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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS
ANÁLISE GRAVIMÉTRICA E MAGNETOMÉTRICA DA
REGIÃO SUL DA PROVÍNCIA COSTEIRA DO RIO
GRANDE DO SUL, SETOR SUDOESTE DA BACIA DE
PELOTAS
MARIA LUIZA CORREA DA CAMARA ROSA
ORIENTADOR – Prof. Dr. Luiz José Tomazelli
CO-ORIENTADOR – Prof. Dr. Antonio Flávio Uberti Costa
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Farid Chemale Jr. – Instituto de Geociências, Universidade Federal do
Rio Grande do Sul
Prof. Dr. Sérgio Rebello Dillenburg – Instituto de Geociências, Universidade
Federal do Rio Grande do Sul
Prof. Dr. Francisco José Fonseca Ferreira – Departamento de Geologia,
Universidade Federal do Paraná
Dissertação de Mestrado apresentada
como requisito parcial para a obtenção
do Título de Mestre em Geociências.
Porto Alegre – 2009
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Livros Grátis
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Milhares de livros grátis para download.
Rosa, Maria Luiza Correa da Camara
Análise gravimétrica e magnetométrica da Região Sul da
Província Costeira do Rio Grande do Sul, setor sudoeste da Bacia
de Pelotas. / Maria Luiza Correa da Camara Rosa. - Porto Alegre :
IGEO/UFRGS, 2009.
[79 f.] il.
Dissertação (Mestrado). - Universidade Federal do Rio Grande
do Sul. Instituto de Geociências. Programa de Pós-Graduação em
Geociências. Porto Alegre, RS - BR, 2009.
1. Herança Geológica. 2. Gravimetria. 3. Magnetometria.4.
Planície Costeira do Rio Grande do Sul. I. Título.
_____________________________
Catalogação na Publicação
Biblioteca Geociências - UFRGS
Renata Cristina Grun CRB 10/1113
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A verdadeira viagem do descobrimento
não consiste em procurar novas paisagens
mas sim em ver com novos olhos
(Marcel Proust)
AGRADECIMENTOS
Este trabalho foi realizado com o apoio de diversas pessoas e instituições,
sem o qual sua concretização não seria possível. Assim, agradeço a Universidade
Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e ao Programa de Pós-Graduação em
Geociências na pessoa do Prof. Dr. Léo Afraneo Hartmann. Ao Sec. Roberto Martins
Pereira agradeço o apoio sempre proporcionado.
Ao Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica e aos
departamentos de Geodésia e Geologia do Instituto de Geociências da UFRGS, pela
infra-estrutura e equipamentos disponibilizados.
À Agência Nacional do Petróleo e ao Programa de Recursos Humanos
pela bolsa de Mestrado e taxa de bancada concedida. Ao apoio proporcionado pelo
coordenador deste programa (PRH-12) Prof. Dr. Claiton Marlon dos Santos Scherer e
pela Pesquisadora Visitante Dra. Karin Goldberg. Também externo minha gratidão aos
sempre muito eficientes Carlos Feijó e Paulo Stefani.
Ao Geólogo Antonio José Lopes de Andrade Ramos, coordenador pela
Petrobras do Projeto “Implantação, desenvolvimento e preenchimento de vales incisos
na porção sul da Planície Costeira do Rio Grande do Sul”
(CECO/UFRGS/PETROBRAS), que propiciou o apoio financeiro para a aquisição dos
dados em campo.
Aos professores Dr. Pedro Luis Faggion e Dr. Sergio Florêncio de Souza
pela disponibilização do programa Anomalia para a correção dos dados gravimétricos, e
a G.R.J Cooper da Universidade de Witwatersrand, pela disponibilização dos programas
Grav2dc e Mag2dc para a realização da modelagem.
Ao professor Luiz José Tomazelli pela orientação, não só neste estudo,
mas ao longo de toda minha formação. Por ser um exemplo como pesquisador e
professor e ter propiciado todo o apoio logístico e financeiro, como coordenador pela
UFRGS do Projeto “Implantação, desenvolvimento e preenchimento de vales incisos na
porção sul da Planície Costeira do Rio Grande do Sul”.
Ao professor Antonio Flávio Uberti Costa pela co-orientação, por ter
apoiado o desafio do desenvolvimento de um estudo baseado em métodos geofísicos.
Pelo exemplo como profissional e por ter me contagiado com sua paixão pela Geofísica.
Ao professor Ricardo N. Ayup Zouain pela amizade e por ter
possibilitado minha dedicação à Geologia.
Ao professor Sérgio R. Dillenburg pelo convívio, pelas conversas, pelo
entusiasmo e pelas revisões de meus abstracts.
Aos professores Michael Holz, Nelson Gruber, Luiz Martins, Patrick
Hesp, Vitor Abreu e Elírio Toldo pela amizade, apoio, convivência, ensinamentos e
oportunidades proporcionadas no aprendizado e na vivência da geologia e da vida
acadêmica.
Ao Gilberto Santos obrigada pela amizade, pelas conversas e
ensinamentos, pelas risadas nos momentos divertidos e pelo ombro nas horas difíceis.
As bibliotecárias Veleida Blank e Renata Grün pela revisão das
referências e pelas dicas de formatação do trabalho.
Aos meus pais, irmãos, avós, tios, primos e a todos que hoje fazem parte
da minha família pelos valores ensinados, que são os alicerces da minha formação.
Obrigada por me apoiar, incentivar e confiar nas minhas escolhas.
A Roberta Gewehr, Lílian Ayres, Cristina Bertoni, Graziela Mioti, Alan
Bischoff, Daniela Jatahy e Natália Bombardi Lucas pela amizade e por compreenderem
meus “nãos”.
A todos os colegas da UFRGS, em especial a Franciele Fracalossi,
Anderson Biancini da Silva, Carolina Aquino, José Eduardo Becker, Rafael Stevaux,
Felipe Caron, Leonardo Lima, Loren Martins, Priscila Schmitt, Jorge Costa e Luciana
Dorneles, companheiros de campo, aulas, conversas e festas valeu pela parceria!
Por fim, agradeço ao companheiro quase inseparável pela amizade,
parceria, compreensão, confiança, discussões, ensinamentos, sugestões e revisões.
Eduardo G. Barboza, obrigada por me mostrar, compartilhar e iluminar esse caminho.
RESUMO
A composição do embasamento e as principais estruturas presentes na porção sudoeste,
emersa, da Bacia de Pelotas foram investigadas através dos métodos geofísicos
potenciais de gravimetria e magnetometria. A área de estudo, situada na porção sul da
Planície Costeira do Rio Grande do Sul, é formada por fácies sedimentares quaternárias
pertencentes a sistemas deposicionais do tipo laguna-barreira e leques aluviais. Na
região conhecida como Banhado do Taim, as barreiras pleistocênicas encontram-se
segmentadas. Essa segmentação foi caracterizada, em trabalhos anteriores, como sendo
resultado da ocorrência, no local, de um paleovale inciso. Por este motivo, essa área foi
selecionada como alvo para um melhor detalhamento. A aquisição dos dados foi
realizada em duas escalas, uma de reconhecimento regional, com estações a cada 5 km,
e um detalhamento na região do Banhado do Taim, com estações a cada 1 km. Os dados
foram processados e interpretados em um sistema de informações geográficas. No
contexto regional foram identificadas três grandes anomalias gravimétricas e
magnéticas (Lagoa Mirim, Rio Grande e Lineamento Jaguarão). Essas anomalias
representam feições do embasamento geradas e/ou reativadas no rifteamento que deu
origem à Bacia de Pelotas. Além disso, foram verificadas variações litológicas e a
presença de um magmatismo (mesozóico) significante, confirmando a caracterização da
Bacia de Pelotas como uma margem vulcânica. Na área de detalhe, foi constatada uma
anomalia gravimétrica negativa (Anomalia Taim) na mesma posição do paleovale
inciso, junto a qual ocorrem eixos de anomalias magnéticas. Esses eixos foram
interpretados como fraturas preenchidas por intrusões de rochas básicas. Entre essas
fraturas ocorre uma depressão no relevo do embasamento, a qual se estende para leste e
para norte da área alvo. A partir desta constatação, propõe-se a existência de um
controle da herança geológica no posicionamento da segmentação existente na região do
Banhado do Taim. A constatação desse controle é uma contribuição à consideração da
herança geológica como um fator presente na evolução da Bacia de Pelotas, inclusive
condicionando a distribuição dos sistemas deposicionais mais recentes. A feição
detalhada localiza-se a oeste do Cone do Rio Grande, e pode ser considerada uma zona
de passagem de sedimentos que contribuíram na sua sedimentação. Estudos futuros que
busquem a continuidade destes condutos na plataforma continental poderiam auxiliar a
busca de reservatórios de hidrocarbonetos na Bacia de Pelotas. Dados provenientes de
outros métodos devem ser futuramente integrados para complementar e testar a hipótese
aqui proposta.
