O Planalto da Bocaina situa-se no flanco leste do Rift Continental do Sudeste do Brasil (RCSB), em uma das porções mais elevadas da Serra do Mar, com altitudes superiores a 2000 m, compondo, juntamente com o Planalto de Campos do Jordão, os altos blocos de planaltos cristalinos do sudeste do Brasil. A Bocaina apresenta uma sucessão de planaltos de relevo mais suavizado (planaltos isolados), separados por vales profundos, que perdem altura de NW para SE. A origem do desnivelamento desses planaltos tem sido associada ora à reativação de antigas zonas de cisalhamento por falhas com componente normal, ora à dissecação erosiva diferencial controlada por knickpoints, ou, ainda, à preservação de superfícies de erosão de idades diferentes. A presente pesquisa teve por finalidade analisar as diferentes hipóteses de modo a estabelecer a idade, estilo e magnitude dos eventos tectônicos e denudacionais, responsáveis pela atual distribuição dos planaltos isolados da Bocaina. A metodologia integra estudos geomorfológicos e estruturais, segundo uma abordagem morfotectônica, com apoio da análise de traços de fissão em apatita e determinações pelo método do radiocarbono. Esta análise constitui importante ferramenta para determinar histórias térmicas e idades de resfriamento, em escalas de tempo de 106 a 108 anos, e permite estimar taxas de denudação de blocos de embasamento. Modelos digitais de terreno e cartas morfométricas subsidiaram a análise morfotectônica. Os planaltos isolados são caracterizados por baixos valores de gradientes hidráulicos, declividade e amplitude do relevo. O condicionante tectônico no desnivelamento dos níveis topográficos e individualização desses planaltos é evidenciado pela estreita correlação entre estruturas rúpteis (falhas e fraturas), feições morfotectônicas (facetas triangulares, knickpoints, escarpas, capturas fluviais), distribuição dos principais alvéolos e padrão de drenagem. Diques registram fases distensivas desde a ruptura dos continentes no Eocretáceo até o Paleógeno. Regimes de esforços observados na Bocaina são compatíveis com o modelo tectônico proposto para o RCSB durante o Cenozóico. Os eventos tectono-magmáticos no sudeste do Brasil tiveram um importante papel nos processos denudacionais registrados pela análise de traços de fissão em apatitas no Planalto da Bocaina. As idades corrigidas de traços de fissão em apatitas para 15 amostras variam entre 326±30 e 54±5 Ma, incluindo um significativo conjunto de idades mais velhas do que 200 Ma - as mais antigas obtidas na região da Serra do Mar até o momento. As idades apresentam uma tendência de decréscimo de noroeste para sudeste, do interior do continente em direção à costa, padrão também reconhecido em outras margens continentais passivas. Esse padrão é perpendicular à direção estrutural principal do embasamento pré-cambriano, sugerindo um importante condicionante estrutural. Idades contrastantes em um mesmo planalto isolado, ou similares em altitudes diferentes, sugerem uma evolução tectonotermal regional complexa, possivelmente associada à evolução do RCSB. Um modelo simples de recuo de escarpa não explicaria a distribuição espacial das idades de traços de fissão em apatitas no Planalto da Bocaina; falhas devem ter sido responsáveis pela acentuação dos desníveis topográficos entre os planaltos isolados. As histórias térmicas registram importantes eventos de resfriamento relacionados à ruptura continental, ao magmatismo alcalino neocretáceo e à geração e deformação do RCSB. As idades mais antigas de traços de fissão da Serra do Mar foram obtidas nas porções mais elevadas da Bocaina, que guardam estreita semelhança com a paisagem dos altos campos no Planalto de Campos do Jordão, evidenciando que tais áreas provavelmente constituíram, por um longo período de tempo, importante área fonte de sedimentos para as bacias do Paraná, Bauru e Santos. / The Bocaina Plateau is situated on the eastern flank of the Continental Rift of Southeastern Brasil (CRSB), in the highest portions of the Serra do Mar, reaching more than 2000 meters in altitude. This and the Campos do Jordão Plateau comprise the high blocks of crystalline massifs of Southeastern Brasil. The Bocaina presents a succession of NW-SE topographically decreasing low-relief plateaus (isolated plateaus), separated