nos depósitos correlativos nas bacias sedimentares marginais e intracontinentais.

Estudos morfotectônicos aplicados à planície costeira do Rio Grande do Sul e adjacências

A Província Costeira do Rio Grande do Sul representa a porção emersa da Bacia de Pelotas, uma bacia marginal da Plataforma Sul Americana desenvolvida em resposta aos processos que levaram à ruptura do Supercontinente Gondwana e subseqüente abertura do Oceano Atlântico sul. Neste trabalho, a evolução morfotectônica desta Província foi investigada a partir da análise de bases cartográficas disponíveis, de imagens de sensores remotos, além da leitura crítica de uma ampla base documental existente, as quais permitiram delinear a contribuição neotectônica a este domínio. A evolução geodinâmica da Bacia de Pelotas, iniciada no Neo-Jurássico / Paleo-Cretáceo, tem seu máximo evolutivo no Mioceno, quando uma extensiva denudação na área continental propiciou um máximo de sedimentação. Os registros diretamente relacionados à Província Costeira do Rio Grande do Sul correspondem à seqüência superior desta Bacia, cujas idades estimadas são do Plioceno ao Recente. A análise morfotectônica efetuada compreendeu uma fase regional (primeira etapa da pesquisa), correspondente à contextualização dos aspectos geológicos, geomorfológicos e geofísicos da Província Costeira como um todo; nesta etapa, os elementos geomorfológicos foram identificados e hierarquizados segundo três sistemas de relevo, quatro regiões geomorfológicas e nove unidades de relevo. A segunda fase da pesquisa foi centrada na análise da rede de drenagem, sendo esta normalmente considerada uma ferramenta adequada à identificação dos sítios preferenciais à materialização da deformação neotectônica; a caracterização de padrões e anomalias da rede de drenagem e de canais fluviais, aliada à análise dos demais elementos do relevo, produziu um conjunto de elementos geomórficos que são usualmente relacionados à atividade neotectônica (segmentação de canais fluviais, cotovelos de captura, facetas trapezoidais e triangulares, etc.) A partir desta análise regional, foi escolhida a região circunvizinha a Porto Alegre para detalhamento, à qual foram preferencialmente direcionados os trabalhos de campo. Neste trabalho, estamos propondo uma complexa história neotectônica para esta área, tendo sido reconhecidos três macro-elementos morfotectônicos, discutidos como o Sistema de Falhas Coxilha das Lombas e a Bacia de Porto Alegre (ambos já reconhecidos por autores prévios) e o Lineamento Jacuí – Porto Alegre (introduzido neste trabalho); este Lineamento foi considerado o principal responsável por várias feições marcadas na evolução geomorfológica desta região, inclusive pela segmentação da Província Costeira. A atuação da neotectônica está materializada pela existência de estruturas deformacionais impressas em registros pleistocênicos da Província Costeira (correspondentes aos sistemas laguna – barreira I e II) e pela ocorrência de eventos sísmicos (dados históricos e instrumentais) nas adjacências desta Província, nas áreas continental e plataformal dos estados de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul e da República do Uruguai. O estágio atual do conhecimento, entretanto, não permite a proposição de modelos geodinâmicos que incorporem a contribuição neotectônica de maneira sistemática, visto a pouca disponibilidade de dados de campo, assim como a quase absoluta inexistência de dados sobre o comportamento tridimensional das unidades constituintes da Província Costeira Sul-riograndense. São sugeridas, portanto, campanhas sistemáticas de campo para levantamento de dados estruturais e geofísicos nas áreas identificadas – através de análise morfotectônica prévia – como favoráveis à materialização da deformação neotectônica.

