Orientador: Peter Christian Hackspacher / Banca: Antonio Roberto Saad / Banca: Francisco José Fonseca Ferreira / Banca: Gilmar Vital Bueno / Banca: Sandro Guedes de Oliveira / Acomapnah 4 mapas anexos / Resumo: A evolução do Arco de Ponta Grossa relaciona-se aos diversos eventos de reativação da Plataforma Sul-americana no sudeste brasileiro a partir do Cretáceo Inferior. A análise multi-métodos dos traços de fissão em apatita e zircão no eixo central do Arco de Ponta Grossa permitiu identificar períodos de exumação nas seguintes épocas: (1) Cretáceo Inferior (idades de traços de fissão em zircão entre 138 ± 51 Ma e 107 ± 22), relacionado aos processos tectônicos, magmáticos e de exumação do evento de ruptura do Gondwana Sul-Ocidental; (2) Cretáceo Superior (idades de traços de fissão em zircão entre 90 ± 14 Ma e 69 ± 21 Ma; e idades de traços de fissão em apatitas entre 74 ± 14 Ma e 66 ± 2 Ma), relacionado ao alçamento do embasamento cristalino como resposta à uma anomalia térmica causada pela passagem da Pluma de Trindade sob o sudeste brasileiro, e conseqüente geração tectônica de relevo e erosão que forneceu sedimentos para as bacias de Santos e do Paraná; (3) Cretáceo Superior - Paleoceno Inferior, evento tectônico relacionado a um soerguimento regional que resultou no alçamento e erosão das bordas das bacias da Plataforma Sul-americana, em especial a Bacia do Paraná. Este evento também é associado ao tectonismo gerador das bacias do Rifte Continental Sudeste do Brasil, no segmento central; (4) Oligoceno-Mioceno (idades de traços de fissão em apatitas entre 26 ± 3 Ma e 14 ± 2 Ma) há o registro da mais recente reativação das zonas de falha NW, em especial a Zona de Falha de São Jerônimo-Curiúva, associada ao rearranjo do campo de tensões neste período, e conseqüente erosão das porções de rocha, que marca o início da sedimentação no segmento sul do Rifte Continental Sudeste do Brasil, composto pela Bacia de Curitiba, grábens de Guaraqueçaba, Sete Barras e Cananéia; e as formações Pariqüera- Açu e Alexandra... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The evolution of Ponta Grossa Arch is genetically related to the post-rift reactivation of the South American Platform since Early Cretaceous. Apatite and Zircon lowtemperature thermochronology analysis in Ponta Grossa Arch provided the following interpretations: (1) Zircon fission-track ages between 138 ± 51 Ma and 107 ± 22are related to the tectonic, magmatic and exhumation processes occurred during the Gondwana breakup in Early Cretaceous; (2) Zircon fission-track ages between 90 ± 14 Ma and 69 ± 21 Ma, and apatite fission-track ages between 74 ± 14 Ma and 66 ± 2 Ma are evidenced the basement uplift as a response of thermal anomaly induced by Trindade plume since this time, as also evidenced in other areas of SE-Brazil during Late Cretaceous. The resulting highlands were the main source-area for the Coniacian-Maastrichian sediments of the Santos (Santos formation) and Paraná (Bauru Group) basins; (3) Between Late Cretaceous and Early Paleocene, the tectonic processes caused uplift and erosion of the Paleozoic interior basins, specially the Paraná Basin. At this time, preexisting shear zones were reactivated, formed the Continental Rift Basins of SE Brazil and continental sediments were deposited in these basins at the northern part of the study-area during this time; (4) During Oligocene to Miocene, apatite fission-track ages between 26 ± 3 Ma and 14 ± 2 Ma indicate the youngest reactivation of the NE-SW Precambrian shear zones and consequent exhumation of high elevated area. The origin of the Continental Rift Basins of SE Brazil in the study area (Curitiba basin, Guaraqueçaba, Sete Barras and Cananéia Grabens, and Pariquera-Açu and Alexandra formations) is probably related to the movement along NWSE trending fault zones (São Jerônimo-Curiúva Fault Zone). Thermal histories evidenced local and sea base-level stability and peneplanation processes caused dissection in highelevated areas. / Doutor

