diques clásticos da formação corumbatai, bacia do paraná, no contexto da tectônica...

UNIVERSIDADE DE SO PAULO

INSTITUTO DE GEOCINCIAS

DIQUES CLSTICOS DA FORMAO CORUMBATA, BACIA DO

PARAN, NO CONTEXTO DA TECTNICA PERMOTRISSICA DO

GONDWANA OCIDENTAL

Bruno Boito Turra

Orientador: Prof. Dr. Claudio Riccomini

DISSERTAO DE MESTRADO

Programa de Ps-Graduao em Geoqumica e Geotectnica

SO PAULO

2009

Universidade de So Paulo___________________________________________________________

RESUMO

A presente dissertao estuda os enxames de diques clsticos presentes na poro superiorda Formao Corumbata, Permotrissico da Bacia do Paran, no interior do Estado de SoPaulo. Foram analisadas trs sees estratigrficas, levantadas em cortes de rodovias eferrovia nos municpios de Limeira, Batovi e Santa Luzia. No total foram obtidas 273medidas de atitudes de diques, distribudos em quatro nveis estratigrficos em Santa Luziae Limeira, e trs em Batovi. Os diques esto intrudidos em siltitos, so compostos porarenito muito fino a siltoso, em sua maioria so subverticais, e possuem geometriastabulares e ptigmticas, essas devido a efeitos de compactao posterior. O processo deformao dos diques foi injeo forada ascendente de sedimento fluidificado. As feiesobservadas que sustentam essa concluso so: ramificaes rumo ao topo, deformao nalaminao da camada encaixante, diques alimentadores de extruso de sedimento,intraclastos da encaixante, e orientao vertical da petrotrama paralela parede dos diques.A fluidificao foi induzida provavelmente por atividade ssmica, os diques clsticosestudados podem ser intepretados como sismitos. As caractersticas em favor dessa hipteseso: a associao com outras estruturas de liquefao cronocorrelatas da FormaoCorumbata e Pirambia, ampla distribuio geogrfica das ocorrncias (dezenas a centenasde quilmetros), confinamento em determinados nveis estratigrficos, e relao comestruturas tectnicas do embasamento. As atitudes dos diques apresentam significativadisperso nas orientaes, porm foi possvel identificar orientao preferencial, comatitudes variando principalmente entre NNW a NE, e predomnio da direo NNE.Admitindo o fraturamento hidrulico como o principal mecanismo de ruptura das camadaspelticas para a colocao dos diques, a direo preferencial NNE marca o esforohorizontal mximo atuante durante a intruso, associado a distenso no plano vertical nadireo WNW-ESSE. A considervel disperso das atitudes atribuda a existncia debaixos valores de stress diferencial durante o fraturamento e injeo do sedimentofluidificado, situao esperada em casos de intruso em baixas profundidades. Os sismosindutores dos diques clsticos foram resultado de reativaes de falhas pr-cambrianas doembasamento da Bacia do Paran. Essa relao observada pelo alinhamento geogrficodos sismitos permotrissicos que corresponde de maneira geral ao traado ENE da Zona deCisalhamento Jacutinga. Dentre os afloramentos estudados, os diques de Limeira, os maisprximos a esse traado, so mais abundantes e possuem maiores espessuras, produtos demaiores volumes de sedimento remobilizados pela fluidificao, provavelmente em funoda maior proximidade com a regio epicentral dos antigos abalos ssmicos. O campo deesforos sugerido pelas orientaes dos diques implicaria numa reativao transcorrentesinistral da Zona de Cisalhemento Jacutinga durante os eventos de sismicidadepenecontemporneos sedimentao permotrissica da Bacia do Paran. Essa tectnica,numa quadro mais amplo, possivelmente est relacionada propagao continente adentroda compresso de direo geral N-S, que ocorreu ao longo da borda sul do Gondwana aofinal do Paleozico, como bem documentado na deformao das rochas sedimentares esedimentao sin-tectnica do Cinturo do Cabo, na frica do Sul, e Serra La Ventana naArgentina.


ABSTRACT

The current dissertation presents the study of clastic dike swarms of the upper part of theCorumbata Formation, Permian-Triassic of the Paran Basin, So Paulo State, Brazil.Three columnar sections were analyzed in road and railroad cuts in the municipalities ofLimeira, Batovi and Santa Luzia. A total of 273 measurements of structural attributes ofdikes were obtained, grouped by stratigraphic level. Four different stratigraphic levels withclastic dikes were recognized in both the Santa Luzia and Limeira exposures, and three inBatovi. The clastic dikes intrude siltstones and are composed of very fine to silty sandstone,being mostly subvertical and with tabular forms, sometimes with ptigmatic folds caused bylatter compaction. The origin of the dikes is related to upward forced injection of fluidizedsediment. Observed features supporting this conclusion are upward ramification, drag foldsin the host rock, sediment extrusion structures over the upper termination of feeding dikes,host rock intraclasts in the dikes and vertical fabric of the dikes grains oriented parallely tothe dike walls. Fluidization of the sand was most likely caused by seismic activity, andtherefore the studied dikes are considered as seismites. Other evidence support thisinterpretation, such as their association with other types of liquefaction features found inthe coeval Corumbata and Pirambia formations, the broad area of occurrence of the dikes(tens to hundreds of kilometers), the confinement of the dikes to specific stratigraphiclevels, and their spatial relationship with tectonic structures of the basement. Despite thegreat dispersion of dike directions, there are preferential orientations, with strikes varyingfrom NNW to NE and the NNE direction being the most common.Admiting that hydraulicfracturing was the main mechanism of dike generation, the prevailing NNE direction wouldindicate the maximum horizontal stress during the intrusion, related to a WNW-ESEextensional. The great dispersion of attitudes can be interpreted as the consequence of lowdiferential stresses during the fracturing and injection of fluidized sediment, which iscommon in shallow intrusions. The interpreted earthquakes were the result of reactivationof Precambrian basement faults, as indicated by the geographic alignment of the Permian-Triassic seismites following the ENE direction of the Jacutinga Shear Zone. The Limeiradikes, which are the closest to the shear zone, are the most closely spaced and the thickestof all occurrences, indicating the fluidazitin of larger volumes of sediment, probably due toproximity to the epicentral zone of the earthquakes. The stress field interpreted from thedike orientations implies in a left-slip reactivation of the Jacutinga Shear Zone during thePermian-Triassic seismic events in the Paran Basin. These events are possibly related, in abroader scene, to the far-field propagation of the compressional stresses of N-S directionoriginated in the southern border of Gondwana in the Late Paleozoic, recorded in the CapeBelt of South Africa and Sierra de Las Ventanas in Argentina.


AGRADECIMENTOS

Em primeiro lugar agradeo ao meu orientador, professor Claudio Riccomini, pela

pacincia e disposio. Agradeo tambm o gelogo Marlei Chamani, pioneiro no tema,

pelas idias e conversas.

CNPQ pela concesso de bolsa de mestrado.

Comisso de Ps-Graduao do Instituto de Geocincias.

Aos meus pais, Julio Turra e Misa Boito, pela concepo.

s minhas avs, vov Neusa e vov Rosa, matriarcas mximas das famlias.

Seleta Coletiva, meus amigos e amigas de rocha, que de tantos, no cito cada para no

esquecer ningum. Abro exceo para citar os que me salvaram na correria final do

acabamento desse trabalho: Samar, Delano, Paula e Ningum.

Aos funcionrios do Instituto de Geocincias.

Larissa, pelo amor e apoio.


ndicendice de Figuras .................................................................................................................. 21 Introduo ...................................................................................................................... 31.1 Objetivos ................................................................................................................... 4

1.2 Materiais e mtodos .................................................................................................. 4

1.3 Localizao e acessos................................................................................................ 5

2 Origem e significado tectnico de diques clsticos ..................................................... 62.1 Introduo.................................................................................................................. 6

2.2 Histrico do conhecimento........................................................................................ 7

2.3 Fluidificao e formao de diques clsticos.......................................................... 15

2.3.1 Atividade ssmica ............................................................................................. 17

2.4 Mecanismos de fraturamento .................................................................................. 23

2.4.1 Fraturamento hidrulico ................................................................................... 25

3 Tectnica do cinturo Cabo-La Ventana e influncias na evoluo da Bacia doParan.................................................................................................................................. 283.1 Introduo................................................................................................................ 28

3.2 Cinturo de dobramentos Cabo-La Ventana e bacias Karoo e Sauce Grande ........ 31

3.2.1 Estratigrafia e sedimentao............................................................................. 31

3.2.2 Deformao ...................................................................................................... 34

3.2.3 Ilhas Falkland/Malvinas ................................................................................... 37

3.2.4 Modelos geotectnicos ..................................................................................... 38

3.3 Bacia do Paran....................................................................................................... 43

3.3.1 Sntese geolgica .............................................................................................. 43

3.4 Sedimentao no Permotrissico............................................................................. 45

3.5 Atividade tectnica no permotrissico .................................................................... 48

4 Enxame de diques clsticos da Formao Corumbata............................................ 524.1 Introduo................................................................................................................ 52

4.2 Ocorrncias descritas............................................................................................... 56

4.2.1 Limeira, SP (223221S x 472712W)....................................................... 56

4.2.2 Batovi, SP (222316S x 473835W)......................................................... 66

5 Discusso....................................................................................................................... 715.1 Concluses .............................................................................................................. 78

6 Referncias bibliogrficas ........................................................................................... 80


ndice de Figuras

Figura 1: Liquefao e fluidificao induzidas por abalos ssmicos................................... 21

Figura 2:Diques clsticos resultantes de abalos ssmicos .................................................. 22

Figura 3:Grficos ilustrando modos de fraturamento hidrulico ....................................... 27

Figura 4: Paleogeografia e tectnica permotrissica no Gondwana.................................... 30

Figura 5:Modelos geotectnicos da deformao permotrissica........................................ 42

Figura 6: Sees estratigrficas dos afloramentos............................................................... 54

Figura 7:Dados de atitudes e espessuras dos diques clsticos............................................ 55

Figura 8: Fotos do afloramento de Limeira......................................................................... 60

Figura 9: Fotos do afloramento de Limeira......................................................................... 61

Figura 10: Fotos do afloramento de Limeira...................................................................... 62



Figura 13: Fotos de microscopia petrogrfica.................................................................... 65

Figura 14: Fotos do afloramento de Batovi........................................................................ 68



Figura 17: Alinhamento geogrfico dos sismitos permotrissicos com a Zona de

Cisalhamento Jacutinga ................................................................................................. 76

Figura 18: Paleotenses dos diques clsticos e reativao da Zona de Cisalhamento

Jacutinga. ....................................................................................................................... 77


3

1 INTRODUO

Enxames de diques clsticos na poro superior da Formao Corumbata,

Permotrissico da Bacia do Paran, ocorrem na regio de Piracicaba e Limeira, no interior

do Estado de So Paulo. Riccomini (1992, 1995) interpretou os diques como estruturas de

liquefao sismicamente induzida e por meio da anlise de suas atitudes constatou uma

orientao preferencial na direo NE. O paralelismo entre os diques indicou um controle

tectnico da intruso, com esforo horizontal mximo na direo NE.