Interpretação integrada de sísmica de alta-resolução e da morfologia submarina da costa de fiordes na patagônia central - Chile

Este estudo apresenta o uso integrado da sísmica de alta resolução e da morfologia submarina para interpretar a evolução do ambiente glacimarinho da costa de fiordes da Patagônia Central, Chile. Foram analisados registros de perfilador de fundo e subfundo 3,5 kHz e modelos submarinos 3D de sete fiordes adjacentes ao campo de gelo Patagônico Sul (Eyre, Falcon, Penguin, Europa Peel, Calvo e Amalia) e parte do canal Icy. Os registros, com cerca de 300 km de levantamento acústico, foram obtidos pelo Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile (SHOA), durante o cruzeiro de investigação científica Campo de Hielo Sur, realizado em 1995. Foram identificadas as principais fácies acústicas e geoformas sedimentares. A morfologia submarina e das bacias subaéreas adjacentes foi analisada com a elaboração de modelos tridimensionais subaéreos e submarinos e de perfis batimétricos longitudinais a partir de cartas náuticas, também do SHOA. Foram utilizadas imagens Landsat ETM+ na interpretação da geomorfologia glacial da área de entorno subaérea dos fiordes. O eixo longitudinal dos fiordes exibe morfologia irregular com bacias profundas e mostra fácies acústicas associadas ao sistema de depósitos de zonas de linha de encalhe (grounding line), às línguas de gelos flutuantes, e aos icebergs e ao gelo marinho. Refletores acústicos distinguem duas fácies principais, segundo sua configuração interna e geometria externa: caóticas e estratificadas. A geometria dos depocentros e as características dos refletores acústicos indicam a importante influência da batimetria e da topografia pré-existentes na dinâmica das geleiras e nos conseqüentes processos de sedimentação. Devido às grandes profundidades das bacias, as frentes das geleiras poderiam ser flutuantes ou aterradas ao fundo marinho. Em todo o caso, predomina um regime glacial onde o gelo está perto do ponto de fusão. É sugerido que os fiordes estudados resultam de um continuum de formas e de processos, que vão dos lineamentos e sistemas de falhas pré-existentes e controlados tectonicamente desde o Mioceno Inferior (ca. 25 milhões de anos AP), processos de denudação fluvial e de vertentes, vales fluviais modificados glacialmente e, finalmente, canais e fiordes erodidos pela ação do gelo. A tectônica originou uma topografia favorável para o desenvolvimento das geleiras, ocorreram processos de retroalimentação positiva entre aumento o da precipitação e expansão do campo de gelo no lado oeste da cordilheira. Provavelmente, as geleiras durante o Último Máximo Glacial não foram suficientemente espessas para aprofundar os fiordes, tampouco para dragar seus depósitos sedimentares para fora deles. Os processos de deposição de sedimentos caóticos acusticamente visíveis ocorreram durante o recuo das geleiras, já no Holoceno, onde elas alcançaram pontos de estabilidade, ajudadas pela morfologia dos fiordes, mesmo em águas profundas. Os depósitos estratificados localizados nas bacias intra-sills e em maiores profundidades, por sua vez, tiveram sua origem, provavelmente, das partes flutuantes do gelo, onde predominam os processos de desprendimento de icebergs (calving) e também do gelo marinho. Nessas mesmas bacias, depósitos mais profundos, não visíveis ao sistema de alta-resolução, poderiam estar preservados no fundo, pois não foram erodidos pelos sucessivos ciclos de avanço e recuo das geleiras, contendo assim informações sobre a evolução do campo de gelo ao longo do Quaternário.

Reavaliação de critérios estruturais na hidrogeologia de terrenos cristalinos, com ênfase na neotectônica e sensoriamento remoto