Este trabalho apresenta um método de inversão de perfis de dados magnetométricos em enxames de diques, utilizando os módulos de um programa desenvolvido no contexto do Mestrado. Os enxames de diques produzem padrões complexos de anomalia, dependendo da densidade de diques ao longo do perfil avaliado, das propriedades magnéticas de cada unidade e da existência de fontes mais rasas e profundas. Poucas técnicas se mostram eficazes em inverter dados em tal cenário, seja para recuperar parâmetros confiáveis para cada dique ou valores médios em casos mais complexos. O método inclui uma abordagem de inversão por etapas para modelos compostos por múltiplos prismas finos, identificados interativamente de acordo com a qualidade do ajuste aos dados. Na abordagem proposta, a intensidade do campo vetorial anômalo é inicialmente invertida para fornecer parâmetros geométricos (posição ao longo do perfil e profundidade do topo) e o produto da intensidade de magnetização pela espessura para as unidades do modelo. O modelo obtido é usado para inverter os dados de anomalia de campo total para se obter a inclinação de magnetização para cada prisma do modelo. Para perfis com poucos prismas (diques), essa abordagem revela-se eficaz na recuperação dos parâmetros verdadeiros para cada unidades do modelo. Para perfis com maior densidade de prismas, apenas valores médios de diferentes populações de diques podem ser recuperados. Isso é obtido aplicando uma abordagem por análise de grupo usando o algoritmo k-means, para soluções alternativas obtidas na inversão de dados. O método é testado com dados sintéticos gerados por configurações simples e complexas de prismas e interferências. Uma vez testado com simulações numéricas, o método é aplicado a um perfil do Enxame de Diques do Arco de Ponta Grossa. A análise de cluster de soluções alternativas identificou pelo menos três gerações para os diques neste perfil, de acordo com os parâmetros médios dos grupos. Os valores obtidos com a análise de grupos também foram utilizados para calcular a expansão crustal ao longo do perfil, chegando a valores entre 12 e 23%. Além disso, resultados de inversão foram analisados com poços da base de dados do Sistema de Informação de Águas Subterrâneas (SIAGAS) para avaliar a produtividade de poços com respeito à sua proximidade a unidades específicas de diques. Este estudo mostra que poços mais produtivos estão situados próximos de uma classe de diques mais rasos, conforme identificado pela análise k-means. Para poços perfurados em zona de influência dessa classe de diques em rochas cristalinas de alto grau metamórfico (tufos, meta-tufos), a produtividade é cerca de 14,5 vezes maior do que aqueles perfurados nas encaixantes. Para poços em zona de influência dessa classe de diques em rochas cristalinas de baixo grau metamórfico, a produtividade é cerca de 4,3 maior do que nas encaixantes. Um modelo conceitual para exploração de águas subterrâneas é apresentado levando-se em consideração a distribuição de diques mais rasos na região estudada. / This work presents a method of inversion of magnetometric data profiles in dyke swarms, using the modules of a program developed in the context of the Master. Dyke swarms produce complex patterns of anomalies, depending on the density of dikes along the evaluated profile, the magnetic properties of each unit and the existence of shallower and deeper sources. Few techniques prove effective in inverting data in such a scenario, either to retrieve reliable parameters for each dyke or average values in more complex cases. The method includes a stepwise inversion approach for multi-prism models that are interactively identified according to the quality of fit to the data. In the proposed approach, the intensity of the anomalous vector field is initially inverted to provide geometric parameters (position along the profile and depth of the top) and the product of the magnetization intensity by the thickness for the model units. The obtained model is used to invert the total field anomaly data to obtain the magnetization inclination for each prism of the model. For profiles with few prisms (dykes), this approach proves to be effective in recovering the true parameters for each model unit. For profiles with a higher density of prisms, only mean values of different dyke populations can be recovered. This is achieved by