Posteriormente em trabalho de cunho regional, Riccomini et al. (2005) agruparam

os diques clsticos com outras estruturas de deformao sin-sedimentar, das formaes

Pirambia e Teresina, tambm interpretadas como sismitos. Essas ocorrncias dispem-se

geograficamente alinhadas segundo o traado de falhas prcambrianas do embasamento da

Bacia do Paran, de orientao ENE a NE, da Zona de Cisalhamento Jacutinga. Essa

situao levou a hiptese de que reativaes das falhas do embasamento foram

responsveis pelos episdios de atividade ssmica penecontemporneos sedimentao

permotrissica da Bacia do Paran que induziram gnese dos diques clsticos da

Formao Corumbata e de outros sismitos cronocorrelatos. O esforo horizontal mximo

NE, sugerido pela orientao preferencial dos diques, implicaria numa reativao

transcorrente sinistral da Zona de Cisalhamento Jacutinga. Num quadro mais amplo, essa

atividade tectnica estaria relacionada propagao intracontinental de esforos

compressivos, norte-sul, que atuaram ao longo da borda sul do Gondwana durante o

Permotrissico, como bem documentado e datado nos cintures de dobramentos da Serra

La Ventana, na Argentina, e Cinturo do Cabo, frica do Sul.

A presente dissertao se props a desenvolver essa hiptese por meio da anlise

de afloramentos selecionados, estudo terico sobre a formao e significado geolgico de

diques clsticos, e elaborao de um quadro geral do contexto tectnico permotrissico da

Bacia do Paran e do Gondwana Ocidental.


4

1.1 Objetivos

Essa dissertao objetivou o estudo torico sobre diques clsticos, especialmente

os induzidos por atividade ssmica, visando o entendimento de sua gnese e significado

tectnico, por meio da discusso sobre os parmetros responsveis pela morfologia,

orientao, e disposio espacial das estruturas. Com os dados obtidos pelo estudo do

exemplo geolgico selecionado, e com a reviso bibliogrfica sobre contexto tectnico

geral do intervalo de tempo em questo, objetivou-se o alcance de um panorama mais

completo sobre o evento registrado e suas implicaes para a evoluo tectnica

permotrissica da Bacia do Paran.

1.2 Materiais e mtodos

Para o alcance dos objetivos propostos foram realizados levantamentos de campo e

trabalhos de gabinete.

Nos levantamentos de campo foram descritas as ocorrncias de diques clsticos

com relao aos tipos de estruturas presentes, formas, dimenses e posio estratigrfica, e

realizado o levantamento de sees estratigrficas nos afloramentos selecionados. Foram

coletadas as atitudes do maior nmero possvel de diques, visando a determinao de

orientaes preferenciais. As exposies foram documentadas fotograficamente com

cmera digital.

O trabalho em gabinete contou com extensa reviso bibliogrfica para o

embasamento terico da pesquisa, visando o estudo sobre tipos e processos de formao de

diques clsticos e sobre o contexto paleotectnico relacionado ao tema. Os dados obtidos

em campo foram tratados por meio de elaborao de figuras, sees, e na redao da

presente dissertao. Para a anlise estatstica na determinao de orientaes preferenciais

com as atitudes obtidas foram confeccionadas rosceas e projees esferogrficas no

programa StereoNet 1.2.


5

1.3 Localizao e acessos

Trs afloramentos foram selecionados para o presente estudo, localizados em

cortes de rodovias e ferrovia, nos municpios de Limeira, Batovi e Santa Luzia, interior do

estado de So Paulo.

Em Limeira o afloramento localiza-se em corte da rodovia Bandeirantes Km 162

(coordenadas geogrficas 223221S x 472712W), perto da divisa com o municpio de

Cordeirpolis. Em Batovi a exposio ocorre ao longo de corte de ferrovia (coordenadas

geogrficas 222316S x 473835W), com acesso pela ponte da rodovia SP-191. O

afloramento de Santa Luzia, localiza-se em corte da rodovia Charqueada-Piracicaba SP-

308.


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2 ORIGEM E SIGNIFICADO TECTNICO DE DIQUES CLSTICOS

2.1 Introduo

Diques clsticos so estruturas comuns e frequentes no registro geolgico,

possuem ampla distribuio no tempo e no espao, com ocorrncias do Proterico ao

Recente, espalhadas sobre vrios continentes. Desde as primeiras descries no sculo XIX

at os dias de hoje tem-se acumulado grande volume de trabalhos. Como exemplo

ilustrativo dessa abrangncia, cita-se o Pr-Cambriano da Noruega (Williams, 1976) e

Canad (Aspler & Donaldson, 1985), o Paleozico da Irlanda (Archer, 1984) e Antrtida

(Curtis & Storey, 2003), o Mesozico da frica do Sul (Truswell, 1972) e Japo (Hayashi,

1966), o Cenozico do Chile (Wislow, 1983) e Estados Unidos (Peterson, 1966;

Obermeier, 1996).

Existem dois tipos principais de diques clsticos: os deposicionais, produtos de

preenchimento passivo, gradual ou episdico, de fraturas no substrato; e os de injeo,

resultantes de fluidificao de sedimento e intruso forada em camadas adjacentes, que

pode se dar em qualquer sentido, para cima, para baixo ou lateralmente. Este captulo ser

focado nos diques do segundo tipo, que so os mais estudados em trabalhos da literatura, e

tambm constituem o exemplo analisado na presente dissertao.

Analogamente aos diques gneos, diques clsticos so corpos intrusivos tabulares

que truncam a estrutura de sua rocha encaixante. Na literatura tambm so referidos como

diques de arenito ou diques sedimentares. Geralmente so compostos por sedimentos

arenosos, entretanto ocorrem granulometrias variadas, de conglomerado a argila em

composies siliciclsticas e carbonticas. Podem ocorrer associados a outras intruses

clasticas, como plugs e sills, e tambm como alimentadores de extruses de sedimento na

superfcie em ambientes subreos ou subaquosos. Os diques podem ter espessuras de

poucos centmetros at uma dezena de metros, e comumente ocorrem como enxames

constitudos por dezenas ou centenas de corpos, dispostos com diferentes arranjos:

parelelos entre si (Peterson, 1966); como pares conjugados (Ghiglione, 2002); poligonais

(Aspler & Donaldson, 1986); radiais (Marco et al., 2002); ou com distribuio aleatria

(Williams, 1976).


7

Geralmente os diques ocorrem alojados em sucesses sedimentares, mas tambm

so conhecidos exemplos intrusivos em rochas vulcnicas (Walton & OSullivan, 1950;

Schlische & Ackermann, 1995) e, muito raramentte, em rochas granticas (Harms, 1965).

Este captulo trata dos processos de formao de diques presentes em depsitos

sedimentares, que por sua vez, ocorrem associados a uma vasta gama de sistemas

deposicionais, como por exemplo, ambientes glaciais (Johnston, 1993; Le Heron & Ettiene,

2005), lacustres (Aspler & Donaldson, 1986; Martel & Gibling, 1993), fluviais (Oomkens

1966; Plint, 1985), costeiros de deltas ou mar (Reimntiz & Marshall, 1965; Dionne, 1976;

Hardie, 1999), marinho raso (Williams, 1976; Johnson, 1977), leques marinhos profundos e

turbiditos (Hiscott, 1979; Archer, 1984; Parize, 2003).

As condies bsicas para a formao de diques de injeo so a ao de um

mecanismo que induza a liquefao de uma camada sedimentar, e um processo mecnico

que cause o fraturamento da camada que ser a hospedeira da intruso. Em relao

primeira, Jolly & Lonergan (2002) distinguem quatro processos geolgicos possveis: (1)

liquefao induzida por atividade ssmica; (2) esforos tectnicos; (3) processos

deposicionais rpidos (como escorregamentos, ondas de tempestade, etc.); (4) influxo de

um fluido sobrepressurizado externo ao sistema. Alm desses, tambm so comuns diques

gerados por fluidificao associada dinmica das geleiras em contexto glaciotectnico

(Rijsdijk et al., 1999; Le Heron & Etienne, 2005).

No que diz respeito aos modos de fraturamento, os autores tm apontado variados

tipos de processos, como fraturas geradas por esforos tectnicos (Peterson, 1966; Wislow,

1983; Ghiglione, 2002), fraturamento hidrulico (Cosgrove, 1995, Jolly & Lonergan,

2002), fissuras abertas por oscilao de ondas ssmicas (Huang, 1988; Obermeier, 1996),

relacionadas a escorregamentos em taludes (Smith & Rast, 1958; Rowe et al., 2002), entre

outros.

2.2 Histrico do conhecimento

As primeiras menes na literatura cientfica sobre diques clsticos remetem

primeira metade do sculo XIX. Por se tratar de uma feio muito evidente, geralmente

destacada nos afloramentos devido eroso diferencial, Maltmann (1994) ressalta que a


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identificao de diques sedimentares no registro geolgico est entre as mais antigas

descries de estruturas em sedimentos. Desde ento, acumulou-se grande volume de

trabalhos, que envolvem estudos de casos especficos, publicaes temticas, revises e

captulos de livros. Os trabalhos mais antigos e pioneiros no so de fcil acesso, mas

interessantes revises so encontradas em Fuller (1912), Jenkins (1925), Shrock (1948) e

Maltman (1994). Frente vasta lista de trabalhos sobre o tema, a presente reviso no

completa, mas pretende traar um panorama geral da evoluo do conhecimento ao longo

das dcadas. Para isso so abarcados alguns trabalhos sobre exemplos especficos, para

ilustrar a grande variedade de modos de ocorrncias, e artigos de reviso que sumarizam e

sistematizam os conhecimentos acumulados.