Hydrogeological prospecting in Northeast Brazil and in other crystalline terrains has been developed on the basis of structural and regional geology concepts that date back to the 50-60 decades and, as such, demand a natural re-evaluation and update. In this kind of terrain, the percolation and accumulation of ground water are controlled by fractures and other types of discontinuities, such as foliations and geological contacts that, through weathering, impart porosity and permeability to the rocks, allowing water flow and storage. Several factors should be considered in the process of locating water wells, as discussed in the literature. Among these, the kind of structures, fracture geometry (including aperture and connectivity) and their geological and chronological context. It is important to correlate fracture systems with the regional neotectonic framework. Fractures at low angle (sub parallel) with the principal stress axis (s1) are those which tend to open (actually they work as tension joints) and, in principle, would present major hydric potential; in the opposite side, fractures at high angle to s1 would behave as closed by a compressional component. Fractures diagonal to the compression and tension axes correspond to shear fractures and, due to their connectivity with second fractures, are also important in terms of hydric potential. Uplift followed by terrain denudation leads to decompression and a general tendency to open (aided by weathering processes) fractures and other rock discontinuities, at different orientations. Low angle fractures, formed in this context, are equally important to increase connectivity, collection of water and recharge of the aquifer systems. In a general way, an opening component (neotectonic or by terrain decompression) and several models to increase fracture connectivity correlate with a greater hydric potential of these structures. Together with parallel research, this thesis addresses models of ground water occurrence in crystalline terrains, either improving well established concepts like the (Riacho-Fenda model), but also stressing other possibilities, like the role of alluvium and paleo-regoliths (the Calha Elúvio-Aluvionar model) and of strongly altered, permo-porous zones placed at variable depths below the present surface, flanking several types of discontinuities, especially interconnected fracture arrays (the Bolsões de Intemperismo model). Different methodological approaches are also discussed in order to improve success rates in the location of water wells in crystalline terrains. In this methodological review, a number of case studies were selected in the eastern domain of the State of Rio Grande do Norte, involving the localities of Santa Cruz, Santo Antônio, Serrinha, Nova Cruz, Montanhas, Lagoa de Pedras and Lagoa Salgada. Besides the neotectonic analysis of brittle structures, this Thesis addresses the validation of remote sensing as a tool for ground water prospecting. Several techniques were tested in order to detect and select areas with higher potential for ground water accumulation, using Landsat 5-TM and RADARSAT images, besides conventional aerial photos. A number of filters were tested to emphasize lineaments in the images, improving their discrimination, to identify areas with higher overburden humidity, which could reflect subsurface water accumulation, as well as alluvium and other sedimentary covers that might act as recharge zones. The work started with a regional analysis with the orbital images, followed by analysis of aerial photos, up to a detailed structural study of rock exposures in the terrain. This last step involved the analysis of outcrops surrounding wells (in a ray of approximately 10 to 100 m) with distinct productivities, including dry examples. At the level required for detail, it was not possible to accomplish a statistical approach using the available well data catalogs, which lack the desired specific information. The methodology worked out in this Thesis must undergo a testing phase through location of new water wells. An increase in the success rates as desired will led to a further consolidation step with wider divulgation of the methodology to private companies and governmental agencies involved in ground water prospecting in crystalline terrains

Evolução estrutural e termocronológica meso-cenozóica da Zona de Cisalhamento Portalegre, Nordeste do Brasil

The Portalegre shear zone (ZCPa), which is located in the Rio Grande do Norte and Paraíba states (Northeastern Brazil), is na important right-lateral, northeast-trending lineament formed during the Brazilian Orogenic Cicle). The ZCPa experienced na important brittle reactivation from the Mesozoic until the present. This reactivation led to the formation of the Gangorra, Pau dos Ferros, Coronel João Pessoa, Icozinho and Rio do Peixe basins. The reactivation northern parto f the ZCPa that marks the boundary of the Potiguar Basin is denominated Carnaubais Fault. Several fracture patterns were mapped along the ZCPa. Samples were collected in Neoproterozoic granite outcrops, along the ZCPa. These samples yielded AFT ages from 86±13 to 376±57 Ma, and the mean track length from 10.9±0.8 to 12.9±1.5 mm. Samples from the East block yielded mean ages of 103 Ma, mean track lengtn 12,1mm, and mean altitude 250m, whereas samples from West block yielded mean ages of 150 Ma, which reach 345 Ma and 220 Ma in the Pau dos Ferros and Coronel João Pessoa basins, respectively. Thermal history models were sorted out for each crustal block. Samples from West block recorded a thermal history from Carboniferous Period until the Permiano, when the block experienced gradual uplift until the Cretaceous, when it underwent downfaulting and heating until the Tertiary, and it eventually experienced a rapid uplift movement until recent times. Samples from the East block presented the same cooling and heating events, but at they occurred different times. The East block thermal record started ~140 Ma, when this block experienced cooling until ~75 Ma. Both blocks show a denundacion/erosional history more similar in the Tertiary. The AFT data indicate an important tectonic event ~140 Ma, when the West block experienced downfaulting and the East block experienced uplift. This tectonic process led to the generation of several sedimentary basins in the region, including the Potiguar basin. This tectonic event is also interpreted as a rift process caused by an E-W-trending extension. It the Tertiary, some heating events can be tentatively attributed to the macau volcanic event

