Na porção centro-sul do estado do Rio Grande do Sul, sobre rochas metamórficas e ígneas do Escudo Gaúcho, afloram coberturas não metamorfizadas do Neoproterozóico III-Eopaleozóico reunidas no Supergrupo Camaquã. Esta unidade é formada, da base para o topo, pelas seguintes unidades: (i) Grupo Maricá (siliciclástico), (ii) Grupo Bom Jardim (vulcano-sedimentar), (ii) Formação Acampamento Velho (vulcânica), (iii) Grupo Santa Bárbara (siliciclástico), (iv) Grupo Guaritas (siliciclástico) e (v) Suíte Intrusiva Rodeio Velho. O Supergrupo Camaquã aflora em três sub-bacias de direção preferencial NNE-SSW (sub-bacias Camaquã Ocidental, Central e Oriental), separadas pelos altos de embasamento de Caçapava do Sul e da Serra das Encantadas, com espessura superior a 6000 m. O objetivo desta tese foi o estudo da evolução tectono-sedimentar do Grupo Santa Bárbara com base a dados de mapeamento geológico (em escalas regional, de semi-detalhe e de detalhe), litoestratigráficos, sedimentológicos de proveniência e paleocorrentes, de sistemas deposicionais, de evolução paleogeográfica, de estratigrafia de seqüências, petrográficos e estruturais. O Grupo Santa Bárbara aflora nas três sub-bacias que compreendem o Supergrupo Camaquã no RS e é caracterizado por uma espessa sucessão siliciclástica (superior a 6000 m de espessura) posterior à atividade vulcânica principal. Este grupo subdivide-se em: (i) Formação Estância Santa Fé, restrita à Sub-Bacia Camaquã Ocidental; (ii) Formação Passo da Capela; dominando a Sub-Bacia Camaquã Oriental e alcançando a base da Sub-Bacia Camaquã Central; (iii) Formação Seival, com exposições na Sub-Bacia Camaquã Ocidental e na Sub-Bacia Camaquã Central; (iv) Formação Rincão dos Mouras, discordante sobre a Formação Passo da Capela na Sub-Bacia Camaquã Oriental e sobre a Formação Seival nas demais sub-bacias e (v) Formação João Dias, exposta apenas na Sub-Bacia Camaquã Central cobrindo a Formação Rincão dos Mouras. A Formação Estância Santa Fé ocorre em discordância erosiva e levemente angular tanto sobre unidades do Grupo Bom Jardim quanto da Formação Acampamento Velho. Compõe-se de conglomerados e arenitos, subordinadamente siltitos e arenitos finos, com até 1200 m de espessura. Estes depósitos são interpretados como sistemas de leques aluviais dominados por processos de enchentes em lençol e canais fluviais de rios entrelaçados. A análise de paleocorrentes indica dois padrões de transporte sedimentar: um transversal à bacia, associado aos leques aluviais; e outro paralelo ao eixo da bacia, com transporte axial para norte em planícies de rios entrelaçados. A Formação Passo da Capela apresenta a maior espessura já verificada dentro do Grupo Santa Bárbara, alcançando cerca de 4000 m na Sub-Bacia Camaquã Oriental. A principal associação litofaciológica compreende conglomerados e arenitos grossos depositados por fluxos gravitacionais de massa subaquosos e arenitos e ritmitos gerados por correntes de turbidez, representativos de ambiente de leques submarinos. Estes depósitos de leques intercalam-se com arenitos e ritmitos de ambiente marinho (indicado por minerais de glauconita), dominado por ondas de tempestades. A Formação Passo da Capela apresenta, ainda, intercalações de dois níveis de sismitos indicativos de atividade tectônica normal sin-sedimentar, e quatro camadas pouco espessas de tufitos félsicos nos intervalos estratigráficos basais. A análise de paleocorrentes indica padrão longitudinal às bordas da bacia com sentido preferencial para NNE. A Formação Seival (até 1000 m) ocorre diretamente sobre a Formação Estância Santa Fé na Sub-Bacia Camaquã Ocidental e na Sub-Bacia Camaquã Central, em contato tectônico com a Formação Passo da Capela. Constitui-se de arenitos médios a muito finos com subordinada contribuição de arenitos grossos, além de siltitos, depositados em ambiente marinho de: (i) baía estuarina e planície litorânea, (ii) tempestitos de costa-afora e (iii) planície de mares. As paleocorrentes indicam transporte principal para N. A Formação Rincão dos Mouras (até 2000 m), comum a todas as sub-bacias, constitui-se de conglomerados e arenitos conglomeráticos depositados principalmente por sistemas de leques aluviais e fluviais entrelaçados. As análises