ABSTRACT
The composition and the main basement structures present in the southwestern, emerged
portion of the Pelotas Basin were investigated through the geophysical gravity and
magnetic methods. The study area, situated in the south region of Rio Grande do Sul
Coastal Plain, is formed by quaternary sedimentary facies belonging to barrier-lagoon
and alluvial fan depositional systems. In the region known as “Banhado do Taim” the
Pleistocene barriers are segmented. Previous studies have associated this segmentation
with the occurrence, in the local, of a palaeo incised valley. This area was selected for a
more detailed investigation in this study. The geophysical data were acquired in two
scales, one for regional characterization, with stations every 5 km and other, in the
Banhado do Taim area, with stations every 1 km. The data were processed and
interpreted into a geographic information system. In the regional context three gravity
and magnetic anomalies have been identified (Lagoa Mirim, Rio Grande and Jaguarão
Lineament). These anomalies represent basement features generated and/or reactivated
during the rifting that originated the Pelotas Basin. Moreover, lithologic variations and a
significant magmatism (mesozoic) were verified, confirming Pelotas Basin
characterization as a volcanic margin. In the Banhado do Taim area a negative gravity
anomaly (Taim Anomaly) was identified, in the same position of the palaeo incised
valley, next to which axles of magnetic anomalies occurs. These axles were interpreted
as fractures filled up with basic intrusions. Among these fractures there is a low in the
basement relief which extends toward east and north of the Banhado do Taim area. This
study proposes the existence of a geologic inheritance control in the palaeo incised
valley position at the Banhado do Taim area. Geologic inheritance has probably been an
important factor controlling the evolution of the Pelotas Basin, also conditioning the
distribution of the more recent depositional systems. The palaeo incised valley area is
situated at the west of Rio Grande Cone, a huge geologic feature of Pelotas Basin, and
can be considered as a zone of sediment transference that has contributed to the cone
sedimentation. Future studies, searching for the continuity of this sediment transference
zone into the continental shelf, could help hydrocarbons reservoirs exploration in
Pelotas Basin. Data from other methods must be integrated in the future to complement
and to test the hypothesis proposed in this study.
SUMÁRIO
Texto explicativo da estrutura da dissertação ............................................................. 8
1. CONSIDERAÇOES INICIAIS ................................................................................. 9
1.1. Introdução ............................................................................................................ 9
1.2. Trabalhos Anteriores ........................................................................................ 10
1.3. Contexto Geológico ............................................................................................ 25
1.3.1. Escudo Uruguaio-Sul-Rio-Grandense ...................................................... 26
1.3.2. Bacia do Paraná .......................................................................................... 30
1.3.3. Bacia de Pelotas .......................................................................................... 32
1.4. Materiais e Métodos .......................................................................................... 35
1.5. Referências ......................................................................................................... 38
2. CORPO PRINCIPAL – ARTIGO SUBMETIDO ................................................. 45
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................... 75
ANEXO 1 – Carta de submissão do artigo ................................................................. 76
ANEXO 2 – Resumos publicados no 44º Congresso Brasileiro de Geologia ........... 77
ANEXO 3 – Trabalho apresentado na Reunião Anual de Avaliação do Programa
de Recursos Humanos da ANP .................................................................................... 78
8
Texto explicativo da estrutura da dissertação
A presente Dissertação está dividida em três capítulos principais e uma
seção de anexos.
O Capítulo 1, onde constam as Considerações Iniciais, possui cinco
subdivisões: Introdução, Trabalhos Anteriores, Contexto Geológico, Materiais e
Métodos e Referências. Na Introdução encontra-se a contextualização do problema com
as premissas e objetivos do trabalho, além da localização da área de estudo. Nos
Trabalhos Anteriores, são apresentados os principais estudos que embasaram e serviram
de subsídio às interpretações realizadas. No Contexto Geológico foram descritas as
principais características da geologia do Escudo Uruguaio-Sul-Rio-Grandense, da Bacia
do Paraná e da Bacia de Pelotas, com os aspectos não abordados em Trabalhos
Anteriores. Os Materiais e Métodos contêm uma breve descrição das técnicas
empregadas (gravimetria, magnetometria e posicionamento por DGPS). Nas
Referências encontram-se os trabalhos citados no texto do primeiro capítulo.
O Capítulo 2 compõe o Corpo Principal da Dissertação, com a versão
integral do artigo submetido à Revista Brasileira de Geofísica.
No Capítulo 3 estão as Considerações Finais, com os principais
resultados e conclusões obtidas no presente estudo.
Nos Anexos encontram-se a carta confirmando o recebimento do artigo
submetido e resumos publicados em eventos, relacionados ao trabalho desenvolvido
durante o período do Mestrado.
9
1. CONSIDERAÇOES INICIAIS
1.1. Introdução
A evolução de uma bacia sedimentar está intrinsecamente ligada com a
atuação de processos tectônicos. Esses processos controlam as características estruturais
que, por sua vez, condicionam muitos dos processos sedimentares. Dessa forma, o
reconhecimento da compartimentação estrutural é extremamente importante no
entendimento da evolução de bacias sedimentares.
A Bacia de Pelotas está situada no extremo sul da Margem Continental
Brasileira. Essa bacia possui uma área de aproximadamente 210.000 km
2
, estando
limitada a norte, pelo Alto de Florianópolis, com a Bacia de Santos (Gamboa &
Rabinowitz, 1981). Seu limite sul situa-se no Alto de Polônio, em território uruguaio,
que a separa da Bacia de Punta del Este (Urien & Martins, 1978). A Bacia de Pelotas
possui sua gênese ligada aos movimentos tectônicos que culminaram com a abertura do
Oceano Atlântico Sul (Asmus & Porto, 1972). Seu substrato é constituído por rochas da
Bacia do Paraná e dos escudos Uruguaio-Sul-Rio-Grandense e Catarinense.
A Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS) representa a seção
superior meridional, emersa, da Bacia de Pelotas e corresponde a depósitos
sedimentares formados desde o Plioceno até o Recente (Villwock & Tomazelli, 1995).
A evolução dos sistemas deposicionais que afloram na PCRS, reflete os processos da
dinâmica global e da dinâmica costeira. O principal fator relativo à dinâmica global,
considerado na evolução desses sistemas é a variação glácio-eustática (Villwock &
Tomazelli, 1995). Uma variável ainda pouco conhecida é a herança geológica (Asmus
& Paim, 1986; Fonseca, 2006). Zonas de fraqueza, posicionadas junto a estruturas pré-
existentes, bem como a topografia do embasamento da bacia, podem influenciar na
disposição e na organização dos sistemas deposicionais. O posicionamento de vales
incisos e cânions, por exemplo, muitas vezes é condicionado pela presença de
estruturas, como falhas e fraturas. A identificação e o entendimento da evolução dessas
10
feições ao longo do tempo geológico são de vital importância para o mapeamento de
condutos de alimentação para a bacia e, por conseguinte, na predição de possíveis
reservatórios de hidrocarbonetos.
O presente estudo visa contribuir com o conhecimento acerca da
estruturação e composição do embasamento da Bacia de Pelotas na região sul da
Província Costeira do Rio Grande do Sul (Villwock, 1984), aproximadamente entre as
latitudes 31º45’ e 34º S e as longitudes 52º e 53º30’ W (Fig. 1). Através da
caracterização do embasamento investigou-se um possível controle estrutural nos
depósitos sedimentares da PCRS.
1.2. Trabalhos Anteriores
Na elaboração dessa Dissertação, a pesquisa de trabalhos relacionados
com a evolução geológica da Bacia de Pelotas foi fundamental para o conhecimento de
suas principais características. Esse conhecimento auxiliou nas interpretações dos
resultados obtidos na área de estudo.
Uma atenção especial refere-se aos trabalhos com a aplicação de métodos
geofísicos, os quais definiram as principais estruturas presentes na Bacia de Pelotas.
Além disso, considerou-se essencial a pesquisa das características composicionais e
estruturais do embasamento que aflora nas adjacências da área de estudo. Devido à
finalidade de associar as estruturas presentes no embasamento com feições da Planície
Costeira do Rio Grande do Sul, o conhecimento acerca da evolução dessa planície foi
outro requisito na realização deste trabalho. Dessa forma, a revisão apresentada destaca
os principais trabalhos que auxiliaram o presente estudo.
Ao contrario de outras bacias da Margem Continental Brasileira, a Bacia
de Pelotas não é produtora de hidrocarbonetos. Por este motivo, o entendimento acerca
de sua evolução baseia-se, principalmente, em dados de reconhecimento regional.
Quanto à estruturação, diversas feições perpendiculares a atual linha de
costa foram identificadas na Bacia de Pelotas (Fig. 2). Entre elas, a Plataforma de
Florianópolis que representa o seu limite norte e coincide com o Alto de São Paulo e
com a Zona de Fratura de Rio Grande (Gamboa & Rabinowitz, 1981). Outra feição que
se destaca é o Lineamento Porto Alegre (Zona de Fratura de Porto Alegre de Alves,
1981), caracterizada por altos no embasamento com orientação E-W limitada pelas
latitudes 30º e 31º S.
11
Figura 1. Mapa de localização da área de estudo, com os principais acessos e Municípios presentes na
região (base cartográfica do IBGE e batimetria do BEDEP/ANP. Datum horizontal WGS84.
Coordenadas UTM zona 22S).
12
Na porção norte da bacia, está presente o Arco de Torres (Alves, 1977),
também formado por altos do embasamento, onde as rochas da Bacia do Paraná
encontram-se sotopostas ao pacote mesozóico da Bacia de Pelotas (Dias et al., 1994). A
Sinclinal de Torres aparentemente representa a continuidade no continente do Arco de
Torres (Alves, 1977).
Próximo ao limite sul da bacia, junto à fronteira com o Uruguai, está
presente o Lineamento Chuí (Zona de Fratura do Chuí - Alves, 1981). Essa feição
coincide com anomalias gravimétricas de ar livre (free-air) negativas identificadas por
Leite & Ussami (2006). O Lineamento Chuí possui orientação E-W e foi sugerido como
o possível limite sul da Bacia de Pelotas (Alves, 1981). Porém, este lineamento não
constituiu um limite deposicional (Corrêa, 2004). Dessa forma, a fronteira sul da bacia é
o Alto de Polônio, onde o embasamento aproxima-se da costa já em território uruguaio,
separando a Bacia de Pelotas da Bacia de Punta del Este (Urien & Martins, 1978).
A principal estrutura paralela a atual linha de costa da bacia é a Zona de
Falha do Rio Grande (Fig. 2). Através de estudos geofísicos, Miranda (1970)
caracterizou esta zona como uma falha normal de grande rejeito que marcaria o limite
oeste de uma bacia pré-terciária.