Em sua passagem pela Amrica do Sul no ano de 1834, durante a histrica viagem

a bordo do Beagle, Charles Darwin reportou a ocorrncia de quatro diques clsticos na

Patagnia, atribuindo sua origem ao desenvolvimento de fraturas mecnicas, preenchidas

por um fluxo sobre presso de sedimento e gua (em Maltmann, 1994).

O trabalho de Diller (1890) tornou-se referncia fundamental sobre o tema, sendo

citado em diversos estudos posteriores. O autor descreve um enxame de diques de arenito

intrudidos em pelitos tercirios no Vale do Rio Sacramento, Califrnia, EUA. Considera

que o mecanismo de colocao dos diques se d por injeo forada, e o sentido do fluxo

pode ser para cima ou para baixo. A foliao de micas paralelas parede dos diques um

argumento favorvel a essa interpretao. Baseado em relatos que reportam intruses de

sedimentos decorrentes de terremotos, estabelecida a associao entre a formao dos

diques e atividade ssmica (Diller, 1890 apud Martill & Hudson, 1989; Maltmann, 1994).

Essa ocorrncia no Vale do Rio Sacramento tornou-se um exemplo clssico, sendo objeto

de estudos posteriores (e.g. Peterson, 1966; Jolly et al., 1998).

A abundncia dessas estruturas em territrio estadunidense fez com que, j no

incio do sculo XX, a Geological Society of America publicasse um trabalho temtico

sobre diques clsticos (Newson, 1903). Nesse trabalho j so tecidas generalizaes que se

mantiveram ao longo de todo o sculo e continuam vlidas. Para os diques formados por

injeo dirigida para cima, necessria a presena de um fluido no processo para

remobilizar o sedimento; esse fluido pode ser gua, petrleo ou resduos de petrleo. A

intruso forada devida presso hidrosttica, presso litosttica das camadas


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sobrepostas, presso de gs, ou a uma combinao desses fatores. As condies

favorveis para a formao de diques desse tipo so produzidas quando uma camada

sedimentar inconsolidada recoberta por um depsito que se solidifica antes que ela

(Newson, 1903 apud Walton & OSullivan, 1950).

Em trabalho extenso, Fuller (1912) detalha os efeitos de terremotos ocorridos no

incio do sculo XIX na regio de New Madrid, no Vale do Rio Mississipi, EUA, baseado

na anlise dos registros geolgicos e em relatos histricos. O autor destaca que fissuras

paralelas no solo e na cobertura sedimentar so uma das feies mais comuns e abrangentes

na regio afetada pelos tremores. A formao dessas fraturas seria consequncia do efeito

da oscilao das ondas ssmicas sobre o terreno. Em muitos casos as fraturas abertas foram

preenchidas por areia e gua, injetada de baixo para cima, formando assim diques clsticos.

Quando o desenvolvimento das fissuras atinge a superfcie, comum ocorrer extruso da

mistura de sedimento e gua.

O trabalho de Jenkins (1925) analisa diversas ocorrncias em terraos aluviais no

Estado de Washington, Estados Unidos. Alm da descrio de diferentes tipos de diques

clsticos, atribuindo a alguns deles origem ssmica, o autor elabora uma sntese interessante

sobre o tema, citando diversos trabalhos anteriores. Jenkins (1925) sistematiza suas

principais concluses obtidas nos exemplos estudados, e sugere uma ordenao do processo

de formao. Parece que em todos os casos analisados primeiro se forma uma fissura que

posteriormente preenchida pelo material clstico. De acordo com cada situao

especfica, esse preenchimento pode se dar por injeo sob presso de quicksand, em

qualquer direo (para baixo, para cima ou para os lados), ou por deposio gradual,

passiva, do sedimento nas fissuras abertas. Quando associada terremotos, a abertura de

fraturas atribuda ao efeito dos tremores ssmicos no solo, e pode ocorrer tanto na

superfcie, subarea ou subaquosa, como em camadas em profundidade. No caso de diques

formados por injeo forada, o autor atribui um papel importante presso hidrosttica na

gerao da estrutura. Bandamentos internos paralelos parede do dique, presentes em

alguns corpos, seriam evidncias de que o material injetado sob significativa presso.

Outra importante observao destacada que as exposies mais expressivas esto

localizadas perto de falhas, e existe um certo paralelismo entre estas e os diques, o que

sugere uma relao causal entre as estruturas.


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Baseado em estudos petrogrficos de minerais pesados num dique de arenito

alojado em folhelos miocnicos na Califrnia, Meek (1928) identifica a camada fonte da

intruso clstica. Atravs dessa anlise o autor conclui que a injeo formadora do dique foi

dirigida para cima, atravessando uma espessura de sedimentos superior a 300 metros. Esse

trabalho revela uma dimenso, na escala de centenas de metros, at ento desconhecida do

fennemo. A abertura da fratura atribuda ao efeito de terremotos ou deformao e

dobramento das camadas. Outra particularidade interessante dessa ocorrncia a presena

de betume impregnado nos poros do arcabouo do dique, o que levou o autor a estabelecer

relaes entre o processo de remobilizao de sedimentos e a migrao de hidrocarbonetos

na bacia.

Um exemplo diferente e singular bem conhecido so os diques clsticos intrudidos

em rochas granticas, no Colorado, EUA (Cross, 1894; Roy, 1946; Vitanage, 1954; Harms,

1965). Os diques so verticais, compostos por arenito e conglomerado, com espessuras

decimtricas e geometria tabular. Exibem estruturao interna com laminao paralela

parede e concentrao de clastos maiores no centro do corpo, evidncias de preenchimento

sob presso. A fonte dos diques so camadas cretceas que repousam sobre os granitos. As

fraturas so preenchidas de cima para baixo, so paralelas falhas presentes na regio e

relacionadas tectnica de soerguimento das montanhas Pike Peaks.

Shrock (1948) apresenta boa sntese do conhecimento at a metade do sculo XX,

e apresenta uma classificao gentica composta por dois grupos: diques clsticos formados

por intruso substratal; e diques clsticos formados por preenchimento de fissuras na

superfcie. No primeiro tipo engloba diques formados por injeo sob significativa presso,

dirigida para cima, de mistura de sedimento e fluido (gua ou petrleo e derivados). Feies

descritas em vrios trabalhos, como bandamento interno nos diques (orientao da

petrotrama) paralelo s paredes e dobras de arrasto na estratificao da camada encaixante,

so consideradas evidncias do carter forado da injeo. O segundo tipo corresponde a

diques formados por preenchimento de fissuras por deposio gradual, de cima para baixo,

sob ao da gravidade. O autor tambm inclui nesse grupo diques injetados sob presso,

porm com o sentido para baixo. Esse adendo causa certa confuso na classificao,

incluindo em mesmo grupo diques formados por intruso forada e por preenchimento

passivo. A nfase no sentido de injeo e no no processo de colocao no se mostra


11

muito usual para uma classificao geral das estruturas, visto que os diques preenchidos sob

presso podem ser formados por injees em qualquer direo e sentido. Razo, talvez, pela

qual a proposta de Shrock (1948) no foi aplicada em nenhum trabalho posterior, embora

citaes de seu trabalho sejam freqentes.

Ainda em Shrock (1948), as generalizaes abarcam os momentos considerados

necessrios ao processo de injeo dos diques. Primeiro, a existncia de uma sobre-presso

na camada fonte, necessria para a remobilizao do sedimento liquefeito e consequente

intruso em camadas adjacentes. Esse excesso de presso atribudo trs fatores

principais: presso litosttica (sobrecarga das camadas sobrepostas), presso de gs, ou

presso hidrosttica (os mesmos j apontados por Newson, 1903). Em segundo lugar,

necessrio um mecanismo de fraturamento na camada que ser a encaixante dos diques. O

autor sistematiza as seguintes distines: gretamento de camadas argilosas; cisalhamento

durante terremotos; e fraturas associadas a dobras, falhas e escorregamentos.

A presena de diques em depsitos submarinos, associados a feies de

escorregamentos (slumps), comum. Em compilao recente, Jolly & Lonergan (2002)

concluem que o ambiente de sedimentao mais citado em trabalhos sobre o tema o

marinho profundo. Fairbridge (1948), em trabalho focado na geologia do petrleo,

considera os diques clsticos como um dos elementos estruturais principais em depsitos

desse tipo. No trabalho de Smith & Rast (1958), desenvolvido em rochas

metassedimentares da Esccia, so identificados diques clsticos originados por injees

dirigidas para baixo, formados durante os escorregamentos, e injees para cima,

posteriores ao evento de deposio rpida. A fora motriz para a gerao das intruses

geralmente atribuda sobrecarga rpida gerada pelo escorregamento sobre as camadas

sotopostas. Porm pode haver uma relao direta entre os escorregamentos e atividade

ssmica, como aventado no trabalho de Smith & Rast (1958).

No Japo, Hayashi (1966) realiza uma sistematizao e descrio geral das

ocorrncias de diques clsticos conhecidas no arquiplago, contabilizando mais de 10.000

corpos. Os diques distribuem-se do Permiano ao Recente, sendo especialmente abundantes

no Cretceo. Em todos os casos so considerados como penecontemporneos s rochas

encaixantes. O autor elabora uma classificao baseada no tipo de assemblia, forma e

gnese. Em relao ltima distingue quatro grupos:


12

intrusivos (intrusive clastic dikes): constituidos de lama e brechas, associados

atividade gnea;

injetados (injection clastic dikes): quicksand injetada sobre presso em fendas

e juntas;

preenchimento (infilling clastic dikes): formados por deposio gradual em

fissuras sob ao da gravidade;

colocados fora (squeeezed-in clastic dikes): camadas plsticas introduzidas

em fissuras e fendas de rochas adjacentes, sem destruio de estruturas

deposicionais internas.