de proveniência e paleocorrentes indicam que os altos de Caçapava do Sul e da Serra das Encantadas serviram como área fonte para esses depósitos aluviais, sugerindo o soerguimento destes altos durante a evolução do preenchimento sedimentar desta unidade. Desta forma, a Formação Rincão dos Mouras marca a compartimentação tectônica da Bacia do Camaquã em sub-bacias através do soerguimento de altos internos. A Formação João Dias, restrita à Sub-Bacia Camaquã Central engloba espessos depósitos (>500 m) de arenitos marinhos costeiros dominados por ondas. Esta unidade caracteriza-se pelo predomínio de arenitos médios bem selecionados, apesar de localmente ocorrerem arenitos finos e camadas pouco espessas de conglomerados finos (níveis com seixos residuais). São os depósitos de maior expressão areal na região das Minas do Camaquã, limitando-se por discordância angular e erosiva com os arenitos e arenitos conglomeráticos do Grupo Guaritas, sobrepostos. A Formação João Dias compreende depósitos de antepraia, de face litorânea superior e tempestitos litorâneos. A análise estratigráfica de fácies e sistemas deposicionais permitiu a individualização de três seqüências deposicionais nas sub-bacias Camaquã Oriental e Central e duas seqüências na Sub-Bacia Camaquã Ocidental. O reconhecimento de tratos de sistemas possibilitou a correlação espacial e temporal dos diversos sistemas deposicionais nas diferentes sub-bacias. Basicamente estas seqüências marcam a evolução de três eventos deposicionais associados a variações tectônicas e eustáticas. A sucessão basal (Seqüência Santa Bárbara 1 - SB1) compreende sistemas aluviais que passam lateralmente para sistemas de leque submarino (trato de mar baixo), recobertos por uma sucessão marinha caracterizada por depósitos rasos na borda ocidental e profundos na oriental (trato transgressivo e de mar alto). A Seqüência Santa Bárbara 2 (SB2) é caracterizada por depósitos de planícies fluviais de canais entrelaçados na Sub-Bacia Camaquã Ocidental e por depósitos marinhos nas sub-bacias Camaquã Central e Oriental. A seqüência de topo (Seqüência Santa Bárbara 3 - SB3) marca a reorganização tectônica da Bacia do Camaquã que passa a ser individualizada em sub-bacias separadas pelos altos de embasamento de Caçapava do Sul e da Serra das Encantadas. O soerguimento destes altos internos propiciou a instalação de sistemas de leques aluviais e de planícies fluviais que caracterizam as sucessões basais desta seqüência (trato de mar baixo). O topo desta seqüência registra o último evento de ingressão marinha no Grupo Santa Bárbara, caracterizado por depósitos costeiros da Formação João Dias (trato transgressivo e de mar alto). A integração das análises de proveniência de clastos com as interpretações dos ambientes deposicionais e as análises de paleocorrentes levaram a duas conclusões. Em primeiro lugar, constatou-se que existe correlação direta entre os fragmentos presentes na bacia e os litotipos do embasamento atualmente adjacente, indicando assim que movimentações laterais nas falhas de borda da bacia não ocorreram ou, caso aconteceram, não foram importantes na deposição do Grupo Santa Bárbara. Além disso, identificou-se que a contribuição detrítica de altos de embasamento (e.g. Caçapava do Sul), passa a acontecer somente na última seqüência deposicional, sugerindo que o isolamento entre as sub-bacias Camaquã Ocidental, Central e Ocidental ocorreu apenas em um período tardio de evolução do Grupo Santa Bárbara. Tais evidências, aliadas às análises da tectônica sin-sedimentar, indicam que a atividade tectônica responsável pela formação da bacia foi predominantemente de caráter normal, sem deslocamento lateral das áreas fontes em relação aos depósitos delas derivados. As evidências estruturais de transcorrência provavelmente refletem deformações anteriores do embasamento, ou posteriores que moldaram a configuração atualmente verificada. A integração dos dados obtidos aponta que o Grupo Santa Bárbara e, por extensão todo o Supergrupo Camaquã, depositou-se em uma bacia extensional tipo rift, com falhas de borda de rejeito normal ou oblíquo, sem grandes rejeitos direcionais, cujo preenchimento sedimentar foi controlado sobretudo pela subsidência tectônica, aporte