applying a group analysis approach using the k-means algorithm, for alternative solutions obtained in the inversion of data. The method is tested with synthetic data generated by simple and complex configurations of prisms and interferences. Once tested with numerical simulations, the method is applied to a profile of the Dike Swarm of the Ponta Grossa Arch. The cluster analysis of alternative solutions identified at least three generations for the dikes in this profile, according to the average parameters of the groups. The mean values obtained with the cluster analysis were also used to calculate the crustal expansion along the profile, reaching values between 12 and 23%. In addition, inversion results were analyzed with wells from the Groundwater Information System (SIAGAS) database to evaluate the productivity of wells with respect to their proximity to specific dyke units. This study shows that more productive wells are located near a class of shallower dikes, as identified by the k-means analysis. For wells drilled in a zone of influence of this class of dykes in crystalline rocks of high metamorphic degree (tufts, meta-tufts), the productivity is about 14.5 times greater than those drilled in the hosting rocks. For wells in the zone of influence of this class of dykes in crystalline rocks of low metamorphic degree, the productivity is about 4.3 higher than the ones in the hosting rocks. A conceptual model for groundwater exploration is presented considering the distribution of shallow dikes in the studied region.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Apesar da grande quantidade de estudos geoquímicos e geocronológicos que têm sido executados no enxame de diques de Ponta Grossa (EDPG), pouco se sabe a respeito da tectônica associada ao seu sin e pós emplacement. O objetivo desse estudo é identificar nos diques possíveis indicadores cinemáticos a fim de compreender essa dinâmica, além de caracterizar a tectônica rúptil Meso-cenozóica associada à área, afetando todas as rochas. A área de estudo está situada no entorno da Baía de Paranaguá, estado do Paraná, onde os diques do EDPG afloram intrudindo domínios pré-cambrianos, compostos por gnaisses, sequências metassedimentares e suítes graníticas pertencentes ao Terreno Paranaguá e uma pequena parte às Microplacas Curitiba e Luís Alves, ambos em contato através de Zonas de cisalhamento (SIGA JR, 1995). Essas rochas possuem direção de foliação marcante NE-SW. Os diques estudados foram divididos em dois grupos com base em estudos petrográficos, com forte predomínio dos básicos toleíticos e subordinadamente, os básicos alcalinos. Alguns diques compostos também foram encontrados, o que demonstra ao menos dois pulsos magmáticos possivelmente associados ao mesmo evento. São diques verticais a subverticais e possuem direção principal NW-SE. Com frequência apresentam fraturamento interno de direção NE-SW, provavelmente associados ao seu processo de resfriamento. Possuem formato tabular, porém não é raro que ocorram irregulares. As principais feições indicativas de movimentação oblíqua na intrusão desses diques são as estruturas de borda em degraus, tocos e zigue-zague, que demonstram em geral uma componente distensional destral de deslocamento. Agregando dados dos demais enxames de diques toleíticos principais, chegou-se a um valor médio de N80E para o tensor σ3 da abertura do Atlântico Sul, coerente com o esperado também para EDPG, visto que foram intrudidos em um ambiente transtensivo (CORREA GOMES, 1996). Falhas e fraturas são observadas cortando tanto as rochas encaixantes quanto os diques, caracterizando uma tectônica posterior à intrusão. As principais famílias de fraturas são N20-30E, N30-40W, N80W e N60-70E, formando zonas preferenciais de erosão no cruzamento entre elas. As falhas podem apresentar plano de falha bem definido com estrias e ressaltos, ocorrendo preenchidas ou não, tendo sido observados preenchimento de sílica e material carbonático. Predomina nas falhas observadas, cinemática sinistral demonstrando mudança no campo de esforços com relação ao emplacement dos diques. O estudo da tectônica rúptil assim como do emplacement dos diques da área vem a contribuir