Na margem continental da Bacia de Pelotas, está presente uma
importante feição deposicional denominada Cone do Rio Grande, um prisma sedimentar
com mais de 10.000 m de espessura que abrange o talude e a plataforma continental
(Martins et al., 1972). O Cone do Rio Grande é uma feição de importância estratégica e
econômica devido à ocorrência de um grande volume de hidratos de gás (Ayup-Zouain
et al., 2006). Além disto, devido a sua estruturação, o Cone do Rio Grande pode ser
considerado um alvo exploratório na busca de possíveis reservatórios de
hidrocarbonetos.
Silveira & Machado (2004) dividiram a Bacia de Pelotas em duas sub-
bacias limitadas pelo Terraço de Rio Grande. Posteriormente, esta mesma divisão foi
realizada, com o limite estipulado junto ao Lineamento de Porto Alegre (Bueno et al.,
2007).
Na Figura 2 podem ser observadas as principais feições estruturais
presentes na Bacia de Pelotas.
13
Figura 2. Mapa composto com as principais feições estruturais identificadas na Bacia de Pelotas
(compilado a partir dos trabalhos de Miranda, 1970; Urien & Martins, 1978; Alves, 1977;
Alves, 1981; Gamboa & Rabinowitz, 1981; Dias et al., 1994; Fontana, 1996 e CPRM,
2008).
14
Com base em imagens de satélite e levantamentos de campo, foi
identificado na porção emersa da Bacia de Pelotas, um lineamento com orientação NE-
SW (Saadi, 1993). Esse lineamento estende-se do nordeste da Lagoa dos Patos ao centro
da Lagoa Mirim e foi denominado Lineamento Pelotas (BR-41). A partir do trabalho
realizado por Saadi (1993) sobre a neotectônica na Plataforma Sul Americana, foi
gerado um mapa (Saadi et al., 2002) de falhas e lineamentos quaternários do Brasil (Fig.
3). Nesse mapa, o lineamento BR-41 é interpretado como uma falha, com componentes
transcorrente e normal, que possui algum tipo de atividade durante o Quaternário.
Figura 3. Porção sul do mapa de falhas e lineamentos quaternários do Brasil (Saadi et al., 2002),
destacando o posicionamento do Lineamento Pelotas (BR-41). A porção nordeste do
lineamento foi interpretada como uma falha normal passando a transcorrente próximo ao
centro da Lagoa dos Patos. A sudoeste, junto a área deste estudo, a falha é do tipo normal.
Uma particularidade da Bacia de Pelotas, quando comparada às outras
bacias da margem brasileira, refere-se ao seu importante preenchimento magmático.
15
Essa particularidade caracterizou a bacia como um exemplo de margem vulcânica
(Talwani & Abreu, 2000 apud Bueno et al., 2007).
Associada a este magmatismo, uma feição amplamente identificada em
seções sísmicas da bacia são os seaward dipping reflectors (Fontana, 1996; Abreu,
1998). Essas feições são interpretadas como cunhas basálticas geradas pelo
fraturamento da crosta oceânica (Fig. 4).
Figura 4. Perfil obtido a partir de sísmica de reflexão, localizado na porção norte da Bacia de Pelotas.
Verifica-se a ocorrência de refletores mergulhantes (seaward-dipping-reflectors)
interpretados como cunhas de rochas vulcânicas basálticas falhadas. O poço RSS-3 perfurou
800 m dessas rochas que encontram-se logo abaixo de conglomerados da Fase Rift
(modificado de Fontana, 1996).
Com relação a estudos geofísicos, Celmins (1957) e Ghignone (1960)
realizaram as primeiras interpretações baseadas em métodos potenciais na Bacia de
Pelotas.
Kowsmann et al. (1977) realizaram uma interpretação de perfis sísmicos
de refração e sugeriram que o contato entre a crosta continental e a crosta oceânica
estaria posicionado junto a Zona de Falha de Rio Grande. Em 1979, Rabinowitz & La
Brecque interpretaram este contato, através de magnetometria e gravimetria,
denominando o mesmo de anomalia G. Posteriormente, este contato foi reinterpretado
por Fontana (1996) (Figs. 5 e 6), que sugere a sua posição junto às anomalias
magnéticas M0 e M3 de Rabinowitz & La Brecque (1979).
16
Figura 5. Contato entre a crosta continental e a crosta oceânica interpretado por Fontana (1996), e a
posição das anomalias magnéticas de Rabinowitz & La Brecque (1979).
Figura 6. Perfil esquemático da Bacia de Pelotas com orientação dip, ilustrando a posição de anomalias
magnéticas que definem o contato entre a crosta oceânica e continental (Fontana, 1996).
17
Através de dados de magnetometria (PRAKLA, 1969) diversos
lineamentos foram identificados na porção submersa da Bacia de Pelotas, dos quais três
encontram-se a leste da área do presente estudo (Fig. 7). No mapa obtido com estes
dados, estruturas de grande relevo e com embasamento magnético em profundidades até
8.000 m foram observadas (PRAKLA, 1969 apud Miranda, 1970).
Figura 7. Mapa do embasamento magnético com as feições interpretadas pela PRAKLA (1969) apud
Miranda (1970). Verificam-se três lineamentos a leste da área do presente estudo.
Uma correlação entre a Zona de Fratura de Rio Grande, o Alto do Rio
Grande, o Alto de Florianópolis, as manifestações alcalinas de Lages e Anitápolis, e a
mudança no curso dos rios Paraná e Uruguai foi realizada por Gamboa & Rabinowitz
(1981) (Fig. 8). Esta correlação teve como base o estudo de anomalias magnéticas, e
sugeriu a existência de um controle estrutural junto às feições correlacionadas.
18
Figura 8. Mapa da margem continental sudeste brasileira. O Alto de São Paulo, a Plataforma de
Florianópolis, a ocorrência de rochas alcalinas em Santa Catarina e os rios Uruguai e Paraná
possuem um alinhamento controlado pela Zona de Fratura de Rio Grande (Gamboa &
Rabinowitz, 1981 apud Fontana, 1996).
Um estudo baseado na interpretação de seções sísmicas da Bacia de
Pelotas e do Alto de Florianópolis foi realizado por Fontana (1996). Essas seções foram
associadas com dados de quatro sondagens e dados magnéticos e gravimétricos. Através
desta integração, foram calculadas a profundidade do embasamento, a carga sedimentar,
a subsidência tectônica e o grau de estiramento litosférico.
Dados de gravimetria marinha e altimetria por satélite no Atlântico Sul
foram integrados por Leite (1999). Nesse estudo foi observada uma resposta das
principais feições estruturais da bacia, tais como a porção sul do Alto de São Paulo e o
Cone do Rio Grande.
Um levantamento sistemático de dados gravimétricos foi realizado no
Uruguai, pelo Serviço Geográfico Militar do Uruguai (1973). Uma expressiva anomalia
gravimétrica positiva foi identificada junto à fronteira nordeste com o Brasil, e
denominada de Anomalia Gravimétrica Lagoa Mirim (Introcaso & Huerta, 1982;
Reitmayr, 1989).
Uma modelagem através de técnicas de inversão conjunta (Reitmayr,
2001) com a integração de dados de sondagens elétricas verticais (Infantozi et al., 1995)
e magnetometria (Reitmayr, 1989) foi realizada nesta anomalia. O resultado dessa
modelagem demonstrou uma correlação entre a gravimetria e a magnetometria em
profundidades de até 1 km. Os corpos basálticos que ocorreriam até esta profundidade
são caracterizados por baixas resistividades.
19
Porém, a espessura de 1 km não seria suficiente para explicar a anomalia
gravimétrica. Assim, foi sugerida a ocorrência de um corpo intrusivo de alta densidade,
com contraste em torno de 0,4 g/cm
3
e até 7 km de profundidade (Fig. 9).
Figura 9. Anomalia gravimétrica Lagoa Mirim modelada. Um corpo de elevada densidade com
profundidade estimada em torno de 7 km explicaria a anomalia observada. Em verde está
representada a cobertura sedimentar cenozóica (Reitmayr, 2001).
20
Esse corpo pode estar associado com processos de ascensão do manto e
deve ter sido responsável por deformações na crosta devido ao excesso de massa
(Rossello et al., 2007).
Conforme Reitmayr (2001) uma das poucas anomalias comparáveis a
esta no mundo, ocorre em Trompsburg, na África do Sul. Perfurações na área revelaram
um corpo formado por gabros e anortositos, semelhantes aos do complexo de Bushveld,
despertando a atenção para a possível importância econômica desta anomalia.
No Uruguai, o segmento formado pelas bacias Santa Lucia e Lagoa
Mirim compõe o lineamento Santa Lucia-Aiguá-Mirim. Estudos realizados nesse
lineamento (Rossello et al., 1999; Rossello et al., 2007; Veroslavsky et al., 2007),
sugerem que essa feição representaria um rifte abortado durante a abertura do Oceano
Atlântico Sul (Fig. 10).
Figura 10. Interpretação do lineamento formado pelas bacias Santa Lucia e Laguna Mirim, no Uruguai,
como um rifte abortado (Rossello et al., 2007).
21
Veroslavsky et al. (2007) interpretam a presença de um relicto de uma
proto dorsal meso-oceânica de idade juro-cretácica nesta região. Essa interpretação
baseia-se na análise geoquímica de testemunhos de uma sondagem, perfurada na região
de Puerto Gómez, no Uruguai. Nessa análise foi verificada a presença de traquibasaltos
do tipo MORB abaixo de 650 m de profundidade (Gómez & Masquelín, 1996).
Segundo Rosselo et al. (1999), fenômenos de reativação tectônica junto
ao Lineamento Santa Lucia-Aiguá-Mirim, são reconhecidos durante o Cenozóico. Essa
reativação ocorre em estruturas distensivas conforme padrões de deformação da
América do Sul (Cobbold et al., 1996 apud Rossello et al., 1999).