Nota-se que o autor no discrimina os mecanismos indutores relacionados ao

processo gentico (por exemplo atividade ssmica e escorregamentos) nem a mecnica de

fraturamento das camadas hospedeiras. Embora a classificao elaborada seja especfica

para os exemplos japoneses, ela j contm os dois grupos principais (diques deposicionais e

de injeo), usados em muitos trabalhos posteriores.

Com relao ao termo netuniano, faz-se necessrio esclarecer aqui uma questo de

terminologia que apresenta ambiguidades na literatura.. Tal termo foi pela primeira vez

utilizado por Pavlow (1896) (apud Marschalko, 1978) em descrio de diques clsticos

presentes em depsitos sedimentares em So Petersburgo, na Rssia. Os diques netunianos

seriam ento formados por preenchimento a partir de cima (filled from above), diferentes,

portanto, dos diques gneos, formados por intruses advindas de baixo. Como se v o termo

foi criado para designar o sentido de preenchimento. Porm trabalhos posteriores adotaram

concepes distintas, ora se referindo diques de injeo em qualquer direo (Smith &

Rast, 1958; Potter & Petitjohn, 1977), ora para diques formados em ambiente submarino

(Smart et al. 1988), ou ento como sinnimo de diques formados por preenchimento

passivo de fissuras (Montenat et al., 1991; Levi et al. 2006). Para ns, a classificao mais

apropriada a que subdivide os diques em dois tipos: de injeo ou de preenchimento. Por

conseguinte, o uso do termo netuniano no se faz necessrio.

Um dos primeiros estudos focado na anlise estrutural de Peterson (1966), na

ocorrncia de Sacramento Valley, Califrnia, mesma regio alvo do trabalho de Diller

(1890). O levantamento conta com cerca de 200 diques que possuem atitudes bem


13

marcadas e uniformes, sendo que 76% do total dispem-se num ngulo entre 45-65 em

relao a falhas transcorrentes que ocorrem na regio. Alguns apresentam arranjo en

echelon. Tal situao embasa a interpretao dos diques serem decorrentes do

preenchimento de fraturas de distenso em regime tectnico transcorrente. O autor destaca

a situao geolgica favorvel para a aplicao do modelo de Riedel, fazendo analogia do

embasamento cristalino com a placa rgida, e dos estratos pelticos marinhos com a camada

de argila do experimento de Riedel.

Quando a injeo de sedimento fluidificado aproveita a anisotropia do acamanento

para se alojar so formados sills clsticos, que ocorrem comumente associados a diques. H

exemplos naturais em que os sills so muito abundantes, ou mesmo o tipo predominante de

intruso clstica, como nos casos estudados em Truswell (1972) e Hiscott (1979), ambos

em depsitos turbidticos, na frica do Sul e Canad repectivamente. Truswell (1972)

comenta que o fato de diques serem mais citados na literatura pode decorrer de que os sills

so facilmente confundidos com camadas deposicionais. Entre as caractersticas que podem

conduzir ao diagnstico de sills esto a variao lateral de largura com a formao de

geometrias tipo pinch and swell, saltos estratigrficos para cima ou para baixo, conexo

com diques alimentadores e ausncia de estruturao deposicional interna.

Na Patagnia chilena, Winslow (1983) estudou um enxame de diques bastante

expressivo alojado em pelitos cenozicos de um cinturo de dobras e empurres associado

tectnica andina. Foram mapeados mais de 700 corpos, sendo 288 estudados em detalhe.

Os diques so verticais a subverticais, de geometria tabular, e contato planar e abrupto com

a camada encaixante . As espessuras variam de 1cm a 9m, e a maioria fica em torno 25 a

50cm. A extenso de alguns corpos pode ultrapassar 400m. So compostos de arenito e

conglomerado, mal selecionados, com presena de matriz, e possuem estruturao interna

com os clastos maiores concentrados no centro e os mais finos na borda com laminao

paralela parede. Mais de 85% dos diques tem orientao transversal ao eixo do

dobramento, o que indica que foram formados por preenchimento de fraturas paralelas ao

esforo compressivo regional. A fluidificao e sobre-presso necessrias remobilizao

dos sedimentos, e consequente intruso de areia e cascalho nos pelitos sobrepostos,

atribuda a atividade ssmica associada ao esforo tectnico.


14

Os trabalhos de Mills (1983), Allen (1984) e Owen (1987), focados nos aspectos

fsicos e tipos de produtos gerados por fluidificao de sedimentos, contriburam para a

discusso terica sobre os processos envolvidos na gnese dos diques clsticos de injeo,

que, principalmente a partir desses trabalhos, passam a ser considerados como produtos

tpicos de fluidificao.

Na dcada de 90 duas circunstncias vieram a dar novo flego s pesquisas sobre

nosso tema, o desenvolvimento da paleossimologia e a descoberta de intruses clsticas de

grande porte em subsuperfcie no Mar do Norte. Em relao primeira, destacam-se o

extenso trabalho de Obermeier (1996) focado nas caractersticas diagnsticas de feies de

liquefao sismicamente induzidas, e o livro de McCalpin (1996) que apresenta o estado da

arte dos estudos em palessismologia e uma srie de artigos especficos. As descobertas no

Mar do Norte, mediante o emprego de perfis ssmicos e sondagens, revelou grandes corpos

sedimentares intrusivos com importantes conseqncias para a geologia do petrleo (Dixon

et al. 1995). Outro trabalho significativo desse perodo o de Cosgrove (1995). Nesse

breve artigo o autor considera diques clsticos como exemplos naturais de fraturamento

hidrulico, discutindo o modo de fraturamento e possibilidades de arranjo espacial das

estruturas geradas. Tal paradigma constituiu a base de trabalhos posteriores que

objetivaram estudos de paleotenses com os diques (Boehm & Moore, 2002; Jolly &

Lonergan, 2002).

No presente sculo continuaram as publicaes de diversos trabalhos com

exemplos especficos (e.g. Rowe et al. 2002; Jonk et al., 2003; Ribeiro & Terrinha, 2007)

ou de contedo geral e terico (e.g. Jolly & Lonergan, 2002; Hurst et al., 2003). A

publicao especial da Geological Society of London (Van Rensbergen et al., 2003), sobre

remobilizao de sedimentos em subsuperfcie, explora as diferenas e semelhanas entre

fluidificao e intruses clsticas geradas em grandes profundidades (centenas de metros) e

em subsuperfcie rasa, at 10 metros de profundidade. A grande diversidade de formas das

intruses faz com que os autores utilizem o termo mais genrico injetitos. Ainda nessa

publicao, est presente o trabalho Parize & Fris (2003) que estudam um exemplo muito

bem exposto no sudeste da Frana de um conjunto diques e sills clsticos relacionados a

canais submarinos em depsitos cretceos de gua profunda. Baseados nas intruses do

Mar do Norte, Jolly & Lonergan (2002) publicaram um valioso trabalho terico discutindo


15

os mecanismos de formao de intruses clsticas. Esses trabalhos mais recentes,

especialmente os que discutem mecanismos de intruses, sero melhor discutidos nos itens

a seguir.

Estudando um enxame de diques hospedados em depsitos lacustres pleistocnicos

na Bacia do Mar Morto em Israel, Levi et al. (2006) realizaram anlises laboratoriais de

anisotropia magntica da trama do arcabouo para a identificao do processo de

preenchimento. Diques formados por preenchimento passivo so caracterizados por

foliaes magnticas horizontais, enquanto que os diques formados por injeo forada

tendem a possuir foliaes magnticas verticais paralelas s paredes dos diques.

2.3 Fluidificao e formao de diques clsticos

Diques clsticos de injeo so considerados produtos tpicos de fluidificao (e.g.

Owen, 1987; Jolly & Lonergan, 2002). Os fenmenos de liquefao e fluidificao so

reconhecidos pelos especialistas como os principais processos de deformao e

remobilizao de sedimentos.

A liquefao se manifesta quando ocorre uma mudana, numa dada quantidade de

sedimento, de um estado tipo slido para um estado tipo lquido (Allen, 1984). Nesse

fenmeno, gros metaestveis, frouxamente compactados, so separados uns dos outros em

decorrncia da ao de tenses, estabelecendo-se assim uma matriz sustentada por fludo

(Mills 1983).

Por sua vez, a fluidificao desenvolve-se quando a mistura (fluido + sedimento)

entra em fluxo em resposta presena de gradiente hidrulico, ou incurso de fluido

ascendente, alctone, introduzido na camada (Owen, 1987). Est associada rpida perda

dgua, e um processo mais breve e local, enquanto a liquefao ocorre de maneira

homognea atravs da camada (Mills, 1983). Enquanto que o fluido dos poros na

liquefao essencialmente passivo, na fluidificao um agente ativo, provendo por seu

movimento ascensional a fora que sustenta as partculas sedimentares em fluxo (Allen,

1984). O movimento para cima do fluido dos poros, em resposta ao gradiente de presso

diferencial, impe uma fora de arraste no gro; quando essa fora excede o peso efetivo

dos gros eles entram no fluxo (Jolly & Lonergan, 2002).


16

Allen (1984) baseado em extensa discusso terica, apoiado em uma srie de

equaes, sustenta que a incurso de um fluido externo ao sistema condio indispensvel

para que ocorra a fluidificao. Outros autores, como por exemplo, Mills (1983), Owen

(1987) e Jolly & Lonergan (2002) no compactuam com essa assero. De fato, a

observao direta de fenmenos naturais, notadamente a gerao de diques clsticos e

extruses de areia decorrentes de terremotos, evidencia que a fluidificao pode ocorrer por

meio da remobilizao da gua presente nos poros de depsitos sedimentares. No obstante,

processos de migrao de fluidos intrabacinais, principalmente hidrocarbonetos, podem

ocasionar a fluidificao de sedimentos.

A observao de exemplos naturais somado a estudos experimentais em

laboratrios (e.g. Nichols et al. 1994, Owen 1996) embasam o conhecimento terico e

emprico sobre o processo de fluidificao e remobilizao de sedimento. Na natureza

existem exemplos de intruses clsticas compostas por todas as granulometrias, de argila

(Resenberg et al., 2003) a conglomerado (Bezerra et al. 2004). Porm tem-se concludo

com base na experincia acumulada que as fraes arenosas, finas a siltosas, so mais

propcias a ocorrncia de tal fenmeno (Owen, 1987; Obermeier et al., 2002; entre outros).