para o melhor entendimento dos processos de abertura do Oceano Atlântico Sul, além de abranger a região emersa do que constitui o embasamento da bacia de Santos, foco de extensivos estudos atualmente, podendo-se inferir que os mesmos processos tenham afetado a região offshore. / Despite the large amount of geochemical and geochronological studies that have been performed in the Ponta Grossa dyke swarm (EDPG), little is known about the associated tectonics with their sin and post emplacement. The objective of this study is to identify at the dykes, possibles kinematic indicators to understand this dynamic and characterize the Meso-Cenozoic brittle tectonic associated with the area, affecting all rocks. The study area is located in the vicinity of Paranagua bay, Parana state, where the EDPG dykes arise intruding Precambrian domains, composed of gneisses, metasedimentary sequences and granite suites that belongs to the Paranaguá terrane and a small part to Curitiba and Luis Alves microplates, both in touch by a shear zone (SIGA JR, 1995). These rocks have an outstanding NE-SW foliation direction. The studied dykes were divided into two groups based on petrographic studies with a strong predominance of tholeiitic basics and subordinate, alkali basic. Some compounds dykes were found, what demonstrates that at least two magmatic pulses possibly associated with the same event. Dykes are vertical to subvertical and have a NW-SE main direction. Often have a NE-SW direction to internal fracturing, probably associated with its cooling process. The dykes have a tabular format, but is not uncommon occurring irregular. The main indicative features of oblique movement in these dyke intrusions are stepped edge structures, branchs and zigzag shapes, which demonstrate in general a extensional dextral component of displacement. Aggregating data from other major tholeiitic dykes swarms, was found an average value of N80E for the σ3 tensor for th opening of South Atlantic, consistent with the expected for the EDPG also, since they were intruded into a transtensive regime (CORREA GOMES, 1996). Faults and fractures are observed cutting both the host rocks as dikes, featuring a later intrusion tectonics. The main fracture sets are N20-30E, N30-40W, N80W and N60-70E, forming preferencial areas of erosion at the intersection between them. Faults can display well-defined fault planes with striation and steps, occurring fulfilled or not, by silica and carbonatic material. In the observed faults predominates sinistral kinematic, indicating change in the stress field in comparison to the emplacement dykes one. The study of th brittle tectonics as the dykes emplacement in the area contribute to a better understanding of the process of South Atlantic ocean opening, besides covering the submerged region of the Santos Basin basement, the focus of extensive studies currently, assuming that the same processes have affected the offshore region.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-11-19Bitstream added on 2014-06-13T19:21:56Z : No. of bitstreams: 1 francomagalhaes_aob_dr_rcla.pdf: 5041816 bytes, checksum: 4e36d86919b2c22df4f361432ee24c8f (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A evolução do Arco de Ponta Grossa relaciona-se aos diversos eventos de reativação da Plataforma Sul-americana no sudeste brasileiro a partir do Cretáceo Inferior. A análise multi-métodos dos traços de fissão em apatita e zircão no eixo central do Arco de Ponta Grossa permitiu identificar períodos de exumação nas seguintes épocas: (1) Cretáceo Inferior (idades de traços de fissão em zircão entre 138 ± 51 Ma e 107 ± 22), relacionado aos processos tectônicos, magmáticos e de exumação do evento de ruptura do Gondwana Sul-Ocidental; (2) Cretáceo Superior (idades de traços de fissão em zircão entre 90 ± 14 Ma e 69 ± 21 Ma; e idades de traços de fissão em apatitas entre 74 ± 14 Ma e 66 ± 2 Ma), relacionado ao alçamento do embasamento cristalino como resposta à uma anomalia térmica causada pela passagem da Pluma de Trindade sob o sudeste brasileiro, e conseqüente geração tectônica de relevo e erosão que forneceu sedimentos para as bacias de Santos e do Paraná; (3) Cretáceo