clástico e padrões de transporte sedimentar, sob influência das variações relativas do nível do mar. / In the central southern part of Rio Grande do Sul state, unmetamorphosed cover rocks of the Neoproterozoic III-Early Paleozoic Camaguã Supergroup overly metamorphic and igneous rocks of the Gaúcho shield. The supergroup is formed by the following units, from base to top: (i) the siliciclastic Maricá Group; (ii) the volcano-sedimentary Bom Jardim Group; (iii) the volcanic Acampamento Velho Formation; (iv) the siliciclastic Santa Bárbara Group; (v) the siliciclastic Guaritas Group; and (vi) the Rodeio Velho intrusive suite. The supergroup, with a thickness of over 6,000m, crops out in three NNE-SSW oriented sub-basins - Western, Central and Eastern Camaquã, separated by the Caçapava do Sul and Serra das Encantadas basement highs. The aim of this thesis was a study of the tectono-sedimentary evolution of the Santa Bárbara Group using data obtained through regional, semi-detailed and detailed mapping, lithostratigraphic and sedimentological data, studies of provenance and paleocurrents, depositional systems, paleogeographic evolution, sequence stratigraphy, and petrographic and structural studies. The Santa Bárbara Group crops out in the three Camaquã sub-basins and is composed of over 6,000m of siliciclastic sediments deposited after the main volcanic activity. The Group may be subdivided into: the Estância Santa Fé Formation, restricted to the western sub-basin; (ii) the Passo da Capela Formation which dominates the eastern sub-basin, and reaches the baseof the central sub-basin; (iii) the Seival Formation, exposed in the western and central sub-basins; (iv) the Rincão dos Mouras Formation which discordantly overlies the Passo da Capela Formation in the western sub-basin, and the Seival Formation in the other sub-basins; and (v) the João Dias Formation, exposed only in the central sub-basin where it overlies the Rincão dos Mouras Formation. An erosive and slightly angular unconformity separates the Estância Santa Fé Formation from units of the Bom Jardim Group and the Acampamento Velho Formation. It is composed of up to 1,200m of conglomerates and arenites with subbordinate siltites and fine-grained arenites. These deposits are interpreted to be of alluvial fans dominated by sheet floods, and channel deposits in braided rivers. Paleocurrents show that two transport directions existed, one across the basin, responsible for the alluvial fans, the other northwards along the basin axis in the floodplains of the braided rivers. The Passo da Capela Formation is the thickest unit of the Santa Bárbara Group, reaching a thickness of about 4,000m in the eastern sub-basin. The main lithofacies is composed of conglomerates and coarse-grained arenites deposited by subaqueous gravity flows, and arenites and rhythmites deposited by turbidity currents, in submarine fans. The fan deposites are intercalated with marine arenites and rhythmites containing glauconite deposited by storm waves. This formation also contains two main levels of seismic deposits which indicate the action of syn-sedimentary tectonics, a four thin layers of felsics tuffites within the basal levels. Paleocurrent analysis shows that transport was preferentially north-northeastwards, parallel to the borders of the basin. The Seival Formation, with a thickness up to 1,000m, was deposited directly over the Estância Santa Fé Formation in the western sub-basin, and in tectonic contact with the Passo da Capela Formation in the central sub-basin. It is composed of medium- to very fine - grained arenites with subordinate coarse-grained arenites and siltites, deposited in marine environments of: (i) estuary bay and shoreline plain; (ii) estuary bay and shoreline plain; (ii) off-shore storm deposits; and (iii) tidal platform. Transport was mainly northwards. The Rincão dos Mouras Formation, up to 2,000m thick, is present in all sub-basins, and is composed of conglomerates and conglomeratic arenites deposited mainly in alluvial fans and braided rivers. Paleocurrent analysis shows that the Caçapava do Sul and Serra das Encantadas basement highs must have been the source areas for these alluvial deposits, which suggests that these