A suceptibilidade de um depsito liquefao e fluidificao depende dos parmetros

texturais e composicionais, como granulometria, empacotamento e cimentao.

O fenmeno de fluidificao necessita de um mecanismo indutor, uma energia

extra no sistema, para ocorrer. Os processos gelogicos que cumprem esse papel podem

ser separados, segundo Jolly & Lonergan (2002), em: (1) atividade ssmica; (2) processos

sedimentares rpidos (ex. escorregamentos, ao de ondas, etc); (3) influxo de um fludo no

sistema. Desses, a atividade ssmica dos mais significativos e comuns e ser tratada em

pormenor adiante. Em ambientes glaciais tambm so reportadas feies de liquefao e

fluidificao e gerao de diques clsticos, associados ao deslocamento de geleiras,

mecanismo esse denominado de glaciotctonica (e.g. Von Brunn & Talbot, 1986; Rijsdijk

et al., 1999; Le Heron & Etienne, 2005).

Na gnese de diques clsticos, as injees foradas de areia fluidificada podem

ocorrer em todas as direes e sentidos, mas geralmente ocorrem dirigidas para cima, em

resposta presso vertical que as camadas sobrepostas exercem no horizonte sedimentar

liquefeito/fluidificado. O fluxo se desloca segundo o gradiente hidrulico, da rea de maior


17

presso para a de menor (Owen, 1987). Tambm so relativamente comuns injees laterais

(e.g. Aspler & Donaldson, 1986; Parize & Fris, 2003), e dirigidas para baixo (e.g. Jenkins,

1925; Demoulins, 1996); essas ltimas so especialmente frequentes em diques clsticos

associados depsitos glaciognicos (e.g. Von Brunn & Talbot, 1986; Jonk et al. 2004;

Gozdzik & Van Loon, 2007).

A descoberta de intruses clsticas de grande porte, de dimenses mtricas a

decamtricas e volumes que atingem a ordem de quilmetros cbicos, e em grandes

profundidades, na casa de centenas de metros, revelou uma nova abrangncia do processo

de remobilizao de sedimentos em subsuperfcie (Jolly & Lonergan, 2002). Essa

descoberta foi realizada em depsitos submarinos no Mar do Norte, por meio de perfis de

ssmica de reflexo e sondagens (Dixon et al. 1995; Lawrence et al. 1999), e despertaram

especial interesse devido a implicaes na geologia do petrleo, com impactos na dinmica

de migrao e geometria de reservatrios. Molyneaux (1999) apontou a ocorrncia de Santa

Cruz na Califrnia, estudada por Boehm & Moore (2002), como o melhor anlogo aflorante

para as intruses do Mar do Norte. Outro exemplo de intruses clsticas de grande porte,

pode ser os pipes que cortam espessuras de mais de 300 metros de rochas (Huuse et al.,

2005).

Hurst et al. (2003) propem um limite, mais ou menos arbitrrio, de at 10 metros

para fluidificao rasa, e de 10 1000 metros para profunda, e argumentam as diferenas

entre elas. No caso de grandes profundidades, maiores quantidades de sedimento so

remobilizadas devido presena de presses mais elevadas. Nessas situaes a incurso de

um fluido no sistema, geralmente relacionado migrao de hidrocarbonetos, parece

desempenhar um papel importante na fluidificao das camadas sedimentares. As intruses

clsticas em subsuperfcie rasa so bem mais comuns e resultam em diques e sills de

dimenses centimtricas a mtricas, e na maioria das situaes esto associadas

remobilizao de gua presente nos poros.

2.3.1 Atividade ssmica

Reconhece-se atualmente que abalo ssmico o principal mecanismo indutor, com

expresso regional, de liquefao e fluidificao de sedimentos (e.g. Owen, 1986;


18

Obermeier, 1996; Maltman, 1994; Jolly & Lonergan, 2002). A liquefao decorre das

tenses cisalhantes geradas pela propagao de ondas ssmicas sobre o sedimento

encharcado. Em condies propcias como discutido acima, a fluidificao tambm pode

ocorrer.

Observaes cientficas sobre efeito de terremotos na cobertura sedimentar

superficial comeam a ser registradas nas ltimas dcadas do sculo XIX (e.g. Dutton,

1889). O conhecimento acumula-se ao longo do sculo XX, com novas anlises em

terremotos histricos, como por exemplo os tremores de alta magnitude ocorridos no

Alaska no ano de 1964, que renderam alguns trabalhos (Hansen, 1965; Hansen et al., 1966;

Coulter & Migliaccio, 1966; Barret, 1966; Lemke, 1967).

Os impactos sociais e econmicos, decorrentes dos efeitos dos abalos ssmicos em

centros populacionais susceptveis a tal fenmeno, levaram ao desenvolvimento de uma

nova especializao da geologia e geologia de engenharia. A paleossismologia objetiva a

estimativa de graus de riscos ssmicos em uma determinada regio, por meio da definio

da idade, localizao e magnitude de antigos terremotos (McCalpin, 1996). Devido ao vis

prtico dessa disciplina, os especialistas concentram-se no estudo de registros de

ocorrncias pr-histricas. Nos clculos sobre risco ssmico, os terremotos pr-quaternrios

no so considerados, devido pequena probabilidade de recorrncia em tempos atuais

(Wheeler, 2002).

McCalpin (1996) elaborou uma classificao para as denominadas evidncias

paleosssmicas, baseada em sua gnese, locao e tempo de formao. Em relao gnese,

subdividiu-as em duas classes, primrias e secundrias. As evidncias primrias

correspondem s deformaes tectnicas relacionadas ao deslocamentos de falhas. As

secundrias so produto dos tremores do terremoto. Dentro dessa classificao, s as

evidncias secundrias, que envolvem a deformao de depsitos sedimentares, detm

potencial de preservao no registro geolgico.

O termo sismito, para referir-se deformao em sedimentos causadas por abalos

ssmicos, foi proposto por Seilacher (1969). Vittori et al. (1991) sugerem a aplicao do

termo sismito para todas as estruturas geolgicas geneticamente ligadas a terremotos.

McCalpin (1996), argumentando ser essa definio excessivamente abrangente, prope o

uso do termo apenas para as chamadas evidncias secundrias, que possuem expresso


19

estratigrfica e potencial de preservao, se aproximando mais da acepo original de

Seilacher (1969). Por conseguinte, sismitos podem ser definidos como registros de

atividade ssmica penecontempornea sedimentao.

Estruturas que podem ser sismitos so variadas, como por exemplo, bolas-e-

almofadas, escorregamentos, laminaes convolutas e falhas sin-sedimentares. Diques

clsticos esto entre as mais comuns, e so importantes fonte de informao nos estudos de

paleossismologia. Considera-se a zona de ocorrncias de diques com maior somatria de

espessuras, que corresponde rea de maior volume de material fluidificado, como a mais

provvel regio paleoepicentral (Obermeier, 1996). A situao tpica para a gerao de

intruses de areia, diques e sills, sismicamente induzidos, se d quando um espesso

depsito arenoso capeado por uma camada de baixa permeabilidade e o nvel dgua est

muito perto da superfcie do terreno (Obermeier et al., 2002). O sedimento fluidificado

pode chegar superfcie extrudindo em ambiente subareo ou subaqutico.

Estudos empricos, baseados em observaes de terremotos recentes, mostram que

a liquefao associada depende da magnitude do tremor ssmico, que s ocorre em tremores

de mdia alta magnitude (mb>5.5). Isso faz dos sismitos registros de intensa atividade

ssmica. Conforme o aumento da magnitude a liquefao e fluidificao so mais intensas

na regio epicentral e alcanam distncias cada vez maiores em relao ao epicentro (e.g.

Allen, 1986; Vitori et al., 1991; Obermeier, 1996).

A possibilidade de observao direta do fenmeno e o carter aplicado da

paleossismologia fazem com que os estudos nessa rea sejam focados no Recente, e em

ambientes continentais de sedimentao, fluviais, lacustres e costeiros. Entretanto sismitos

ocorrem em praticamente todos os sistemas deposicionais, de elico a marinho profundo, e

so bastante comuns em rochas mais antigas, como por exemplo no Mesoproterzico (Pratt,

1994) e Ordoviciano (Pope et al., 1997) dos Estados Unidos, no Trissico da Alemanha

(Knaust, 2002) e no Cretceo do Brasil (Rossetti, 1999).

Tendo em vista que terremoto no o nico processo geolgico responsvel por

liquefao e fluidificao de sedimentos, os pesquisadores tm se preocupado em

estabelecer critrios para a identificao de sismitos (Obermeier, 1996; Jones & Omoto,

2000; Wheeler, 2002; Moretti & Sabato, 2007). Dentre as caractersticas levantadas, as

diagnsticas basicamente so: ampla distribuio geogrfica das ocorrncias (dezenas a


20

centenas de quilmetros); alinhamento geogrfico associado falhas; e variao na

intensidade de liquefao/fluidificao que decresce de acordo com o afastamento do

epicentro associado ao sismo indutor. Outras caractersticas importantes so o

confinamento estratigrfico das ocorrncias (camadas perturbadas intercaladas em camadas

no perturbadas) e a associao entre diferentes tipos de estruturas de

liquefao/fluidificao no registro.


21

: Mapa ilustrando a variao na intensidade de fluidificao conforme a proximidade com o epicentro, na plancie aluvionar do rio Mississipi, EUA. As extruses de areia so alimentadas por diques clsticos. As feies so associadas aos histricos terremotos de New Madrid. Modificada de Obermeier(1996).

Figura B

Aluvio com mais de 25 porcentoda superfcie coberta por depsitosde extruso de areia

Aluvio com poucas ou nenhumaextruso de areia

Aluvio com depsitosde extruso de areia(>1 por cento da superfcie coberta)

Epicentro dos trs maioresterremotos de 1811-1812

Falha

Zona de falha

37

36

91 90

reas altas

Legenda

Rio Mississipi

Figura A: Grfico relacionando magnitude do terremoto com a distncia mxima de liquefao associada. As letras representam observaes em terremotos histricos.Para magnitudes menores que 5,5 - 6, no ocorre liquefao. Modificado de Vittori

(1991).et al.