Superior – Paleoceno Inferior, evento tectônico relacionado a um soerguimento regional que resultou no alçamento e erosão das bordas das bacias da Plataforma Sul-americana, em especial a Bacia do Paraná. Este evento também é associado ao tectonismo gerador das bacias do Rifte Continental Sudeste do Brasil, no segmento central; (4) Oligoceno-Mioceno (idades de traços de fissão em apatitas entre 26 ± 3 Ma e 14 ± 2 Ma) há o registro da mais recente reativação das zonas de falha NW, em especial a Zona de Falha de São Jerônimo-Curiúva, associada ao rearranjo do campo de tensões neste período, e conseqüente erosão das porções de rocha, que marca o início da sedimentação no segmento sul do Rifte Continental Sudeste do Brasil, composto pela Bacia de Curitiba, grábens de Guaraqueçaba, Sete Barras e Cananéia; e as formações Pariqüera- Açu e Alexandra... / The evolution of Ponta Grossa Arch is genetically related to the post-rift reactivation of the South American Platform since Early Cretaceous. Apatite and Zircon lowtemperature thermochronology analysis in Ponta Grossa Arch provided the following interpretations: (1) Zircon fission-track ages between 138 ± 51 Ma and 107 ± 22are related to the tectonic, magmatic and exhumation processes occurred during the Gondwana breakup in Early Cretaceous; (2) Zircon fission-track ages between 90 ± 14 Ma and 69 ± 21 Ma, and apatite fission-track ages between 74 ± 14 Ma and 66 ± 2 Ma are evidenced the basement uplift as a response of thermal anomaly induced by Trindade plume since this time, as also evidenced in other areas of SE-Brazil during Late Cretaceous. The resulting highlands were the main source-area for the Coniacian-Maastrichian sediments of the Santos (Santos formation) and Paraná (Bauru Group) basins; (3) Between Late Cretaceous and Early Paleocene, the tectonic processes caused uplift and erosion of the Paleozoic interior basins, specially the Paraná Basin. At this time, preexisting shear zones were reactivated, formed the Continental Rift Basins of SE Brazil and continental sediments were deposited in these basins at the northern part of the study-area during this time; (4) During Oligocene to Miocene, apatite fission-track ages between 26 ± 3 Ma and 14 ± 2 Ma indicate the youngest reactivation of the NE-SW Precambrian shear zones and consequent exhumation of high elevated area. The origin of the Continental Rift Basins of SE Brazil in the study area (Curitiba basin, Guaraqueçaba, Sete Barras and Cananéia Grabens, and Pariquera-Açu and Alexandra formations) is probably related to the movement along NWSE trending fault zones (São Jerônimo-Curiúva Fault Zone). Thermal histories evidenced local and sea base-level stability and peneplanation processes caused dissection in highelevated areas.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Apesar da grande quantidade de estudos geoquímicos e geocronológicos que têm sido executados no enxame de diques de Ponta Grossa (EDPG), pouco se sabe a respeito da tectônica associada ao seu sin e pós emplacement. O objetivo desse estudo é identificar nos diques possíveis indicadores cinemáticos a fim de compreender essa dinâmica, além de caracterizar a tectônica rúptil Meso-cenozóica associada à área, afetando todas as rochas. A área de estudo está situada no entorno da Baía de Paranaguá, estado do Paraná, onde os diques do EDPG afloram intrudindo domínios pré-cambrianos, compostos por gnaisses, sequências metassedimentares e suítes graníticas pertencentes ao Terreno Paranaguá e uma pequena parte às Microplacas Curitiba e Luís Alves, ambos em contato através de Zonas de cisalhamento (SIGA JR, 1995). Essas rochas possuem direção de foliação marcante NE-SW. Os diques estudados foram divididos em dois grupos com base em estudos petrográficos, com forte predomínio dos básicos toleíticos e subordinadamente, os básicos alcalinos. Alguns diques compostos também foram encontrados, o que demonstra ao menos dois pulsos magmáticos possivelmente associados ao mesmo evento. São diques verticais a subverticais e possuem direção principal NW-SE. Com frequência apresentam fraturamento interno de direção NE-SW, provavelmente associados ao seu processo de