Através da interpretação de dados aeromagnéticos da porção sudeste do
Escudo Sul-Rio-Grandense, obtidos no Projeto Extremo Sudeste do Brasil, Costa &
Ramgrab (1989) identificaram uma série de anomalias com orientação E-W. Essas
anomalias estariam associadas a um sistema de fraturas profundas implementadas e/ou
reativadas no evento Tectono-Magmático Sul-Atlantiano, que deu origem a Bacia de
Pelotas. As anomalias identificadas foram designadas como uma feição estrutural,
denominada Lineamento Jaguarão (Fig. 11).
Os autores associaram estas anomalias com os derrames vulcânicos de
natureza intermediária a ácida, de idade Mesozóica, que afloram próximo ao Município
de Jaguarão (Vieira Jr. & Roisenberg, 1985 apud Costa & Ramgrab, 1989).
A continuidade para leste dos lineamentos identificados foi inferida por
Costa & Ramgrab (1989) através da comparação com um perfil gravimétrico realizado
por Hales (1973). Esse perfil possui orientação SW-NE e indica a presença de duas
grandes anomalias positivas, denominadas de Anomalia Chuí (correspondente a
Anomalia Lagoa Mirim no Brasil) e Anomalia Mirim.
Como verificado anteriormente, através de dados magnéticos na porção
submersa da Bacia de Pelotas, foram identificados lineamentos com orientação
aproximadamente E-W (PRAKLA, 1969 apud Miranda, 1970). Essas feições poderiam
representar a continuidade do Lineamento Jaguarão.
A Anomalia Mirim de Hales (1973) corresponde ao perfil B-B’ (Fig. 11),
e é caracterizada por um alto gravimétrico em continuidade ao Lineamento Jaguarão.
Hales (1973) associou esta anomalia a derrames basálticos, os quais teriam sido
cobertos pelos sedimentos da Bacia de Pelotas. Costa & Ramgrab (1989) reinterpretam
esta anomalia inserindo um conduto (fratura preenchida) para os derrames.
22
Figura 11. Mapa aeromagnético residual da porção sudeste do Escudo Sul-Rio-Grandense. Observa-se
uma série de anomalias E-W interpretadas no perfil A-A’ como fraturas preenchidas por
diques básicos (Costa & Ramgrab, 1989).
Com relação à geologia costeira, estudos anteriores desenvolvidos na
região incluem os trabalhos de Delaney (1965), Soliani Jr. (1973), Gomes et al. (1987),
Horn Filho et al. (1988), Buchmann (1997), Buchmann et al. (1997),
CPRM/UFRGS/CECO (2000), Ayup-Zouain et al. (2000), Ayup-Zouain et al. (2003),
Guimarães (2004), Barboza et al. (2005), Rosa et al. (2005), Lima & Buchmann (2005),
Ayup-Zouain et al. (2006), Rosa et al. (2007) e Tomazelli et al. (2008).
Na área de estudo, foram identificados depósitos correspondentes a
sistemas do tipo Laguna-Barreira de idade pleistocênica (II e III) e holocênica (IV)
(Villwock et al., 1986). Na região oeste, junto ao embasamento, é reconhecido também
um sistema de leques aluviais (Villwock & Tomazelli, 1995).
23
Na região do Banhado do Taim, as barreiras pleistocênicas encontram-se
segmentadas. Essa segmentação foi atribuída por Villwock & Tomazelli (1995) e por
Tomazelli et al. (2008) à presença de um paleovale inciso (Fig. 12).
Figura 12. Modelo evolutivo proposto por Tomazelli et al. (2008) no qual se verifica a ocorrência de
uma segmentação nas barreiras pleistocênicas junto à área do Banhado do Taim. Nessa
região paleocanais estariam presentes durante último evento regressivo (Fase B).
24
O último ciclo regressivo-transgressivo teve inicio durante a regressão
pleistocênica, que atingiu seu máximo em torno de 17,5 a 18 ka atrás (Corrêa, 1995).
Nesse evento canais fluviais estariam presentes na região do Banhado do Taim, que se
comportaria como um vale inciso (Tomazelli et al., 2008).
Entre 7,7 e 6,9 ka atrás o nível do mar ultrapassou o nível atual (Martin et
al., 2003; Angulo et al., 2006), atingindo seu máximo entre 7 e 5 ka (Angulo et al.,
2006). Com esta elevação os canais teriam sido preenchidos e a região se comportaria
como um estuário (Barboza et al., 2007; Tomazelli et al., 2008). Posteriormente, a
conexão entre as lagoas Mirim e Mangueira com o Oceano Atlântico foi fechada pela
progradação de cordões litorâneos regressivos.
Através de imagens de satélite, Ayup-Zouain et al. (2003) identificaram
três terraços junto às bordas da segmentação do Banhado do Taim. Esses terraços foram
associados a condições distintas de estabilização do nível de base. Através de
modelagem tridimensional do terreno, essa mesma feição foi verificada por Rosa et al.
(2006) (Fig. 13).
Figura 13. A) Fases de estabilização definidas através da interpretação de imagens de satélite na área
da segmentação do Banhado do Taim (Ayup-Zouain et al., 2003). B) Perfil transversal com
os terraços gerados nestas fases, e que hoje são marcados por escarpas e linhas de árvores,
observadas no modelo digital de elevação do terreno SRTM/NASA (Rosa et al., 2006).
25
Buchmann (1997) propõe um modelo alternativo para a evolução desta
área. Nesse estudo, o autor interpreta que no máximo transgressivo de 7-5 ka o mar
atingiria a atual margem oeste da Lagoa Mangueira. Nesse modelo, um pontal arenoso
teria crescido de norte para sul, a partir do extremo norte do Banhado do Taim. O
crescimento desse pontal teria gerado um canal paralelo à costa, cuja desembocadura
estaria localizada na porção sul da Lagoa Mangueira.
Através da observação da configuração e da natureza da barreira
holocênica em diferentes setores da costa do RS, Dillenburg et al. (2000) contrapõem
este modelo. As observações realizadas demonstraram que a região a sul do Banhado do
Taim retrogradou nos últimos 7-5 ka. Uma datação em sedimentos lagunares que
afloram na linha de praia atual, na região do Balneário do Hermenegildo, indicou uma
idade de 4.330±60 ka (Tomazelli et al., 1998). Portanto, no máximo transgressivo de 7-
5 ka a barreira estaria em posição ainda mais distal, no sentido do depocentro da bacia, e
o oceano não atingiria a atual margem oeste da Lagoa Mangueira.
A modelagem batimétrica e altimétrica da região, realizada por Rosa et
al. (2007) permitiu identificar que o fundo da Lagoa Mangueira encontra-se a
aproximadamente 3 m acima do fundo da Lagoa Mirim, e acima do nível do mar.
Segundo Lima & Buchmann (2005), o fundo da Lagoa Mangueira estaria a até 2,2 m
acima do nível do mar. Essa elevação foi associada com a retrogradação dos sistemas
deposicionais presentes na área (Rosa et al., 2007). Dessa forma, a Lagoa Mangueira
estaria se deslocando em direção ao continente e sendo ancorada pelos sistemas
deposicionais pleistocênicos.
Através destas considerações pode-se concluir que a área do Banhado do
Taim foi o último local da região sul da Planície Costeira do Rio Grande do Sul a
manter uma conexão com o oceano. Essa constatação fundamentou a escolha da área
para realizar um detalhamento e investigar a influência do embasamento no
posicionamento da paleoconexão identificada.
1.3. Contexto Geológico
A área de estudo situa-se no contexto geológico e geomorfológico da
Província Costeira do Rio Grande do Sul (Fig. 14). Essa província pode ser dividida em
Terras Altas e Terras Baixas. As Terras Baixas são representadas pelas porções emersas
26
(Planície Costeira do Rio Grande do Sul) e submersas da Bacia de Pelotas (Villwock,
1984).
O embasamento, correspondente às Terras Altas, aflora na região oeste
da área de estudo. Esse embasamento é constituído por rochas da Província Mantiqueira
(Almeida et al., 1981), pertencentes ao Escudo Uruguaio-Sul-Rio-Grandense, e por
rochas da Bacia do Paraná.
Figura 14. Compartimentação da Província Costeira do Rio Grande do Sul (Villwock, 1984).
1.3.1. Escudo Uruguaio-Sul-Rio-Grandense
O embasamento pertencente ao Escudo Uruguaio-Sul-Rio-Grandense
corresponde a uma faixa móvel alongada, com direção NE-SW que se desenvolveu no
Ciclo Brasiliano (Neoproterozóico a Eopaleozóico), aproximadamente entre 852 e 500
Ma (Soliani Jr., 1986; Chemale Jr. et al., 1995; Babinski et al., 1997) (Fig. 15). Essa
27
faixa compõe a unidade denominada Cinturão Dom Feliciano (Fragoso César et al.,
1982; Chemale Jr. et al., 1995), Arco Magmático I (Fernandes et al., 1995) ou Batólito
de Pelotas (Fragoso César et al., 1986; Philipp, 1998; Philipp & Machado, 2001 e
Philipp et al., 2003).
Figura 15. Mapa Geológico do Cinturão Dom Feliciano e adjacências (Philipp et al., 2000).
28
De acordo com Philipp & Machado (2001), a evolução desta unidade
envolve um evento de subducção sobre uma margem continental espessada.
Posteriormente teria ocorrido uma colisão com magmatismo de crosta continental,
passando a um estágio final de magmatismo relacionado ao relaxamento crustal.
Segundo Fernandes et al. (1995), o cinturão representa um registro
catazonal de um antigo orógeno, gerado na convergência entre os crátons Rio de la Plata
e do Kalahari, no Neoproterozóico. Durante e após a orogênese diversas associações
petrotectônicas foram formadas, que segundo Fernandes et al. (1995) podem ser
divididas em dois complexos: Complexo Granito Gnáissico Arroio dos Ratos e
Complexo Gnáissico Piratini.
As litologias geradas são rochas supracrustais metamorfisadas,
granitóides, tonalitos, granodioritos e trondhjemitos cobertos, no período pós-orogênico,
por depósitos vulcâno-sedimentares em um ambiente de foreland (Chemale Jr. et al.,
1995).