Figura 1: Liquefao e fluidificao induzidas por abalos ssmicos


22

Fissura tabular preenchidapor areia (dique), comumente2 a 15 cm de espessura,pode conter clastos domaterial encaixante

Regio em que o acamamentoprimrio foi destrudo

1 a 8 m de camadasiltca-argilosa

Zona basal de areia contendo clastos do material encaixantel

Seqncia grano-decrescente deprincipalmente areia e silte

Laminaes internas do cone

Rachaduras no substratocausadas por intemperismo

Pequenas intrusestabulares afinando para cima

Bifurcao dos diquesna zona intemperizada

Camada de

sedimento

arenoso

10 a 40 m

0.3 a 0.6 m

Figura A: esquema mostrando as caractersticas de diques clsticos sismicamenteinduzidos. O modelo foi baseado em ocorrncias dos EUA, em ambinetes fluviaisde sedimentao. Modificado de Obermeier (1996).

Venezuela

Figura B: Estruturas de fluidificao geradas por terremoto recente na Venezuela.Destaque para as Extrado de Audermard (1990).vent-fractures. et al.

Vent-Fracture

Figura 2: Diques clsticos resultantes de abalos ssmicos


23

2.4 Mecanismos de fraturamento

A questo fundamental para a compreenso do significado tectnico de diques

clsticos a de qual o mecanismo de ruptura que age sobre a camada que ser fraturada e

hospedar as intruses, e de quais fatores controlam a distribuio espacial e orientao dos

diques.

Para Aspler & Donaldson (1986) as principais causas geradoras de fraturas para a

formao dos diques so: gretamento de argila, congelamento de solo, movimentos de

geleiras, escorregamentos, fraturamento do embasamento, e processos tectnicos como

dobras, falhas e abalos ssmicos. Huang (1988) destaca que a hiptese fundamental para o

entendimento tectnico de diques clsticos a de eles representam fraturas fossilizadas, e

pontua trs agrupamento principais de sistemas de fraturamento: (1) gerados por atividade

ssmica; (2) preexistentes na sucesso sedimentar; (3) sistema de falhas relacionados a

deformao tectnica e outros processos como fraturamento hidrulico. Alm desses

exemplos citados, podemos incluir fraturamento radial em resposta a diapirismo de sal

(Marco et al., 2002) e intruses profundas associadas falhas poligonais (Lonergan &

Cartwright, 1999; Van Resenberg et al., 2003).

Nos diques relacionados atividade ssmica a distribuio espacial dos corpos

governada pela locao do epicentro do sismo indutor e pela orientao de falhas ativadas

durante o terremoto. Segundo Obermeier (1996), os processos de fraturamento da camada

sobreposta/encaixante, de acordo com os exemplos estudados pelo autor nos EUA, so

principalmente trs: espalhamento lateral (lateral spreading); oscilao de ondas ssmicas;

e fraturamento hidrulico.

O espalhamento lateral ocorre quando h desnvel topogrfico no terreno, como

por exemplo a presena de um canal. Nesse caso, o fraturamento desenvolve-se de modo

perpendicular ao declive, gerando diques com espessuras que variam entre 0.5 a 2 m. A

oscilao de ondas ssmicas gera compresso e distenso na camada sedimentar, e pode

abrir fissuras que sero injetadas pelo sedimento fluidificado. Diques gerados por esse

processo so pouco espessos, com menos de 15 cm de largura, e Obermeier (1996) no

discute a existncia de algum tipo de organizao estrutural das fissuras geradas dessa


24

forma. O fraturamento hidrulico considerado pelo autor como o principal mecanismo de

ruptura da camada selante/encaixante durante terremotos.

Trabalhos recentes, como os Boehm & Moore (2002) e Jolly & Lonergan (2002),

assumem o fraturamento hidrulico como elemento terico para elaborao de modelos

estruturais com diques clsticos. Por tal razo, esse tema ser tratado em maior detalhe no

prximo tpico. Investigando as intruses clsticas como exemplos de fraturas hidrulicas

naturais em sucesses sedimentares, Jolly & Lonergan (2002) consideram que a escala e

geometria de um complexo intrusivo governada principalmente pelo estado de esforos

(stress state) na bacia, pela profundidade de intruso, e pela a existncia de fraturas ou

falhas preexistentes.

Por outro vis, Gallo (2004) pondera que a razo pela qual a geometria da

intruses clsticas pode ser to variada deve-se ao comportamento mecnico da camada

sedimentar que ser injetada pelo sedimento. O autor exemplifica que, se o sedimento j

sofreu uma litificao parcial, existem fora coesivas que mantm os gros unidos, e altas

presses de fluido na camada fonte das intruses causaro ruptura na camada sobrejacente

que fraturar de acordo com o estado de tenses da bacia. Vale ressaltar, como observado

por Cosgrove (1995), que as propriedades fsicas dos argilominerais resultam em coeso

interna nas camadas pelticas logo aps sua deposio. Se a camada hospedeira no tiver

coeso durante a injeo das intruses, tendem-se a formarem corpos cilndricos, pipes, em

vez de diques (Gallo, 2004).

A distribuio e orientao das intruses clsticas tambm podem ser

condicionadas pelo arranjo dos elementos arquiteturais do depsito. Parize & Fris (2003)

elaboraram um modelo geomtrico para diques e sills que ocorrem em depsitos aptiano-

albianos de gua profunda do sudeste da Frana. A camada fonte das intruses so arenitos

macios de canais, que alimentam injees laterais e para baixo em pelitos calcreos, de tal

forma que os diques localizam-se nas camadas sotopostas base e adjacentes s margens

dos canais.

Muitos trabalhos reportam diques formados por preenhimento de fraturas geradas

por esforos tectnicos, em todas as situaes possveis, em casos de distenso (Stollhofen

1998; Ribeiro & Terrinha, 2007), compresso (Winslow, 1983) e transcorrncia (Peterson,

1966; Ghiglione, 2002).


25

2.4.1 Fraturamento hidrulico

Diques clsticos podem ser considerados exemplos naturais de fraturamento

hidrulico (Cosgrove, 1995; Jolly & Lonergan, 2002). Esse processo tem lugar quando uma

rocha ou sedimento coesivo submetido a uma presso de fluido que causa sua ruptura, que

ocorre quando a presso de fluido ultrapassa o esforo horizontal mnimo e a resistncia

trao (tensile strenght) da camada.

O tipo, disposio espacial e geometria das fraturas geradas por esse mecanismo,

alm de influenciadas pelas caractersticas fsicas do material fraturado, dependem

principalmente da magnitude do stress diferencial relacionado ao esforo operante na rocha

ou sedimento (Cosgrove, 1995; Cosgrove; 2001; Hillis, 2003).

As fraturas geradas por incremento de presso de fluido, segundo Cosgrove (1995,

2001), podem ser trativas ou cisalhantes. Outros autores definem um fraturamento em

situao intermediria chamado de hbrido (Sibson, 1996; Hillis, 2003). Em condies de

stress diferencial muito grande, o crculo de Mohr tende a atingir a envoltria de ruptura no

campo compressivo, gerando pares conjugados de cisalhamento com a bissetriz do ngulo

agudo correspondendo orientao do esforo compressivo mximo (1). Em situao de

stress diferencial de pouca magnitude, o crculo de Mohr tende a atingir a envoltria de

ruptura dentro do campo trativo, gerando fraturas trativas (figura 3A).

O arranjo espacial das fraturas trativas tambm determinada pelo stress

diferencial, sendo que quanto maior este, mais as fraturas tendem a ser paralelas entre si e

perpendiculares ao vetor do esforo horizontal mnimo (3). Com ausncia ou stress

diferencial muito pequeno, as fraturas tendem a ser randmicas. A figura 3B ilustra

teoricamente as situaes extremas e intermedirias.

A presena de presso de fluido, tambm referida como presso de poros, modifica

o estado de esforos operante na rocha ou sedimento (Cosgrove, 1995; Hillis, 2003). O

incremento da presso de fluido reduz o esforo normal efetivo (esforo total menos a

presso de fluido), resultando teoricamente no deslocamento do crculo de Mohr em

direo a envoltria de ruptura at atingi-la, gerando fraturas trativas (em caso de baixo

stress diferencial) ou cisalhantes (em caso de alto stress diferencial). Baseados em dados


26

empricos adquiridos em poos nas bacias marinhas do mundo, Hillis (2003) concluiu que o

efeito da presso de fluido alm de modificar o esforo normal efetivo, tambm diminui o

stress diferencial operante. Por decorrncia desse fenmeno as rupturas geradas pelo

fraturamento hidrulico tendem a ser predominantemente trativas.

Boehm & Moore (2002) realizaram anlise de paleotenses em diques de areia

alojados em folhelhos micenicos em Santa Cruz, California, considerados como produtos

de frauramento hidrulico. Os autores analizaram 328 intruses, dividas em trs grupos:

diques de orientao NE, sills, e diques oblquos. As espessuras variam de poucos

centmetros at 13 metros, e a anlise estatstica mostra que as intruses finas so mais

numerosas, relacionadas ao grupo dos diques oblquos que possuem diversas orientaes.

Porm a espessura cumulativa, obtida pela somatria da espessura indivudual em cada

grupo definido, mostra que os diques NE e os sills so muito mais significativos que os

diques oblquos em termos de espessura e dilatao totais. Concluiram que a direo

preferencial de dilatao NE representa o plano perpendicular ao vetor de esforo

horizontal mnimo (3) de direo NW.


27

n

1

2

3

4

1

1

33

1

33

1 2

1

1

33

4

1

3

1

33

1

1

1

33

1

1

33

2

T

2

13

3

n1

( 1 - 3) > 6T( 1 - 3) < 4T

Figura A: Diagrama de crculo de Mohr, ilustrando os dois tipos de fraturas geradaspor fraturamento hidrulico. esquerda fraturas trativas geradas em situaes debaixo diferencial, direita fraturas de cisalhamento, geradas em situaesde altos valores de diferencial. Modificado de Cosgrove (1995).

stressstress

: Possibilidades de ordenao de fraturas trativas de acordo com diferentes magnitudes do diferencial. Na esquerda expresso grfica de quatro hiptesesnumeradas com as respectivas fraturas associadas na direita. Quanto maior ostress diferencial, maior o paralelismo entre as fraturas. Modificado de Cosgrove(1995).