Tectonic history and the biogeography of the freshwater fishes from the coastal drainages of eastern Brazil: an example of faunal evolution associated with a divergent continental margin

As drenagens costeiras do leste do Brasil correspondem a áreas de grande significado biogeográfico, apresentando um alto grau de endemismo em sua fauna de peixes. Padrões filogenéticos sugerem uma relação próxima entre os rios que correm para o Atlântico a os adjacentes das terras altas do escudo cristalino. Entretanto, pouco tem sido dito sobre a dinâmica dos processos geológicos relacionados aos eventos cladogenéticos entre estas áreas. Padrões de distribuição e filogenéticos sugerem uma íntima associação com a história geológica da margem continental passiva da América do Sul, desde o Cretáceo aos dias atuais. Soerguimentos macrodômicos, rifteamento, movimentos verticais entre blocos falhados e o recuo erosivo da margem leste sul-americana são considerados como as principais forças geológicas atuando sobre a distribuição da ictiofauna de água doce nestas áreas. A atividade tectônica associada à ruptura do Gondwana e separação da América do Sul e África criou seis megadomos que são responsáveis por configurar a maior parte do atual curso das principais bacias hidrográficas do escudo cristalino. Com exceção das bacias localizadas às margens de tais megadomos, estes rios desenvolveram longos e sinuosos circuitos sobre o antigo escudo cristalino brasileiro antes de desaguarem no então recentemente aberto Oceano Atlântico. Eventos cladogenéticos iniciais entre drenagens de terras altas do escudo cristalino e tributários do Atlântico podem estar associados com processos vicariantes desta fase inicial, e alguns táxons antigos, basais, grupos-irmão de táxons muito inclusivos e de ampla distribuição são encontrados nestas bacias hidrográficas. Mais tarde, a denudação erosiva generalizada resultou em um ajuste isostático da margem leste da plataforma. Tal ajuste, concomitantemente a reativações de antigas zonas de falha, resultou em movimentos verticais entre blocos falhados, dando origem, no sudeste do Brasil, a bacias tafrogênicas. Tais bacias, como a de Taubaté, São Paulo, Curitiba e Volta Redonda, entre outras, capturaram drenagens e fauna de terras altas adjacentes. Os peixes fósseis da Formação Tremembé (Eoceno-Oligoceno da Bacia de Taubaté) exemplificam este processo. Outros sistemas tafrogênicos de idade Terciária foram também identificados em outros segmentos da margem continental Atlântica, como na Província Borborema, no NE do Brasil, com marcada influência sobre o padrão de drenagem. Ao mesmo tempo, o recuo erosivo da margem leste da plataforma capturou sucessivamente rios de planalto, os quais se tornaram tributários atlânticos, evoluindo associados aos principais sistemas de falha. A natureza continuada destes processos explica os padrões filogenéticos e de distribuição miscigenados entre os tributários atlânticos e as terras altas do escudo cristalino adjacente, especialmente na margem sudeste do continente, representados por sucessivos, cada vez menos inclusivos, grupos irmãos, associados a eventos cladogenéticos desde o final do Cretáceo ao presente.