Seis suítes graníticas, além de rochas básicas e septos das encaixantes,
foram reconhecidas por Philipp (1998). As Suítes Intrusivas Pinheiro Machado (SIPM),
Erval (SIE), Viamão (SIV) e Encruzilhada do Sul (SIES) e as Suítes Graníticas
Cordilheira (SGC) e Dom Feliciano (SGDF) foram definidas a partir das relações de
contato, das relações de enclaves, dos eventos deformacionais e das variações
composicionais (Philipp, 1998 e Philipp & Machado, 2001).
Quanto ao arcabouço estrutural, três grupos principais de estruturas
tectônicas e magmáticas foram reconhecidos (Philipp, 1998). O grupo mais antigo,
desenvolvido em condições dúcteis de deformação, é caracterizado por baixos ângulos.
Os dois grupos mais novos são caracterizados por mergulhos de alto ângulo e foram
originados em condições de deformação dúctil (de idade intermediária) e rúptil (mais
jovem). Essas estruturas compõem os denominados eventos deformacionais D
1
, D
2
e D
3
(Philipp, 1998; Philipp & Machado, 2001 e Philipp et al., 2003).
A continuidade do Cinturão Dom Feliciano no Uruguai é representada
pelo Terreno Cuchilla Dionísio (Bossi et al., 1998). Essa unidade é composta por um
conjunto de associações litológicas que possuem, de forma geral, a mesma orientação
do Cinturão Dom Feliciano (Fig. 16).
29
Figura 16. Mapa geológico do nordeste do Uruguai (modificado de Bossi et al., 1998) e sudeste do
Brasil (CPRM/CECO, 2000). Verifica-se a presença de rochas vulcânicas básicas a ácidas e
a localização de testemunhos com a profundidade e a composição do embasamento. Três
datações obtidas nas rochas vulcânicas estão destacadas (Umpierre, 1966 apud Bossi et al.,
1998). No território brasileiro foi integrado o mapa geológico (CPRM/CECO, 2000),
podendo-se verificar a continuidade de algumas unidades (p.ex. Fm. Barra del Chuy) porém
com abordagens diferenciadas (litoestratigráfica x cronoestratigráfica).
30
O Terreno Cuchilla Dionísio pode ser dividido em nove grandes
unidades: Faixa Granítica (Faja Granítica), Formação Paso del Dragón, Grupo Rocha,
Formação Cerros de Aguirre, Unidades Miloníticas (Zona de Cisalhamento Sierra
Ballena e Zonas de Cavalgamento), Formações Playa Hermosa, Las Ventanas e San
Carlos, e Intrusivas Cambrianas (Formações Sierra de las Animas e Valle Chico).
De forma simplificada, verifica-se a ocorrência de granitóides
deformados, principalmente nas proximidades da Zona de Cisalhamento Sierra Ballena
e granitóides não deformados, interpretados como pós-colisionais (Bossi et al., 1998).
1.3.2. Bacia do Paraná
A Bacia do Paraná corresponde a uma bacia intracontinental que ocupa
uma área de aproximadamente 1.500.000 km
2
(Milani, 2000). No Estado do Rio Grande
do Sul, essa bacia encontra-se sobre o Escudo Sul-Rio-Grandense e sobre a Bacia do
Camaquã (Fig. 17). Em toda a sua extensão, a bacia possui rochas depositadas entre o
Neo-Ordoviciano e o Neocretáceo, com espessura máxima estimada entre 5.000 e 6.000
m (Milani, 2000).
Figura 17. Distribuição das unidades da Bacia do Paraná no Brasil (Milani, 1997, apud Ayup-Zouain et
al., 2006).
31
Á oeste da área do presente estudo são encontrados afloramentos de
rochas sedimentares e vulcânicas da Bacia do Paraná (Figs. 16 e 20). No Uruguai, as
rochas da Bacia do Paraná que ocorrem nas adjacências da área de estudo, são as
formações Três Islas, Arapey, Puerto Gómez, Mariscala, Arequita e Migues (Fig. 16).
As formações Três Islas e Migues são sedimentares, enquanto as
formações Puerto Gómez, Arapey, Mariscala e Arequita são constituídas por rochas
vulcânicas que variam de básicas a ácidas (Bossi et al., 1998; Bossi & Ferrando, 2001).
Essas formações vulcânicas tiveram origem no evento tectono-
magmático mesozóico, relacionado à abertura do Oceano Atlântico Sul (Bossi et al.,
1998). Segundo Bossi & Umpierre (1975), esse evento foi responsável pela geração de
baixos tectônicos, sendo os mais importantes os da Lagoa Mirim e de Santa Lucia. A
orientação nordeste (N70ºE) dessas duas feições define o lineamento Santa Lucia-
Aigua-Mirim (Rossello et al., 1999).
Bossi & Umpierre (1975) estimam que um volume em torno de 20.000
km
3
de rochas vulcânicas, além de múltiplas intrusões na forma de diques e sills tenham
sido gerados. Esse volume de rochas gerou desequilíbrios isostáticos que, segundo os
autores, produziu ou reativou falhas e fraturas que permaneceram ativas por muito
tempo após o final do magmatismo, algumas inclusive até recentemente.
Dentre as unidades que afloram na região adjacente à área de estudo, a
Formação Mariscala é composta dominantemente por basaltos associados à andesitos
(Bossi, 1966). Segundo Ferrando & Morales (1988), esses derrames ocorreram tanto na
periferia quanto no centro de grabens.
A Formação Arequita é caracterizada por rochas vulcânicas de natureza
ácida, principalmente riolitos (e/ou ignimbritos), além de dacitos (Lascano e Rio
Branco), rochas hipabissais e intrusivas (gabros) (Bossi, 1966). Essa unidade está
posicionada sobre a Formação Mariscala, e foi gerada nos grabens de Santa Lucia, Valle
Fuentes, Aiguá, Pirarajá e Lagoa Mirim. Datações realizadas pelo método K/Ar em
rocha total, obtiveram uma idade de 124±4 Ma para a Formação Arequita (Umpierre,
1966).
Duas sondagens indicam a profundidade das litologias encontradas no
Uruguai, nas adjacências da área deste estudo (Fig. 18).
32
Figura 18. Sondagens realizadas no Uruguai (Bossi et al., 1998), onde se destacam as profundidades
das diferentes litologias. Junto ao nome das sondagens, entre parênteses, encontra-se o
valor que as identifica no mapa geológico (Fig. 16).
1.3.3. Bacia de Pelotas
A Bacia de Pelotas se originou a partir dos movimentos tectônicos que
culminaram com a abertura do Oceano Atlântico. Uma reconstituição dos episódios
evolutivos da abertura do Oceano Atlântico Sul foi realizada por Urien et al. (1976). Os
autores definiram cinco fases principais de abertura: Pré-Jurássico Inferior, Pré-
Jurássico Superior (135 Ma), Neocomiano (125 Ma), Aptiano (110 Ma) e Cenomaniano
(95 Ma).
A carta estratigráfica proposta por Dias et al. (1994) dividiu o
preenchimento da Bacia de Pelotas em nove formações litoestratigráficas (Imbituba,
Cassino, Curumim, Ariri, Portobelo, Tramandaí, Atlântida, Cidreira e Imbé). Fontana
(1996) definiu, através de dados de poços, seções sísmicas e mapas gravimétricos e
magnetométricos um arcabouço geotectônico e sismoestratigráfico para a Bacia de
Pelotas. Foram identificadas 17 seqüências deposicionais, além de uma seqüência
pertencente ao estágio rifte.
33
A última atualização da carta estratigráfica da Bacia de Pelotas foi
realizada por Bueno et al. (2007). Nesse trabalho, foram definidas 21 seqüências
deposicionais, que compõem os estágios de rifte (Barremiano ao Aptiano), pós-rifte
(Neoaptiano) e drifte (Neoaptiano ao Neógeno). Os estágios de pré-rifte (Hauteriviano
ao Barremiano) foram incluídos na evolução da Bacia do Paraná.
A Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS), seção superior emersa
da Bacia de Pelotas, possui depósitos sedimentares que representam antigos sistemas
deposicionais costeiros (Villwock et al., 1986). Quatro sistemas deposicionais do tipo
Laguna-Barreira, que se desenvolveram nos últimos 400 ka, são reconhecidos na PCRS
(Villwock et al., 1986) (Fig. 19).
Figura 19. Perfil esquemático com os sistemas deposicionais que afloram na Planície Costeira do Rio
Grande do Sul. As idades dos sistemas do tipo Laguna-Barreira foram correlacionadas com
os picos da curva de isótopos de oxigênio de Imbrie et al. (1984) (Tomazelli & Villwock,
2000).
Esses sistemas são controlados pela dinâmica global e pela dinâmica
costeira. Segundo Villwock & Tomazelli (1995) os fatores controladores da dinâmica
global são a Tectônica de Placas, o clima e os Ciclos de Milankovitch, responsáveis
34
pelas variações do nível do mar. Os fatores da dinâmica costeira manifestam-se através
da ação das ondas, marés, correntes, ventos e pela deriva litorânea de sedimentos.
Na porção mais interna (proximal) ocorrem ainda os sistemas de leques
aluviais, os quais englobam um conjunto de fácies sedimentares associadas a processos
de transporte em encostas junto às terras altas (Villwock & Tomazelli, 1995). Esses
sistemas foram depositados desde o Plioceno, sendo muitas vezes retrabalhados pelas
variações nos níveis do mar e/ou lagunar.
Na área de estudo estão presentes os sistemas deposicionais do tipo
Laguna/Barreira II, III (pleistocênicos) e IV (holocênico), sendo o último
correspondente ao sistema atualmente ativo (Fig. 20).
Figura 20. Mapa geológico com a localização (em vermelho) da área de estudo (modificado de CPRM,
2008).