by deep valleys. The origin of the differences in altitude among these plateaus has been associated with (1) tectonic reactivation of ancient shear zones by normal faulting, (2) differential erosional dissection controlled by knickpoints, and (3) preservation of erosional surfaces of different ages. This study examines these hypotheses in order to establish the age, style and magnitude of the tectonic and denudational events that resulted in the current distribution of the isolated plateaus of Bocaina. Structural and geomorphological analyses have been carried out using a morphotectonic approach, aided by apatite fission track analysis and radiocarbon dating. Apatite fission track analysis is an important tool to obtain thermal histories and cooling ages, on scales of 106 to 108 years, and is commonly used to estimate denudation rates in basement blocks. Morphotectonic analysis was supported by digital terrain models and morphometric maps. The isolated plateaus are characterized by low hydraulic gradient, slope and relief. Tectonic conditioning in the accentuation of differences in altitude and individualization of the plateaus is evinced by clear correlation between brittle structures (faults and fractures), morphotectonic features (triangular facets, knickpoints, scarps, fluvial captures), distribution of main alluvial plains and drainage pattern. Dikes indicate distensional phases since continental break-up in the Early Cretaceous till the Paleogene. Stress regimes observed in Bocaina are compatible with the tectonic model for the CRSB during the Cenozoic. Tectonic and magmatic events in Southeastern Brazil played an important role in denudational processes as recorded by apatite fission track analysis in the Bocaina plateau. Corrected fission track ages for 15 samples range from 326±30 to 54±5 Ma, including a significant set greater than 200 Ma, the oldest such ages yet registered in the Serra do Mar. Ages decrease NW-SE from the continent coastwards, a trend also recognized in other passive continental margins. This pattern is perpendicular to the main structural grain of the Precambrian basement, suggesting important structural control. Contrasting ages within a single plateau and similar ages at different altitudes indicate complex regional tectono-thermal evolution, possibly related to the evolution of the CRSB. Fission track age distribution in the Bocaina plateau cannot be explained by the simple scarp-retreat model; faults must have accentuated differences in altitude among the isolated plateaus. Thermal histories show important cooling events related to continental break-up, Early Cretaceous alkaline magmatism and origin of the CRSB. The oldest fission track ages obtained in the Serra do Mar region (> 200 Ma) were found in the highest portions of the Bocaina plateau, where the landscape system is very similar to that of the Campos do Jordão plateau. These areas have probably been an important, persistent source of sediments for the Paraná, Bauru and Santos basins, for a very long time.

O Planalto da Bocaina situa-se no flanco leste do Rift Continental do Sudeste do Brasil (RCSB), em uma das porções mais elevadas da Serra do Mar, com altitudes superiores a 2000 m, compondo, juntamente com o Planalto de Campos do Jordão, os altos blocos de planaltos cristalinos do sudeste do Brasil. A Bocaina apresenta uma sucessão de planaltos de relevo mais suavizado (planaltos isolados), separados por vales profundos, que perdem altura de NW para SE. A origem do desnivelamento desses planaltos tem sido associada ora à reativação de antigas zonas de cisalhamento por falhas com componente normal, ora à dissecação erosiva diferencial controlada por knickpoints, ou, ainda, à preservação de superfícies de erosão de idades diferentes. A presente pesquisa teve por finalidade analisar as diferentes hipóteses de modo a estabelecer a idade, estilo e magnitude dos eventos tectônicos e denudacionais, responsáveis pela atual distribuição dos planaltos isolados da Bocaina. A metodologia integra estudos geomorfológicos e estruturais, segundo uma abordagem morfotectônica, com apoio da análise de traços de fissão em apatita e determinações pelo método do radiocarbono. Esta análise constitui importante ferramenta para determinar histórias térmicas e idades