Uma contribuição ao conhecimento geomorfológico da região de Cássia, sudoeste de Minas Gerais

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Morfotectônica da região centro-leste do Estado de São Paulo e áreas adjacentes de Minas Gerais: termocronologia e paleotensões

Pós-graduação em Geologia Regional - IGCE

Sedimentação coluvial pleistocênica na região de Presidente Figueiredo, nordeste do estado do Amazonas

Depósitos coluviais pleistocênicos são descritos e datados na região de Presidente Figueiredo, Estado do Amazonas. O estudo sedimentológico-estratigráfico de afloramentos, integrado com análise geomorfológica e datação por luminescência opticamente estimulada, permitiu caracterizar a arquitetura e litofácies destas sucessões sedimentares e fornecer informações sobre a história da denudação e modificações da paisagem da Amazônia Central durante o Pleistoceno. Os depósitos coluviais consistem em areias e, principalmente, cascalhos com arcabouço aberto, matriz arenosa, acamamento maciço e, localmente, gradação inversa, sugestivos de deposição por fluxos gravitacionais e torrenciais, em condições de alta energia. Dois tipos de depósitos coluviais foram identificados: Depósito coluvial tipo 1, datado em 57.000±5.000 anos AP, que é composto por cascalhos e areias com fragmentos de pelito, crosta laterítica e arenito ferruginizado, recobrindo rochas do Eopaleozóico; e Depósito coluvial tipo 2, datado em 22.100±2.600 anos AP, que consiste em cascalhos com fragmentos de caulim semi-flint e crosta laterítica, encontrado principalmente sobre os depósitos siliciclásticos caulínicos da Formação Alter do Chão, do Cretáceo-Terciário (?). A composição dos fragmentos indica como fontes as rochas fanerozóicas intemperizadas e os paleossolos lateríticos bauxítico-ferruginosos que foram removidos durante a denudação dos platôs. Os dois eventos de coluviação descritos aqui parecem confirmar que as fases principais de geomorfogênese seriam correlatas às duas fases climáticas secas e de recuo da floresta registradas para o final do Pleistoceno na Amazônia.

Análise da dinâmica de ocupação e uso das terras e suas implicações no sistema morfohidrográfico da Bacia do Ribeirão Bonito-SP

Os sistemas ambientais são compostos por elementos e atributos que atuam em sua dinâmica, os quais, ao longo de um dado período de tempo, podem responder às condições naturais ou às imposições antrópicas, sendo que estas últimas podem desencadear modificações no seu equilíbrio natural. Neste contexto, o objetivo principal do trabalho proposto foi identificar e analisar as alterações na dinâmica de ocupação e uso das terras e sua interferência nas características naturais da bacia do Ribeirão Bonito – SP, com ênfase à geomorfologia e hidrografia. A área em questão situa-se junto à baixa bacia do Rio Piracicaba, no Estado de São Paulo, numa área de transição entre a Depressão Periférica Paulista e as Cuestas Basálticas. Para a consolidação do objetivo proposto foram utilizados os seguintes procedimentos metodológicos: revisão de literatura referente à temática adotada; caracterização do meio físico e do processo de ocupação da área em estudo; elaboração de mapas geomorfológicos de dois cenários (1962 e 2007) de acordo com as metodologias de Tricart (1965) e Verstappen; Zuidan (1975), adaptados por Cunha (2001); elaboração de mapas de ocupação e uso das terras dos dois períodos (1962 e 2007) utilizando o sistema de classificação do IBGE (2006b) e trabalhos de campo. Para manuseio dos dados e posterior análise dos mesmos, foi utilizada a idéia de sistema ambiental, que se fundamenta na teoria dos sistemas gerais, aplicada a Geografia. Findados os levantamentos, observou-se que o aumento do nível de base local com conseqüente retomada erosiva, assim como a intensa ocupação das terras pela cultura da cana-de-açúcar, foram fatores que condicionaram as alterações geomorfológicas locais, expressas principalmente pela dinâmica erosiva e processos de denudação