35
1.4. Materiais e Métodos
Para a caracterização do embasamento da Bacia de Pelotas na área de
estudo foram empregados os métodos geofísicos potenciais de gravimetria e
magnetometria. Como apoio, foi utilizado um sistema de posicionamento global
diferencial (DGPS). A escolha desses métodos baseou-se na provável resposta às
questões que motivaram a realização deste estudo. Além disso, questões logísticas como
a disponibilidade de equipamentos e a possibilidade de processamento e interpretação
em programas computacionais existentes na Universidade Federal do Rio Grande do
Sul, foram fundamentais nessa escolha.
Os equipamentos utilizados pertencem ao Departamento de Geodésia
(gravímetro), ao Departamento de Geologia (magnetômetro) e ao Centro de Estudos de
Geologia Costeira e Oceânica (DGPS) do Instituto de Geociências da Universidade
Federal do Rio Grande do Sul.
A gravimetria é um método geofísico que utiliza o campo gravitacional
da Terra, o qual é um tipo de campo potencial. O campo gravitacional, assim como o
campo magnético, é afetado por diversos parâmetros sendo um destes a geologia. No
caso da gravimetria, a componente geológica que produz pequenas variações nos
valores de gravidade é a densidade das rochas, associada à profundidade em que se
encontram e ao tamanho dos corpos.
Desta forma, devem-se realizar diversas reduções matemáticas para
eliminar a influência dos outros parâmetros que afetam o campo gravitacional. Como
resultado se obtém um valor que reflete apenas a influência da geologia, conhecida
como Anomalia Bouguer.
A magnetometria é um método geofísico que, assim como a gravimetria,
utiliza um campo potencial da Terra, no caso o Campo Geomagnético. O campo
geomagnético sofre pequenas variações em decorrência do caráter magnético das rochas
(susceptibilidade magnética), que podem produzir anomalias e indicar seu
posicionamento.
No posicionamento das estações gravimétricas e magnetométricas, a
precisão necessária depende da escala de trabalho. Porém, é fundamental obter os
valores mais exatos de coordenadas, já que as correções aplicadas nos dados obtidos
necessitam de tais parâmetros.
36
Com a finalidade de obter a maior precisão possível, optou-se por utilizar
um sistema de posicionamento global diferencial (DGPS - Differential Global
Positioning System). Esse sistema utiliza 24 satélites (NAVSTAR) operados pelo
Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DoD) e permite a realização de correções
diferenciais em tempo real ou por pós-processamento. Dessa forma, se obtêm
coordenadas geográficas e altitudes do terreno com precisão submétrica. O datum
horizontal empregado foi o SAD69, utilizado no programa Anomalia, que realiza as
reduções matemáticas para obtenção da Anomalia Bouguer.
As estações adquiridas no presente estudo foram obtidas junto às estradas
e acessos presentes na região em duas escalas de análise distintas. A primeira escala
possui objetivo regional e contou com uma malha de levantamento com espaçamento de
5 km. Essa escala de análise permitiu contextualizar a área como um todo e delimitar as
principais variações e as grandes estruturas existentes. A segunda escala possui maior
detalhe, com uma malha espaçada em 1 km, na região do Banhado do Taim.
Ao final do levantamento, obteve-se um total de 681 estações de
gravimetria e 641 estações de magnetometria, sendo 308 (com ambas as medidas) na
área de detalhe. Foram integradas 60 estações gravimétricas do trabalho de Costa
(1997).
Os dados de gravimetria e magnetometria corrigidos foram importados
para o programa Oasis Montaj
®
, onde foram gerados os mapas da anomalia Bouguer e
do campo magnético total nas duas escalas distintas.
Para obtenção das anomalias residuais, correspondentes a corpos
posicionados em menores profundidades, foi realizada a filtragem do campo regional.
Para tanto, foi empregada a filtragem espectral, utilizando o filtro gaussiano que é um
tipo de filtro passa/corta banda. Optou-se por essa técnica de separação regional/residual
após a obtenção de melhores resultados em testes realizados com outros tipos de filtros,
como polinomiais. A possibilidade de selecionar os comprimentos de onda a serem
separados é uma das vantagens obtida com este tipo de filtragem. Essa mesma técnica
foi utilizada por Costa (1997) na área do Escudo-Sul-Rio-Grandense, com excelentes
resultados.
Os mapas gerados foram integrados e interpretados junto a outras
informações em um Sistema de Informações Geográficas (SIG). Para a elaboração e
manipulação da base de dados como um SIG, foi utilizado o programa ArcGis
®
.
37
Neste procedimento verificou-se uma conformidade dos resultados
obtidos com outros pré-existentes nas adjacências da área de estudo. As comparações
foram realizadas com o mapa magnetométrico do campo total (DNPM/CPRM, 1978), o
mapa aeromagnético da porção sudeste do Escudo Sul-Rio-Grandense (Costa &
Ramgrab, 1989), o mapa da anomalia Bouguer do Uruguai (BGR, 2008) e mapas
gravimétricos do Escudo Sul-Rio-Grandense (Costa, 1997). Essa conformidade indica
uma boa qualidade e a confiabilidade dos resultados obtidos no presente estudo.
A modelagem quantitativa dos dados foi realizada em um perfil gerado
na área de detalhe. Com a manipulação interativa de corpos associados à geologia, uma
curva calculada é ajustada à curva do perfil, até que se obtenha o modelo com o melhor
ajuste das curvas. Os programas utilizados são distribuídos gratuitamente, e foram
desenvolvidos por G.R.J. Cooper, da Escola de Geociências da Universidade de
Witwatersrand, denominados de Grav2dc e Mag2dc.
Outros detalhes relativos aos métodos e procedimentos empregados, bem
como os resultados, estão descritos no corpo da dissertação, na forma de um artigo
científico.
38
1.5. Referências
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Basin (Brazil) and offshore Namibia (Africa). Implication for global sea-
level changes. Tese de Doutorado - Rice University, Houston, Texas. USA.
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Geociências, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do
Sul.
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e continetais, adjacentes. In: Asmus (ed). Estruturas e tectonismo da
Margem Continental Brasileira, e suas implicações nos processos
sedimentares e na avaliação do potencial de recursos minerais. Rio de
Janeiro, PETROBRAS/CENPES/DINTEP. Série REMAC 9, p.187- 269
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2. CORPO PRINCIPAL – ARTIGO SUBMETIDO
O artigo apresentado como corpo principal da presente dissertação foi
submetido à Revista Brasileira de Geofísica (RBGf). A carta comprovando a submissão
encontra-se no item de Anexos (Anexo 1).
INTEGRAÇÃO DE MÉTODOS POTENCIAIS (GRAVIMETRIA E
MAGNETOMETRIA) NA CARACTERIZAÇÃO DO EMBASAMENTO DA
REGIÃO SUDOESTE DA BACIA DE PELOTAS, SUL DO BRASIL
INTEGRATION OF POTENTIAL GRAVITY AND MAGNETIC METHODS ON BEDROCK
CHARACTERIZATION OF THE SOUTHWEST REGION OF PELOTAS BASIN, SOUTHERN
BRAZIL
Maria Luiza Correa da Camara Rosa
1,2
Luiz José Tomazelli
2,3
Antonio Flávio Uberti Costa
4
Eduardo Guimarães Barboza
2,5
1
Programa de Pós Graduação em Geociências, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio
Grande do Sul. Av. Bento Gonçalves, 9.500. CEP: 91501-970. Porto Alegre, RS, Brasil. Fone/Fax: (51)
3308-6340 - E-mail: luiza.camar[email protected].
2
Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica (CECO), Instituto de Geociências, Universidade
Federal do Rio Grande do Sul. Av. Bento Gonçalves, 9.500. CEP: 91501-970. Porto Alegre, RS, Brasil.
Fone/Fax: (51) 3308-7160.
3
Departamento de Mineralogia e Petrologia, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio
Grande do Sul. Av. Bento Gonçalves, 9.500. CEP: 91501-970. Porto Alegre, RS, Brasil. Fone/Fax: (51)
3308-6381 - E-mail: luiz.tomazelli@ufrgs.br.
4
Departamento de Geologia, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Av.
Bento Gonçalves, 9.500. CEP: 91501-970. Porto Alegre, RS, Brasil. Fone/Fax: (51) 3308-6337 - E-mail:
[email protected]m.br.
5
Departamento de Paleontologia e Estratigrafia, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio
Grande do Sul. Av. Bento Gonçalves, 9.500. CEP: 91501-970. Porto Alegre, RS, Brasil. Fone/Fax: (51)
3308-7160 - E-mail: eduardo.b[email protected].
46
RESUMO
Por meio da aplicação integrada dos métodos potenciais de gravimetria e
magnetometria, visou-se contribuir com a caracterização do arcabouço estrutural e
composicional do embasamento da Bacia de Pelotas. A área selecionada para este
estudo é a região sul da Província Costeira do Rio Grande do Sul, entre as latitudes
31º45’ e 34º S e as longitudes 52º e 53º30’ W. A interpretação integrada dos mapas
gerados através dos métodos potenciais, em um Sistema de Informações Geográficas
(SIG), permitiu verificar uma complexa estruturação e a heterogeneidade composicional
do embasamento. Essa estruturação está relacionada com a evolução do Escudo
Uruguaio-Sul-Rio-Grandense e com a abertura do Oceano Atlântico Sul. Foram
identificadas anomalias gravimétricas e magnetométricas (anomalias Lagoa Mirim e
Rio Grande e Lineamento Jaguarão) que representam feições estruturais geradas e/ou
reativadas no rifteamento que deu origem à Bacia de Pelotas. Uma anomalia
gravimétrica negativa, na região do Banhado do Taim, foi interpretada como uma calha
no embasamento da bacia. Nessa região, trabalhos anteriores identificaram uma
segmentação nos sistemas deposicionais pleistocênicos da Planície Costeira do Rio
Grande do Sul. Essa segmentação corresponde a uma zona de transferência de
sedimentos para regiões mais distais da bacia, ativa em períodos de queda do nível do
mar. A presença de uma calha no embasamento na mesma posição da segmentação
identificada indica que o registro estratigráfico da região foi condicionado pelo
embasamento da bacia. Dessa forma, sugere-se a existência de um controle da herança
geológica na área, porém seus mecanismos não puderam ser elucidados. Estudos futuros
com a aplicação de outros métodos poderão melhorar e corroborar as interpretações
realizadas.