areas were up-lifted during the course of sedimentation of this unit. The Rincão dos Mouras Formation therefore records the separation of the Camaquã Basin into sub-basins through uplift of internal highs. The João Dias Formation, restricted to the central sub-basin, includes more than 500m thick deposits of marine arenites formed in a wave-dominated coastal environment. Well-sorted medium-grained arenites predominate in this unit. though fine-grained arenites and thin conglomerates with lags occur locally. The deposits are most expressive around the Camaquã Mines, and are separated from arenites and conglomeratuc arenites of the overlying Guaritas Group by an angular uncoformity. The formation corresponds to foreshore, upper shoreface and storm deposits in a shallow coastal environments. Stratrigraphic facies and depositional system analysis showed that the depositional sequences are present in the eastern and central sub-basins, and two in the western sub-basin. The recognition of tracts of systems lead to spatial and temporal correlations of the different depositional systemas in the different sub-basins. In essence these sequences record the evolution of three depositional events related to tectonic and eustatic variations. The basal sucession (Santa Bárbara Sequence 1- SB1) is composed of alluvial systems which grade laterally to submarine fan systems - the lowstand tract - overlain by marine sucession with shallow-water deposits at the western border and deep-water deposits in the east - transgressive and highstand tracts. The Santa Bárbara Sequence 2 - SB2 - is formed by braided channell river flood plains in the western sub-basin, and marine deposits int he central and eastern sub-basins. The upper sequence, Santa Bárbara Sequence 3 - SB3- registers the tectonic reorganization of the Camaquã Basin which becomes separated into the three sub-basins by the elevation of the Caçapava do Sul and Serra das Encantadas basement highs. This uplift lead to the installation of alluvial fans and flood plains which are typical of the lower successions of this sequence, during the lowstand tract. The top of this sequence, during the lowstand tract. The top of this sequence registers the last marine ingression in the Santa Bárbara Group on the form of the coastal deposits of the João Dias Formation (the transgressive and highstand tracts). The integration of studies of the provenance of clasts with the interpretations of the depositional systems and the paleocurrent analysis leads to two main conclusions. The first is that there is a direct correlation between the fragments present within the basin and the rock types which are now adjacent to the basin, indicating that lateral movement did not occur along the basin margin faults, or, if they did occur, then they did not have an important influence on the deposition of the Santa Bárbara Group. It was also shown that the contribution of detritus by the basement highs only occurred in the last depositional sequence, suggesting that the isolation of the three sub-basins only occurred at a late stage of the evolution of the group. Such evidence, taken together with the analysis of syn-depositional tectonics, shows that the tectonic activity responsible for basin formation was essencially normal, with no lateral movement of source areas in relations to the sediments derived from them. Structural evidence for transcurrent movements probably reflected earlier or later deformations which produced the presently observed configuration of the basin. The integration of the data also shows that the Santa Bárbara Group and, by extension, the entire Camaquã Supergroup, was deposited in an extensional rift, whose border faults had normal or oblique throw without large slip movements, and whose sedimentary infilling was controlled mainly by tectonic subsidence, the clastic supply and the sedimentary transport under the influence of sea level variations.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-26092014-160734 |
| Date | 07 November 2003 |
| Creators | Fambrini, Gelson Luís |
| Contributors | Fragoso Cesar, Antonio Romalino Santos |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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