de resfriamento, em escalas de tempo de 106 a 108 anos, e permite estimar taxas de denudação de blocos de embasamento. Modelos digitais de terreno e cartas morfométricas subsidiaram a análise morfotectônica. Os planaltos isolados são caracterizados por baixos valores de gradientes hidráulicos, declividade e amplitude do relevo. O condicionante tectônico no desnivelamento dos níveis topográficos e individualização desses planaltos é evidenciado pela estreita correlação entre estruturas rúpteis (falhas e fraturas), feições morfotectônicas (facetas triangulares, knickpoints, escarpas, capturas fluviais), distribuição dos principais alvéolos e padrão de drenagem. Diques registram fases distensivas desde a ruptura dos continentes no Eocretáceo até o Paleógeno. Regimes de esforços observados na Bocaina são compatíveis com o modelo tectônico proposto para o RCSB durante o Cenozóico. Os eventos tectono-magmáticos no sudeste do Brasil tiveram um importante papel nos processos denudacionais registrados pela análise de traços de fissão em apatitas no Planalto da Bocaina. As idades corrigidas de traços de fissão em apatitas para 15 amostras variam entre 326±30 e 54±5 Ma, incluindo um significativo conjunto de idades mais velhas do que 200 Ma - as mais antigas obtidas na região da Serra do Mar até o momento. As idades apresentam uma tendência de decréscimo de noroeste para sudeste, do interior do continente em direção à costa, padrão também reconhecido em outras margens continentais passivas. Esse padrão é perpendicular à direção estrutural principal do embasamento pré-cambriano, sugerindo um importante condicionante estrutural. Idades contrastantes em um mesmo planalto isolado, ou similares em altitudes diferentes, sugerem uma evolução tectonotermal regional complexa, possivelmente associada à evolução do RCSB. Um modelo simples de recuo de escarpa não explicaria a distribuição espacial das idades de traços de fissão em apatitas no Planalto da Bocaina; falhas devem ter sido responsáveis pela acentuação dos desníveis topográficos entre os planaltos isolados. As histórias térmicas registram importantes eventos de resfriamento relacionados à ruptura continental, ao magmatismo alcalino neocretáceo e à geração e deformação do RCSB. As idades mais antigas de traços de fissão da Serra do Mar foram obtidas nas porções mais elevadas da Bocaina, que guardam estreita semelhança com a paisagem dos altos campos no Planalto de Campos do Jordão, evidenciando que tais áreas provavelmente constituíram, por um longo período de tempo, importante área fonte de sedimentos para as bacias do Paraná, Bauru e Santos. / The Bocaina Plateau is situated on the eastern flank of the Continental Rift of Southeastern Brasil (CRSB), in the highest portions of the Serra do Mar, reaching more than 2000 meters in altitude. This and the Campos do Jordão Plateau comprise the high blocks of crystalline massifs of Southeastern Brasil. The Bocaina presents a succession of NW-SE topographically decreasing low-relief plateaus (isolated plateaus), separated by deep valleys. The origin of the differences in altitude among these plateaus has been associated with (1) tectonic reactivation of ancient shear zones by normal faulting, (2) differential erosional dissection controlled by knickpoints, and (3) preservation of erosional surfaces of different ages. This study examines these hypotheses in order to establish the age, style and magnitude of the tectonic and denudational events that resulted in the current distribution of the isolated plateaus of Bocaina. Structural and geomorphological analyses have been carried out using a morphotectonic approach, aided by apatite fission track analysis and radiocarbon dating. Apatite fission track analysis is an important tool to obtain thermal histories and cooling ages, on scales of 106 to 108 years, and is commonly used to estimate denudation rates in basement blocks. Morphotectonic analysis was supported by digital terrain models and morphometric maps. The isolated plateaus are characterized by low hydraulic gradient, slope and relief. Tectonic conditioning in the accentuation of differences in altitude and individualization of the plateaus is evinced by clear correlation between brittle structures (faults and fractures), morphotectonic features (triangular facets, knickpoints, scarps, fluvial captures), distribution of main alluvial plains and drainage pattern. Dikes indicate distensional phases since continental break-up in the Early Cretaceous till the Paleogene. Stress regimes observed in Bocaina are compatible with the tectonic model for the CRSB during the Cenozoic. Tectonic and magmatic events in Southeastern Brazil played an important role in denudational processes as recorded by apatite fission track analysis in the Bocaina plateau. Corrected fission track ages for 15 samples range from 326±30 to 54±5 Ma, including a significant set greater than 200 Ma, the oldest such ages yet registered in the Serra do Mar. Ages decrease NW-SE from the continent coastwards, a trend also recognized in other passive continental margins. This pattern is perpendicular to the main structural grain of the Precambrian basement, suggesting important structural control. Contrasting ages within a single plateau and similar ages at different altitudes indicate complex regional tectono-thermal evolution, possibly related to the evolution of the CRSB. Fission track age distribution in the Bocaina plateau cannot be explained by the simple scarp-retreat model; faults must have accentuated differences in altitude among the isolated plateaus. Thermal histories show important cooling events related to continental break-up, Early Cretaceous alkaline magmatism and origin of the CRSB. The oldest fission track ages obtained in the Serra do Mar region (> 200 Ma) were found in the highest portions of the Bocaina plateau, where the landscape system is very similar to that of the Campos do Jordão plateau. These areas have probably been an important, persistent source of sediments for the Paraná, Bauru and Santos basins, for a very long time.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O relevo da Serra da Bocaina revela o forte controle das estruturas dúcteis e rúpteis relacionadas à Faixa Ribeira gerada na Orogênese Brasiliana (ca. 790-480 Ma) e às reativações mesozóica-cenozóicas. As rochas são agrupadas em 4 terrenos tectônicos colados nas etapas colisionais brasilianas, que formaram as estruturas mais penetrativas: foliação com mergulho para NW, zonas de cisalhamento dúcteis NESW e dobras. Zonas de cisalhamento rúptil-dúcteis NW marcam o colapso orogênico. A abertura do Atlântico Sul (ca. 135-120 Ma) é registrada pelos enxames de diques toleíticos NNE e ENE, em parte condicionados pelas estruturas brasilianas. No Planalto da Bocaina uma idade de traço de fissão em apatita (TFA) de ca. 145 Ma data o resfriamento ainda da fase pré-rifte do Gondwana. O soerguimento da margem continental na fase rifte pode ter alçado este nível para fora da zona de apagamento parcial do TFA. A reativação neocretácea é datada pelo TFA (ca. 85 Ma) na costa e na escarpa atlântica, indicando novo pulso de denudação e soerguimento da margem continental. Isto também concorda com o extenso aporte de sedimentação siliciclástica na Bacia de Santos. No Paleógeno, a formação dos Riftes Continentais do Sudeste Brasileiro (RCSB) gerou a reativação das estruturas dúcteis NE da Faixa Ribeira, falhas e fraturas NW, E-W, além de fraturas NE na Baía da Ilha Grande. O contato tectônico entre os Terrenos Paraíba do Sul e Embu é a principal zona reativada na Serra da Bocaina. Idades TFA (ca. 55 Ma) registram o estágio inicial do RCSB, que provocou o rebaixamento do nível de base e a formação de uma escarpa no interior. A Serra da Bocaina parece constituir uma região elevada desde a formação da Cordilheira Ribeira, incrementada pelos soerguimentos das fases rifte e pós-rifte do Atlântico e do RCSB. Estes eventos tectônicos que elevaram a Serra da Bocaina, também geraram as estruturas que conduzem sua denudação. Neste contexto, destaca-se o par de estruturas NE (foliação e zonas de cisalhamento reativadas ou não) e NW (fraturas e falhas), as mais freqüentes, que orienta a rede de drenagem, os níveis de base locais (knickpoints) e as formas côncavas das encostas (cabeceiras de canais). Diques toleíticos também conduzem a dissecação dos vales fluviais. Por outro lado, granitos e ortognaisses que sustentam as elevações e segmentos de escarpas mostram o papel da erosão diferencial em rochas mais resistentes. A denudação do Planalto da Bocaina e o