Palavras-chave: Herança Geológica, Gravimetria, Magnetometria, Planície Costeira do
Rio Grande do Sul.
47
ABSTRACT
Through the integrated application of gravity and magnetic methods, it was intended to
contribute to structural and compositional characterization of Pelotas Basin basement.
The study area is the south region of Rio Grande do Sul Coastal Province, located
among latitudes 31º45' and 34º S and longitudes 52º and 53º30' W. The interpretation of
potential methods maps into a Geographic Information System (GIS) allowed verifying
a complex structuration and a compositional heterogeneity of the bedrock. These
structures are related to the Uruguaio-Sul-Rio-Grandense Shield evolution and with
South Atlantic Ocean opening. The gravity and magnetic anomalies identified (Lagoa
Mirim and Rio Grande anomalies and Jaguarão lineament) represent generated and/or
reactivated structural features during the rifting that originated Pelotas Basin. A
negative gravity anomaly, in Banhado do Taim region, was interpreted as a topographic
low in the basin basement. In this region, previous works identified a segmentation at
the coastal plain pleistocene depositional systems. This segmentation corresponds to
sediments transference zone for basin distal regions, which were active during sea level
falls periods. The presence of a basement low in the same position of the identified
segmentation indicates that the stratigraphic record of the region was controlled by the
basin basement. Even though its mechanisms can not be elucidated, geologic
inheritance control in the area is suggested. Future studies with the application of other
methods will be able to improve and to corroborate the suggested interpretations.
KEY WORDS: Geologic inheritance, Gravity Method, Magnetic Method, Rio Grande
do Sul Coastal Plain.
48
INTRODUÇÃO
O reconhecimento de feições estruturais que possam controlar o
preenchimento de uma bacia sedimentar possui grande importância na compreensão de
sua história evolutiva. O entendimento da compartimentação estrutural pode servir de
guia para definir as principais zonas de transferência de sedimentos, desde o
embasamento até as porções mais profundas da bacia.
A Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS) representa a seção
superior emersa da Bacia de Pelotas, correspondente a depósitos sedimentares formados
desde o Plioceno até o Recente. A interpretação da gênese e da distribuição espacial dos
sistemas deposicionais que afloram na PCRS baseia-se em fatores da dinâmica global e
da dinâmica costeira. O principal fator relativo à dinâmica global, que tem sido
considerado na evolução desses sistemas, é a variação glácio-eustática (Villwock &
Tomazelli, 1995). Uma variável pouco considerada é a herança geológica. A ocorrência
de zonas de fraqueza localizadas junto a estruturas pré-existentes, bem como a
topografia do embasamento da bacia pode influenciar na disposição dos sistemas
deposicionais que a constituem (Asmus & Paim, 1986; Fonseca, 2006).
Através da aplicação integrada dos métodos potenciais de gravimetria e
magnetometria, visou-se contribuir com a caracterização do arcabouço estrutural e
composicional do embasamento da Bacia de Pelotas na área de estudo. A partir de tal
caracterização, procurou-se investigar a influência da herança geológica nos sistemas
deposicionais da PCRS. Dentre as possíveis influências, considera-se a existência de
feições estruturais e/ou relacionadas ao paleorelevo do embasamento, que possam
controlar o posicionamento dos sistemas deposicionais da PCRS.
A área de estudo localiza-se na região sul da Província Costeira do Rio
Grande do Sul, aproximadamente entre as latitudes 31º45’ e 34º S e as longitudes 52º e
53º30’ W (Fig. 1).
CONTEXTO GEOLÓGICO
A área de estudo encontra-se no contexto geológico da Província
Costeira do Rio Grande do Sul. Definida por Villwock (1984), essa província representa
uma unidade geomorfológica que abrange os depósitos sedimentares da Bacia de
Pelotas, ou Terras Baixas e o embasamento adjacente, ou Terras Altas.
49
O embasamento da área de estudo aflora na região oeste e é constituído
por rochas do Escudo Uruguaio-Sul-Rio-Grandense, pertencente à Província
Mantiqueira (Almeida et al., 1981), e por rochas da Bacia do Paraná (Fig. 1).
Figura 1. Mapa geológico com a localização da área de estudo (modificado de CPRM, 2008).
As rochas pertencentes ao Escudo Sul-Rio-Grandense foram geradas no
Ciclo Brasiliano (Neoproterozóico a Eopaleozóico) e compõem a unidade denominada
Cinturão Dom Feliciano (Fragoso César et al., 1982; Chemale Jr. et al., 1995), Arco
Magmático I (Fernandes et al., 1995) ou Batólito de Pelotas (Fragoso César et al., 1986;
Philipp, 1998; Philipp & Machado, 2001 e Philipp et al., 2003). Essa unidade
corresponde a uma faixa móvel alongada segundo a direção NE-SW com idades entre
827±25 e 500 Ma (Soliani Jr., 1986; Chemale Jr. et al., 1995; Babinski et al., 1997).
A Bacia do Paraná corresponde a uma bacia intracontinental que se
desenvolveu entre o Neo-Ordoviciano e o Neocretáceo (Milani, 2000). No Rio Grande
do Sul, seus depósitos encontram-se sobre o Escudo Sul-Rio-Grandense e a Bacia do
50
Camaquã. Nas adjacências da área deste estudo afloram rochas sedimentares e
magmáticas relacionadas à Bacia do Paraná. Na região do Município de Jaguarão (RS)
são encontradas rochas da Formação Serra Geral (Fácies Jaguarão), correspondentes a
dacitos e riodacitos (Vieira Jr. & Roisenberg, 1985 apud Costa & Ramgrab, 1989).
Através de datações realizadas pelo método K/Ar (143±10 Ma e 157±4 Ma), Vieira Jr.
& Roisenberg (1985) associaram estas manifestações com a abertura do Oceano
Atlântico Sul. Em território uruguaio, as unidades vulcânicas que afloram nas
adjacências da área de estudo são as denominadas formações Mariscala e Arequita
(Bossi et al., 1998; Bossi & Ferrando, 2001). Bossi & Umpierre (1975) estimam que um
volume em torno de 20.000 km
3
de rochas vulcânicas, além de múltiplas intrusões na
forma de diques e sills tenham sido gerados no magmatismo mesozóico relacionado à
abertura do Oceano Atlântico Sul.
A Bacia de Pelotas é uma bacia marginal subsidente preenchida por
seqüências clásticas continentais, transicionais e marinhas (Asmus & Porto, 1972). Essa
bacia limita-se a norte com a Bacia de Santos, através do alto estrutural representado
pela Plataforma de Florianópolis e pelo Alto de São Paulo (Gamboa & Rabinowitz,
1981). A sul, a Bacia de Pelotas limita-se com a Bacia de Punta del Este, pelo Alto do
Cabo Polônio, em território uruguaio (Urien & Martins, 1978). Sua história teve inicio
no Cretáceo, a partir dos movimentos tectônicos que culminaram com a abertura do
Oceano Atlântico Sul.
A PCRS é uma feição fisiográfica que corresponde à seção superior
emersa da Bacia de Pelotas. Nela estão expostos sedimentos de quatro sistemas
deposicionais do tipo Laguna-Barreira que se desenvolveram em resposta aos ciclos
transgressivos-regressivos controlados pela glácio-eustasia (Villwock et al., 1986). As
idades desses sistemas (400, 325, 125 e 7 ka ao recente) foram estabelecidas a partir da
correlação com os estágios isotópicos do oxigênio (picos 11, 9, 5 e 1, respectivamente)
das curvas de Shacketon & Opdyke (1973) e Imbrie et al. (1984). Em sua porção oeste,
junto ao embasamento, ocorrem depósitos sedimentares que compõem um sistema de
leques aluviais o qual se desenvolveu deste o Plioceno até o Recente (Villwock, 1984).
MATERIAIS E MÉTODOS
Para melhor definir o arcabouço estrutural e as litologias presentes no
embasamento da Bacia de Pelotas, na área de estudo, foram aplicados os métodos
51
potenciais de gravimetria e magnetometria. Como apoio foi utilizado um sistema de
posicionamento global diferencial (DGPS) que propicia a obtenção de coordenadas com
precisão decimétrica. Os equipamentos utilizados pertencem ao Departamento de
Geodésia (gravímetro Scintrex modelo CG3), ao Departamento de Geologia
(magnetômetro Scintrex modelo ENVI-MAG) e ao Centro de Estudos de Geologia
Costeira e Oceânica (DGPS – Trimble modelo Pro-XRS) do Instituto de Geociências da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Os dados foram adquiridos a partir de levantamentos de campo junto às
estradas e acessos presentes na região, em seções correspondentes a perfis paralelos e
transversais à bacia, NE-SW e NW-SE. Essa aquisição foi realizada em duas escalas
distintas. A primeira escala, com objetivo regional, contou com perfis cujas estações
foram medidas a cada 5 km. A segunda escala, de maior detalhe contou com estações a
cada 1 km.
A área escolhida para esse detalhe localiza-se junto ao Banhado do Taim,
onde foi identificada, em trabalhos anteriores, uma segmentação nas barreiras
pleistocênicas (Villwock & Tomazelli, 1995; Ayup-Zouain et al., 2003; Rosa et al.,
2007). Essa segmentação é atribuída à ocorrência de vales incisos durante períodos de
queda do nível do mar (Tomazelli et al., 2008). A análise dessa escala teve o objetivo de
verificar se o posicionamento desta segmentação está sujeito a algum controle exercido
pela estruturação do embasamento.