Figura Bstress

Figura 3: Grficos ilustrando modos de fraturamento hidrulico


28

3 TECTNICA DO CINTURO CABO-LA VENTANA E INFLUNCIAS NA

EVOLUO DA BACIA DO PARAN

3.1 Introduo

A correlao geolgica entre as rochas sedimentares da Amrica do Sul que

afloram nas Sierra Australes ou Sierra de La Ventana na Argentina, e nas Ilhas

Falkland/Malvinas, com as rochas do Cinturo do Cabo na frica do Sul, foi estabelecida

nas primeiras dcadas do sculo XX. No clssico trabalho de du Toit (1937), essa

correlao sustenta a definio do Geossinclneo SAMFRAU, unidade contnua e contgua

ao longo da borda sul do paleocontinente Gondwana, com histria geolgica compatvel

desde a sedimentao no Paleozico Inferior seguida, aps importante discordncia, por

deformao e sedimentao sin-tectnica no Paleozico Superior. Esse ltimo evento

tectnico nomeado ento de Orogenia Gondwanides.

Numa poca em que grande parte, seno a maioria, da comunidade geolgica

duvidava da mobilidade horizontal dos continentes, essa correlao transformou-se em

forte argumento em prol da teoria da deriva continental de Wegener. Dessa forma, a

correlao de tais registros assumiu um papel importante na histria do desenvolvimento

cientfico da Geologia.

Trabalhos recentes reafirmam, apuram e estendem essa correlao (e.g. Veevers et

al. 1994; Rossello & Lopz-Gamund, 1998). Atualmente so identificados registros da

Orogenia Gondwanides na Amrica do Sul, frica, Austrlia e Antrtica. O enfoque do

presente captulo se d sobre os dois primeiros continentes citados, notadamente sobre as

rochas da Sierra Australes ou La Ventana, na Argentina, e do Cinturo do Cabo, na frica

do Sul, agrupadas aqui como cinturo Cabo-La Ventana. Essas rochas representam ento o

segmento oeste de um extenso cinturo de deformao que desenvolveu-se ao longo da

borda sul do paleocontinente Gondwana.

Um importante marco na evoluo tectnica desse perodo foi a mudana de uma

bacia intracratnica (sedimentao eopaleozica), para uma bacia de antepas

(sedimentao neopaleozica) associada a gerao do cinturo de dobramentos por

compresso e deformao dos depsitos do Paleozico Inferior. Essa mudana processou-


29

se de maneira diacrnica ao longo do Permiano na borda sul do Gondwana (Veevers et al.,

1994).

Os modelos geotectnicos publicados na literatura para o cinturo Cabo-La

Ventana so divergentes. A principal controvrsia envolve a evoluo tectnica da

Patagnia. A questo discutida se a Patagnia representa um continente alctone colidido

no fim do Paleozico, gerando a compresso deformadora e o magmatismo presente em

seus macios, ou se era parte integrante do Gondwana, e a tectnica do cinturo Cabo-La

Ventana e magmatismo contemporneo seriam relacionados uma margem tipo andina.

Contempornea tectnica formadora do cinturo Cabo-La Ventana, a

sedimentao na Bacia do Paran encontrava-se nos estgios finais da fase de maior

subsidncia de sua evoluo (Milani, 1997), correspondente a deposio das unidades

superiores do Grupo Passa Dois. A evoluo paleogeogrfica desse perodo caracterizada

pela progressiva continentalizao da bacia, com a transio de depsitos de um amplo mar

epicontinetal para depsitos lacustres e delticos, seguidos de sedimentao fluvial e elica

(e.g. Lavina, 1991; Milani, 1997).

A transio entre o Paleozico e Mesozico (Permotrissico) um intervalo de

tempo de importantes mudanas na histria da Terra. Nele ocorre a constituio do

supercontinente Pangea, e tambm, provavelmente no por coincidncia, a maior extino

em massa da evoluo biolgica terrestre, registrada no contedo fossilfero em diversos

continentes do planeta. Na Bacia do Paran foi um perodo de significativa atividade

tectnica, principalmente por meio de reativaes de estruturas do embasamento, que

transferiram os esforos compressivos operantes na margem do paleocontinente para

regies intracratnicas (e.g. Soares, 1991; Rostirolla et al., 2000).

O objetivo do presente captulo sintetizar a evoluo tectnica do Cinturo Cabo-

La Ventana e suas conseqncias na evoluo da Bacia do Paran. Porm registros

gondwnicos dessa idade no so restritos a essas unidades geotectnicas. Na Amrica do

Sul esse evento tectnico tambm conhecido como Orogenia Sanrafalica, que resultou

na gerao de uma srie de bacias principalmente no oeste Argentino (Limarino & Spaletti

2006), e em magmatismo com vulcanismo associado (Lpez-Gamundi, 2006). Na frica

um quadro geral da sedimentao neopaleozica pode ser obtido em Bumby & Guirard

(2005) e Catuneanu et al. (2005).


30

FRICA

INDIA

AUSTRLIA

ANTRTIDA

AMRICA DOSUL

Figura B

Limite de placa do Gondwana

Fronte da deformao permotrissica

Cinturodo Cabo

CinturoLa Ventana

BaciaSauce Grande

Bac ia Karoo

Bacia Tarija

Bacia Chaco-Paran

Bacia do Paran

Bacia Pangazo

Bacia San Rafael

Fronte de deformao

600km

Complexo de subduco

Terrenos acrescidosno Permiano eps-Permiano

Arco Magmtico

reasemersas

Figura A: Mapa do Gondwana ilustrando abrangncia da deformaopermotrissica (Orogenia Gondwanides). Modificado de Veevers .(1994).

et al

Figura B: Mapa da paleogeografia e contexto tectnico no permotrissicono Gondwana Ocidental (Amrica do Sul e frica).Modificado de Lpez-Gamundi & Rossello (1998).

Figura 4: Paleogeografia e tectnica permotrissica no Gondwana.


31

3.2 Cinturo de dobramentos Cabo-La Ventana e bacias Karoo e Sauce

Grande

3.2.1 Estratigrafia e sedimentao

O primeiro trabalho que faz a correlao gelogica entre as rochas aflorantes nas

Sierras Australes ou La Ventana da Argentina, com as rochas do Cinturo do Cabo na

frica do Sul o de Keidel (1917, apud du Toit, 1937). A correlao entre Argentina e

frica do Sul baseada na semelhana paleoclimtica, paleogeogrfica e paleotectnica

entre a Bacia Sauce Grande e Cinturo La Ventana com a Bacia Karoo e Cinturo do Cabo

(Rossello & Lopz-Gamund, 1998).

Esses depsitos gondwnicos geralmente so divididos em dois episdios de

sedimentao principais: (1) deposio no Paleozico Inferior a Mdio numa plataforma

continental em bacia intracratnica distensional tipo sag; (2) deposio no Paleozico

Superior em bacia de antepas associada gerao do cinturo de dobramentos composto

pelas camadas eopaleozicas (de Wit & Ransome, 1992; Veevers et al. 1994; Lopz-

Gamund & Rossello, 1998).

Na frica do Sul a unidade eo-mesopaleozica representada pelo Supergrupo

Cabo, composto pelos grupos Table Mountain, Bokkeveld e Witteberg (Broquet, 1992). Na

Argentina pelos grupos Curamalal e Ventana (Harrington, 1972). Esses depsitos

consistem de rochas siliciclsticas, principalmente arenitos com pelitos subordinados

(metamorfisados em baixo grau, quartzitos e filitos). O Supergrupo Cabo (Ordoviciano-

Carbonfero) apresenta uma sucesso de ambientes fluvial, costeiro e marinho raso de

plataforma continental (Shone & Booth, 2005). O Grupo Curamalal (Ordoviciano-

Siluriano) uma seqncia trangressiva com conglomerados basais, arenitos e pelitos

marinhos rasos no topo; o Grupo Ventana (Devoniano), sobreposto em discordncia,

tambm apresenta empilhamento transgressivo com sedimentao similar a unidade

anterior (Harrington, 1972).

Aps a sedimentao eo-mesopaleozica ocorre uma significativa discordncia

regional, sobre a qual assenta-se o ciclo sedimentar do Neopermiano-Eotrissico. Essa

discordncia tambm marca o momento da converso de uma bacia intracratnica,


32

dominada por sedimentao com rea fonte cratnica ao norte (Turner, 1999), para uma

bacia de antepas com preenchimento molssico vindo do sul, notadamente no fim do

Permiano, o que registra o soerguimento do cinturo de dobramentos (Lock, 1980; Cole,

1992; Lopz-Gamund & Rossello, 1998).

As unidades neopalezicas a eotrissicas compem o preenchimento das bacias

Sauce Grande e Karoo. Na estratigrafia da frica do Sul compreendem a Formao Dwyka

e grupos Ecca e Beaufort e na Argentina o Grupo Pillahuinc, formaes Sauce Grande,

Piedra Azul, Bonete e Tunas (Harington, 1972). O registro na frica do Sul mais espesso

e a sedimentao adentra o Trissico (Turner, 1999), enquanto que na Argentina a

deposio no ultrapassa o Permiano (Lpez-Gamund et al. 1995); porm o quadro da

evoluo tectono-sedimentar similar em ambas bacias (Lopz-Gamund & Rossello,

1998).

A base da sedimentao constituda por diamictitos glaciais permocarbonferos,

repousados em importante discordncia sobre as unidades mais antigas (Fm. Dwyka na

frica do Sul, Fm. Sauce Grande na Argentina). Esse episdio de glaciao no

Permocarbonfero bem marcado na evoluo paleogeogrfica do Gondwana, com registro

abrangente, presente por exemplo na Bacia do Paran (Subgrupo Itarar) e nas ilhas

Falkland/Malvinas (Fm. Lafonian) (Visser, 1987; Lopz-Gamund & Rossello, 1998).

A evoluo ps-glacial da sedimentao apresenta dois estgios bem marcados,

presentes nas duas bacias, governados pela interao entre soerguimento do cinturo

orognico e subsidncia na rea adjacente, com tendncia de granocrescncia para o topo

na sucesso estratigrfica (Lpez-Gamundi & Rossello, 1998). Na Argentina

correspondem s formaes Piedra Azul, Bonete e Tunas do Grupo Pillanhuic e na frica

do Sul aos grupos Ecca e Beaufort.