resfriamento. Possuem formato tabular, porém não é raro que ocorram irregulares. As principais feições indicativas de movimentação oblíqua na intrusão desses diques são as estruturas de borda em degraus, tocos e zigue-zague, que demonstram em geral uma componente distensional destral de deslocamento. Agregando dados dos demais enxames de diques toleíticos principais, chegou-se a um valor médio de N80E para o tensor σ3 da abertura do Atlântico Sul, coerente com o esperado também para EDPG, visto que foram intrudidos em um ambiente transtensivo (CORREA GOMES, 1996). Falhas e fraturas são observadas cortando tanto as rochas encaixantes quanto os diques, caracterizando uma tectônica posterior à intrusão. As principais famílias de fraturas são N20-30E, N30-40W, N80W e N60-70E, formando zonas preferenciais de erosão no cruzamento entre elas. As falhas podem apresentar plano de falha bem definido com estrias e ressaltos, ocorrendo preenchidas ou não, tendo sido observados preenchimento de sílica e material carbonático. Predomina nas falhas observadas, cinemática sinistral demonstrando mudança no campo de esforços com relação ao emplacement dos diques. O estudo da tectônica rúptil assim como do emplacement dos diques da área vem a contribuir para o melhor entendimento dos processos de abertura do Oceano Atlântico Sul, além de abranger a região emersa do que constitui o embasamento da bacia de Santos, foco de extensivos estudos atualmente, podendo-se inferir que os mesmos processos tenham afetado a região offshore. / Despite the large amount of geochemical and geochronological studies that have been performed in the Ponta Grossa dyke swarm (EDPG), little is known about the associated tectonics with their sin and post emplacement. The objective of this study is to identify at the dykes, possibles kinematic indicators to understand this dynamic and characterize the Meso-Cenozoic brittle tectonic associated with the area, affecting all rocks. The study area is located in the vicinity of Paranagua bay, Parana state, where the EDPG dykes arise intruding Precambrian domains, composed of gneisses, metasedimentary sequences and granite suites that belongs to the Paranaguá terrane and a small part to Curitiba and Luis Alves microplates, both in touch by a shear zone (SIGA JR, 1995). These rocks have an outstanding NE-SW foliation direction. The studied dykes were divided into two groups based on petrographic studies with a strong predominance of tholeiitic basics and subordinate, alkali basic. Some compounds dykes were found, what demonstrates that at least two magmatic pulses possibly associated with the same event. Dykes are vertical to subvertical and have a NW-SE main direction. Often have a NE-SW direction to internal fracturing, probably associated with its cooling process. The dykes have a tabular format, but is not uncommon occurring irregular. The main indicative features of oblique movement in these dyke intrusions are stepped edge structures, branchs and zigzag shapes, which demonstrate in general a extensional dextral component of displacement. Aggregating data from other major tholeiitic dykes swarms, was found an average value of N80E for the σ3 tensor for th opening of South Atlantic, consistent with the expected for the EDPG also, since they were intruded into a transtensive regime (CORREA GOMES, 1996). Faults and fractures are observed cutting both the host rocks as dikes, featuring a later intrusion tectonics. The main fracture sets are N20-30E, N30-40W, N80W and N60-70E, forming preferencial areas of erosion at the intersection between them. Faults can display well-defined fault planes with striation and steps, occurring fulfilled or not, by silica and carbonatic material. In the observed faults predominates sinistral kinematic, indicating change in the stress field in comparison to the emplacement dykes one. The study of th brittle tectonics as the dykes emplacement in the area contribute to a better understanding of the process of South Atlantic ocean opening, besides covering the submerged region of the Santos Basin basement, the focus of extensive studies currently, assuming that the same processes have affected the offshore region.