recuo de suas escarpas (atlântica e interior) são regulados por diferentes níveis de base (p.ex. nível do mar, rio Paraíba do Sul no RCSB, diversos knickpoints), sensíveis aos eventos de reativações tectônicas (soerguimento), variações eustáticas e à erosão diferencial. Os pulsos erosivos vêm dissecando de modo diferencial os vales suspensos do planalto, através da incisão fluvial e reativação das cabeceiras de canais, que avançam sobre as encostas promovendo a quebra dos divisores e capturas de drenagens. Este processo rebaixamento de relevo parece levar à formação das superfícies colinosas que ocorrem em diferentes níveis topográficos. As idades TFA antigas indicam baixas taxas de denudação na porção mais elevada do Planalto da Bocaina, o que contrasta com as altas taxas da região costeira. Este caráter diferencial da denudação condicionada pelo substrato geológico e pelos eventos de soerguimento, vem preservando antigas paisagens no Planalto da Bocaina. No outro extremo, a denudação propagada pelo recuo das duas escarpas vem degradando as bordas e introduzindo a dissecação no interior do planalto. As duas escarpas geradas por eventos riftes distintos vêm se ajustando ao controle das rochas e estruturas da Faixa Ribeira. / The Bocaina Ridge landscape is strongly controlled by both ductile and brittle structures related to the Ribeira Belt (Brasiliano Orogeny ca. 790-480Ma) and also to the mesozoic-cenozoic reactivations. The rocks were subdivided in four tectonic terrains accreted in the brasiliano collisional stages. The most prominent structures related to these collisions are: NW dipping foliation, NE-SW ductile shear zones, and folds. NW ductile-brittle shear zones represent the orogenic collapse stage. The South Atlantic opening (ca.135-120 Ma) is registered in NNE and ENE tholeitic dike swarms, partly conditioned by brasiliano structures. In the Bocaina Plateau one apatite fission track age (AFT) of ca.145Ma represents pre-rift Gondwana cooling. The continental margin uplift associated to the rift phase might have raised this level out of the AFT partial annealing zone. Neocretaceous reactivation (ca. 85Ma) was AFT dated both in the coast and the atlantic scarp, pointing out to a newer continental margin denudation and uplift pulse. This reactivation is in accordance with the Santos basin significant siliciclastic sedimentation. In paleogene times, the Southeastern Brazil Continental Rift System (SBCR) development was responsible for: the reactivation of the Ribeira Belt NE ductile structures, NW and E-W faulting and fracturing, and NE fracturing in Ilha Grande Bay. The tectonic boundary between Paraíba do Sul and Embu Terrains is the main reactivation zone in the Bocaina Ridge. AFT ages of ca. 55 Ma register the initial stage of the SBCR, which produced base level lowering and the formation of an inland scarp. The Bocaina Ridge seems to constitute an elevated region since the development of the Ribeira Cordillera, increased by the South Atlantic rift and post-rift uplifts and also by the SBCR.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O relevo da Serra da Bocaina revela o forte controle das estruturas dúcteis e rúpteis relacionadas à Faixa Ribeira gerada na Orogênese Brasiliana (ca. 790-480 Ma) e às reativações mesozóica-cenozóicas. As rochas são agrupadas em 4 terrenos tectônicos colados nas etapas colisionais brasilianas, que formaram as estruturas mais penetrativas: foliação com mergulho para NW, zonas de cisalhamento dúcteis NESW e dobras. Zonas de cisalhamento rúptil-dúcteis NW marcam o colapso orogênico. A abertura do Atlântico Sul (ca. 135-120 Ma) é registrada pelos enxames de diques toleíticos NNE e ENE, em parte condicionados pelas estruturas brasilianas. No Planalto da Bocaina uma idade de traço de fissão em apatita (TFA) de ca. 145 Ma data o resfriamento ainda da fase pré-rifte do Gondwana. O soerguimento da margem continental na fase rifte pode ter alçado este nível para fora da zona de apagamento parcial do TFA. A reativação neocretácea é datada pelo TFA (ca. 85 Ma) na costa e na escarpa atlântica, indicando novo pulso de denudação e soerguimento da margem continental. Isto também concorda com o extenso aporte de sedimentação siliciclástica na Bacia de Santos. No Paleógeno, a formação dos Riftes Continentais