Os dois estgios so denominados de underfilled e overfilled, e so caractersticos

de bacias de antepas (Allen et al. 1986; Jordan, 1995). O primeiro constitudo por

sedimentao essencialmente peltica em ambiente marinho profundo (abaixo do nvel de

onda), tido como produto da transgresso marinha global ocorrida aps o final da glaciao

permocarbonfera (Visser, 1993). Representa situao de bacia faminta, com altas taxas de

subsidncia e baixo aporte sedimentar (Allen et al. 1986, Jordan, 1995), e deposio

siliciclstica restrita s reas proximais da bacia (Lpez-Gamundi & Rossello, 1998). Os


33

registros desse estgio so mais espessos na frica do Sul, representados pelas formaes

Prince Albert e Whitehill. A Formao Piedra Azul a correspondente na Argentina

No estgio sucedneo, overfilled, o aporte sedimentar ultrapassa a taxa de gerao

de espao resultando em progradao, representada no empilhamento estratigrfico por

granocrescncia ascendente (coarsening upward). bem definido em ambas as bacias,

Karoo e Sauce Grande, com a progadao em direo ao crton, alcanando partes distais

da bacia de antepas (Lpez-Gamundi & Rossello, 1998).

O Permiano Superior marcado por importante mudana de rea fonte na

sedimentao, que passa a localizar-se ao sul, no cinturo de dobramentos (a partir da

formao Bonete na Argentina e na poro mdia do Grupo Ecca na frica), distintamente

das unidades mais antigas que tinham rea fonte ao norte, no crton (Veevers et al. 1994;

Lpez-Gamundi & Rossello, 1998). O transporte sedimentar se d no mesmo sentido do

transporte tectnico, situao comum em muitos depsitos associados a cintures de

empurres e dobramentos (Steidtmann & Schimitt, 1988). Na Argentina a Formao

Tunas, topo do Grupo Pillanhinc, registra claramente essa mudana. Os sedimentos

principalmente arenosos representam um sistema deltaco que prograda para nordeste

(Lopez-Gamundi et al. 1995). A presena de dobras sin-sedimentares e estratos de

crescimento evidncia direta de deposio sin-tectnica sobre esforos compressivos

(Cobbold, 1991; Lopez-Gamundi et al. 1995). A sedimentao diretamente sotoposta aos

sistemas delticos possui diferenas entre os registros da frica do Sul e Argentina. Na

frica do Sul ocorrem depsitos turbidticos anteriores a progradao deltaca, que esto

ausentes na coluna estratigrfica da Bacia Sauce Grande.

A inverso nas paleocorrentes acompanhada por mudana na composio dos

arenitos que se tornam mais arcoseanos e lticos, como observado na Formao Tunas da

Argentina (Lopez-Gamundi et al. 1995) e no Grupo Ecca e Beaufort da frica do Sul

(Johnson, 1991). Na Argentina Lopez-Gamundi et al. (1995) atribuem essas mudanas ao

vulcanismo e deformao com subsequente soerguimento dos terrenos do Cinturo La

Ventana.

Importantes registros de atividade magmtica so documentados ao longo da

margem sul-ocidental do Gondwana no Paleozico Superior, que incluem o vulcanismo

cido Choiyoi no oeste Argentino e intruses granticas no norte da Patagnia (Pankhurst et


34

al., 2003). Tufos intercalados aos depsitos neopalezicos so encontrados nas bacias

Sauce Grande, Karoo e Paran, relacionados ao vulcanismo Choiyoi com idade entre 280-

260Ma (Lpez-Gamundi, 2006).

A sucesso sedimentar continental trissica-jurssica presente no topo da Bacia

Karoo, sem contraparte na Bacia Sauce Grande, apresenta granodecrescncia ascendente

(fining-upward), evidncias de soerguimento na rea fonte, mudana de paleogeografia e

vulcanismo compatvel com o Basalto Karoo (Turner, 1999). Essas evidncias marcam uma

nova etapa de sedimentao por subsidncia mecnica relacionada distenso precursora

fragmentao do Gondwana-Pangea, diferindo da deposio anterior regida por subsidncia

flexural em bacia de foreland (Turner, 1999).

Na Amrica do Sul ocorrem bacias trissicas associadas a tectnica distensional

(Zerfass et al. 2004): no sul do Brasil a Formao Santa Maria, no oeste argentino bacias

Ischigualasto e Cuyo, El Tranquilo no sul da Patagnia e bacias menores no norte da

Patagnia e norte do Chile.

3.2.2 Deformao

Na frica do Sul a deformao permotrissica est registrada no Cinturo do

Cabo, e envolve a deformao do embasamento pr-cambriano, de granitos do Paleozico

Inferior e rochas sedimentares de margem continental do Ordoviciano e Carbonfero do

Supergrupo Cabo, alm de deformar e definir a margem sul da Bacia Karoo, Carbonfero-

Trissico (Johnston, 2000).

O cinturo de dobramentos pode ser dividido em dois domnios tectnicos: oeste e

sul (de Beer, 1995; Johnston, 2000). Esses domnios so separados pela Sintaxe do Cabo,

na qual ocorrem mudanas na direo estrutural, no estilo e intensidade de deformao. No

domnio oeste as rochas so deformadas de maneira mais suave, com orientao estrutural

de falhas e dobras de noroeste para norte (de Beer, 1992). Componente de deslocamento

paralelo direo do acamamento evidenciado pela presena de lineaes de estiramento

e slickensides (Ransome and de Wit, 1992). O padro de dobramentos, falhas e lineaes

compatvel com deformao por transcorrncia dextral (Cobbold et al., 1992).


35

O domnio sul configura a maior parte do cinturo se extendendo por mais de

600km a partir da Sintaxe do Cabo at a costa leste da frica do Sul. Caracteriza-se por

estruturas de direo leste-oeste com vergncias para norte, incluindo empurres, dobras

recumbentes e nappes (Johnston, 2000). A deformao essencialmente compressiva, com

encurtamento estimado em cerca de 120km (Hlbich, 1992).

A Sintaxe do Cabo possui estruturao nordeste e separa os domnios oeste e sul.

De Beer (1995) considera essa regio como de interseco entre os dois domnios

estruturais, o que resulta em padres de interferncia complexos, e a interpreta, baseado em

modelos de caixa de areia, como produto de encurtamento simultneo, com magnitudes

diferentes, em duas direes (oeste e sul). Johnston (2000) defende outra origem para a

sintaxe, relacionando-a gerao de oroclnio sob ao de tectnica transcorrente.

Outra compartimentao estrutural proposta por Paton et al. (2006). O autor

divide o cinturo em dois domnios com deformaes diferentes: Norte e Sul. A tectnica

de cada domnio associada respectivamente aos tipos thin-skinned e thick-skinned. Nesse

trabalho tambm discute-se o importante papel desempenhado pelas estruturas

preexistentes (estruturas do embasamento e falhas geradoras da bacia do Supergrupo Cabo)

na deformao compressiva do Permotrissico e na posterior distenso mesozica

relacionada fragmentao do Gondwana-Pangea.

Seguindo a compartimentao de Paton et al. (2006), o domnio norte constitudo

pelo baixo relevo associado Bacia Karoo com os depsitos permo-carbonferos de tilitos e

turbidtos deformados. Possui diferentes estilos de dobras, algumas com vergncia para

norte, sendo que a intensidade da deformao decresce tambm para norte. Empurres

subordinados, para norte, de baixo ngulo, tambm ocorrem, sendo que o embasamento no

est envolvido nos deslocamentos produzidos pelas falhas.

A regio de topografia acidentada, com elevaes acima de 1500m, formada pelas

camadas do Supergrupo Cabo deformadas, constitui o denominado domnio sul. As dobras

possuem padres mais complexos, apresentam vergncia marcante para norte e as falhas de

empurro so mais freqentes, apresentando ngulos com maiores mergulhos em relao ao

domnio norte, e o embasamento est envolvido no deslocamento gerado por essas

estruturas, aflorando em ncleos de charneira de grandes anticlinais.


36

O metamorfismo regional no Cinturo do Cabo muda gradualmente das unidades

no metamorfisadas da bacia de antepas ao norte, e rumando para sul passa por

anquimetamorfismo at fcies xisto verde na linha de costa atual da frica do Sul (Hlbich,

1992). A datao de minerais metamrficos desenvolvidos nas clivagens tectnicas do

cinturo permitiu a identificao de quatro episdios principais de deformao em 278,

258, 247 e 230 Ma (Hlbich, 1983, apud Hlbich, 1992).

Na Argentina os registros a deformao permotrissica compe um cinturo

dobrado que forma as Serra La Ventana, de pequena expresso geogrfica, com 150 km de

comprimento e 50 km de largura, alinhado na direo NW-SE.

Anlise de indicadores cinemticos em estruturas tectnicas permitiu a Cobbold et

al. (1986) reconhecerem dois elementos estruturais principais: empurres com topo para

NE e zonas de cisalhamento dextral de direo N-S. Posteriormente Cobbold et al. (1991)

definem trs domnios estruturais com diferentes estilos tectnicos, interpretados como

produtos de partio de deformao num mesmo regime transpressivo com deslocamento

dextral. Esses domnios foram nomeados Arco Noroeste, Cinturo Central e Bacia Sudeste.

No Arco Noroeste a maioria das formaes mostram espessura mxima aflorante

em sua parte central. estruturado por dobras em chevron, impressas principalmente em

quartzitos bem estratificados, com vergncia para NE. A ocorrncia de flancos inversos

aumenta para NE e a amplitude das dobras e a intensidade da deformao decrescem

progressivamente para NW. Clivagens paralelas estruturao do arco e lineaes de

estiramento perpendiculares ocorrem associadas. No h evidncias de movimentao

transcorrente significativa ao longo da direo do arco.

O Cinturo Central possui direo aproximada N-S. a nica rea em que aflora o

contato do embasamento grantico com a cobertura paleozica. A deformao definida

por uma combinao de empurro de baixo ngulo com com transporte tectnico para

norte, e transcorrncia de alto ngulo dextral. O e

diques clásticos da formação corumbatai, bacia do paraná, no contexto da tectônica...

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