do Sudeste Brasileiro (RCSB) gerou a reativação das estruturas dúcteis NE da Faixa Ribeira, falhas e fraturas NW, E-W, além de fraturas NE na Baía da Ilha Grande. O contato tectônico entre os Terrenos Paraíba do Sul e Embu é a principal zona reativada na Serra da Bocaina. Idades TFA (ca. 55 Ma) registram o estágio inicial do RCSB, que provocou o rebaixamento do nível de base e a formação de uma escarpa no interior. A Serra da Bocaina parece constituir uma região elevada desde a formação da Cordilheira Ribeira, incrementada pelos soerguimentos das fases rifte e pós-rifte do Atlântico e do RCSB. Estes eventos tectônicos que elevaram a Serra da Bocaina, também geraram as estruturas que conduzem sua denudação. Neste contexto, destaca-se o par de estruturas NE (foliação e zonas de cisalhamento reativadas ou não) e NW (fraturas e falhas), as mais freqüentes, que orienta a rede de drenagem, os níveis de base locais (knickpoints) e as formas côncavas das encostas (cabeceiras de canais). Diques toleíticos também conduzem a dissecação dos vales fluviais. Por outro lado, granitos e ortognaisses que sustentam as elevações e segmentos de escarpas mostram o papel da erosão diferencial em rochas mais resistentes. A denudação do Planalto da Bocaina e o recuo de suas escarpas (atlântica e interior) são regulados por diferentes níveis de base (p.ex. nível do mar, rio Paraíba do Sul no RCSB, diversos knickpoints), sensíveis aos eventos de reativações tectônicas (soerguimento), variações eustáticas e à erosão diferencial. Os pulsos erosivos vêm dissecando de modo diferencial os vales suspensos do planalto, através da incisão fluvial e reativação das cabeceiras de canais, que avançam sobre as encostas promovendo a quebra dos divisores e capturas de drenagens. Este processo rebaixamento de relevo parece levar à formação das superfícies colinosas que ocorrem em diferentes níveis topográficos. As idades TFA antigas indicam baixas taxas de denudação na porção mais elevada do Planalto da Bocaina, o que contrasta com as altas taxas da região costeira. Este caráter diferencial da denudação condicionada pelo substrato geológico e pelos eventos de soerguimento, vem preservando antigas paisagens no Planalto da Bocaina. No outro extremo, a denudação propagada pelo recuo das duas escarpas vem degradando as bordas e introduzindo a dissecação no interior do planalto. As duas escarpas geradas por eventos riftes distintos vêm se ajustando ao controle das rochas e estruturas da Faixa Ribeira. / The Bocaina Ridge landscape is strongly controlled by both ductile and brittle structures related to the Ribeira Belt (Brasiliano Orogeny ca. 790-480Ma) and also to the mesozoic-cenozoic reactivations. The rocks were subdivided in four tectonic terrains accreted in the brasiliano collisional stages. The most prominent structures related to these collisions are: NW dipping foliation, NE-SW ductile shear zones, and folds. NW ductile-brittle shear zones represent the orogenic collapse stage. The South Atlantic opening (ca.135-120 Ma) is registered in NNE and ENE tholeitic dike swarms, partly conditioned by brasiliano structures. In the Bocaina Plateau one apatite fission track age (AFT) of ca.145Ma represents pre-rift Gondwana cooling. The continental margin uplift associated to the rift phase might have raised this level out of the AFT partial annealing zone. Neocretaceous reactivation (ca. 85Ma) was AFT dated both in the coast and the atlantic scarp, pointing out to a newer continental margin denudation and uplift pulse. This reactivation is in accordance with the Santos basin significant siliciclastic sedimentation. In paleogene times, the Southeastern Brazil Continental Rift System (SBCR) development was responsible for: the reactivation of the Ribeira Belt NE ductile structures, NW and E-W faulting and fracturing, and NE fracturing in Ilha Grande Bay. The tectonic boundary between Paraíba do Sul and Embu Terrains is the main reactivation zone in the Bocaina Ridge. AFT ages of ca. 55 Ma register the initial stage of the SBCR, which produced base level lowering and the formation of an inland scarp. The Bocaina Ridge seems to constitute an elevated region since the development of the Ribeira Cordillera, increased by the South Atlantic rift and post-rift uplifts and also by the SBCR.