Foi adquirido um total de 681 estações de gravimetria e 641 estações de
magnetometria. Dessas, 308 estações com ambas as medidas encontram-se na área de
detalhe. Foram utilizadas 60 estações do levantamento gravimétrico previamente
realizado e utilizado por Costa (1997) em sua Tese de Doutorado. Essas estações,
localizadas junto às estradas BR-116 e BR-392, estão identificadas no mapa de pontos
(Fig. 2).
Os valores da anomalia Bouguer foram obtidos após serem efetuadas as
correções de deriva do instrumento, latitude, altitude, marés e Bouguer. Tais correções
foram efetuadas no programa Anomalia, gentilmente cedido pelo Prof. Dr. Pedro Luis
Faggion do curso de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas para o Prof. Dr. Sergio
Florencio de Souza do Departamento de Geodésia do Instituto de Geociências da
UFRGS.
52
Figura 2. Mapa com a localização das estações gravimétricas e magnetométricas adquiridas neste estudo
e integradas do trabalho de Costa (1997). Destaca-se a localização e profundidade do
embasamento obtida por sondagens perfuradas pela Petrobras (no Brasil) e por estudos
realizados no Uruguai (Bossi et al., 1998).
As estações utilizadas para corrigir a deriva do instrumento localizam-se
na Prefeitura Municipal de Pelotas, Estação 141583 (Observatório Nacional),
coordenadas 31º45’36”S, 52º20’24”W e 10,99 m de altitude, com G = 979466,630
mGal e incerteza de 0,013 mGal e na antiga sub-prefeitura do Município do Chuí,
53
Estação 141883 (Observatório Nacional), coordenadas 33º41’24”S, 53º27’00”W e
13,39 m de altitude, com G=979655,780 mGal e incerteza de 0,016 mGal. A correção
do terreno não foi efetuada, porém considerando que a área de estudo é extremamente
plana, a influência do relevo é minimizada.
Devido à dimensão da área de estudo e ao objetivo da identificação de
anomalias com amplitudes superiores a variação normal, optou-se por não realizar um
monitoramento minucioso da variação diurna do campo magnético. Para possibilitar a
correlação dos dados adquiridos em períodos diferentes e para avaliar a confiabilidade
dos mesmos foram criadas duas bases de apoio. Nestas bases foram realizadas medidas
sistemáticas, em um procedimento similar ao do levantamento gravimétrico, iniciando e
finalizando cada dia de campo com a leitura em uma dessas estações.
A estação principal (EP) localiza-se junto a um acesso para o Município
de Pelotas, na BR-392, coordenadas 31º45'13"S, 52º24'05"W e 3,71 m de altitude. A
segunda estação localiza-se na BR-471, no acesso ao Município do Chuí, e foi criada
devido à distância e a impossibilidade de retornar a EP em alguns dias do levantamento.
Essa estação teve seu valor definido após ter sido medida em um dia cujo inicio e fim
do levantamento foi realizado na EP. Os dados foram normalizados com base em um
valor médio obtido na EP. Constatou-se que a variação diurna não ultrapassou os 30 nT
em um único dia, e chegou a até 60 nT ao longo de todo o levantamento. Como as
anomalias identificadas possuem valores maiores que tal variação, essas se comportarão
como um ruído (background), o que foi considerado nas interpretações realizadas.
Após as correções, os dados de gravimetria e magnetometria foram
importados para o programa Oasis Montaj
®
. Nesse programa, foram gerados os mapas
da anomalia Bouguer e do campo magnético total através da técnica de interpolação da
mínima curvatura nas duas escalas distintas. Na geração dos mapas de escala regional a
resolução espacial do grid obtido foi de 1.680 m enquanto nos mapas da área de detalhe
foi de 880 m (Figs. 3 e 4).
54
Figura 3. Mapas da anomalia Bouguer e do campo magnético total para a escala de análise regional.
Figura 4. Mapas da anomalia Bouguer e do campo magnético total para a escala de detalhe, junto à
região do Banhado do Taim.
55
Posteriormente, empregou-se a filtragem do campo regional para
obtenção das anomalias residuais. Para a gravimetria, foi utilizada a filtragem espectral,
através da remoção dos maiores comprimentos de onda. Os dados foram convertidos do
domínio do tempo para o domínio da freqüência através da transformada rápida de
Fourier (Fourier Fast Transform - FFT). Utilizando o filtro gaussiano, foram removidas
as anomalias com comprimento de onda acima de 40.000 m, obtendo-se como resultado
o mapa residual (Figs. 5 e 6). O comprimento de 40.000 m foi selecionado por
representar o dobro da máxima separação entre as estações, o que ocorre na região das
lagoas (Freqüência de Nyquist). Testes realizados com comprimentos menores geraram
mapas muito ruidosos, o que é atribuído aos vazios na malha do levantamento. A
irregularidade na distribuição dos perfis dos levantamentos deve-se a existência de
regiões inacessíveis, como banhados e lagoas e a impossibilidade da realização de
aquisições por meios não terrestres (Fig. 2).
Para a magnetometria, o mapa com as anomalias residuais foi obtido
através da subtração do IGRF (International Geomagnetic Reference Field) e posterior
filtragem espectral, de forma idêntica à realizada na gravimetria (Figs. 5 e 6).
Figura 5. Mapas da anomalia Bouguer residual e da anomalia magnética residual para a escala de análise
regional. Gerados a partir da remoção dos comprimentos de onda maiores de 40.000 m com o
filtro gaussiano (após remoção do IGRF para o mapa da anomalia magnética).
56
Figura 6. Mapas da anomalia Bouguer residual e da anomalia magnética residual para a escala de
detalhe, junto à região do Banhado do Taim. Gerados a partir da remoção dos comprimentos
de onda maiores de 40.000 m com o filtro gaussiano (após remoção do IGRF para o mapa da
anomalia magnética). Destaca-se a localização do perfil modelado, ilustrado na Figura 8.
As tentativas de obter mapas residuais com freqüências mais altas,
através de outros filtros também resultaram em mapas muito ruidosos. Esse problema é
atribuído a malha de amostragem e, portanto para não originar anomalias inexistentes,
optou-se por não gerar outros mapas.
Os mapas obtidos foram integrados e interpretados junto a outras
informações em um Sistema de Informações Geográficas (SIG), utilizando-se para tanto
o programa ArcGis
®
. Essas informações incluíram: imagens de satélite, modelo digital
de elevação do terreno, mapas geológicos, base cartográfica e dados de levantamentos
com DGPS (pré-existentes e adquiridos neste estudo). Outro dado integrado ao SIG
foram sondagens perfuradas pela Petrobras no Brasil, e por estudos desenvolvidos no
Uruguai (Fig. 2). As profundidades e composição do embasamento, obtidas por estas
sondagens, foram extremamente importantes nas interpretações realizadas.
Na área de detalhe foi selecionado um perfil para a realização de uma
modelagem quantitativa dos dados. Esse perfil foi obtido junto aos mapas residuais no
programa Oasis Montaj
®
. Os valores das coordenadas e da anomalia em cada ponto do
perfil foram exportados na forma de uma tabela ASCII. A modelagem foi realizada nos
57
programas Grav2dc e Mag2dc, desenvolvidos por G.R.J Cooper, da Escola de
Geociências da Universidade de Witwatersrand. Esses programas são disponibilizados
gratuitamente e podem ser obtidos na internet.
Através da geração e manipulação interativa de corpos 2.5D, a curva
calculada pelo programa é ajustada à curva do perfil. Os corpos são definidos por
parâmetros como a susceptibilidade magnética (em uSI ou c.g.s) para a modelagem
magnética e o contraste de densidade para a modelagem gravimétrica, além de suas
dimensões e profundidades. Para o cálculo da anomalia, os programas utilizam os
métodos de Talwani et al. (1959). Para a inversão do modelo, são selecionados os
parâmetros a serem modificados dentro de limites definidos, obtendo-se como resultado
um melhor ajuste das curvas.
Na modelagem realizada, os corpos foram inicialmente definidos com
base no ajuste das curvas da anomalia magnética residual, no programa Mag2dc. Esses
corpos foram importados para o programa Grav2dc, onde a curva da anomalia Bouguer
residual calculada foi ajustada à curva observada. Esse ajuste foi obtido através de
variações na espessura de um corpo representativo dos sedimentos da Bacia de Pelotas.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
A análise dos resultados obtidos levou em conta a distribuição dos pontos
do levantamento, que devido a restrições de acesso, é irregular em algumas áreas. Os
resultados serão apresentados conforme as duas escalas de observação, divididos em
Escala Regional e Escala de Detalhe.
Escala Regional
No mapa da anomalia Bouguer (Fig. 3), observam-se valores mais
elevados na região sul e uma tendência de queda para norte. Essa tendência reflete o
campo gravimétrico regional da área de estudo. No mapa residual, esta tendência é
eliminada, verificando-se um relevo gravimétrico mais heterogêneo (Fig. 5). Na porção
sul da área, destaca-se uma expressiva anomalia positiva, com ramificações para NE.
Anomalias menores com orientação NW-SE e E-W estão presentes na porção central.
Além de anomalias menores, uma grande anomalia positiva com direção
aproximadamente E-W que inflecte para NW, ocorre no setor norte.
58
Na área de estudo, as anomalias magnéticas são definidas pelo eixo entre
um alto a norte e um baixo a sul. No mapa do campo magnético total podem ser
observados distintos padrões do relevo magnético (Fig. 3). Com a remoção do IGRF e
filtragem do mapa, observa-se a presença de diversas anomalias com orientação E-W e
NW-SE na porção sul da área, onde o relevo caracteriza-se por altos e baixos de grande
amplitude. Na região central da área predominam anomalias com menores amplitudes e,
com exceção de duas anomalias NE-SW a norte do paralelo 33ºS, os eixos possuem
direção E-W e NW-SE. No setor norte as anomalias são mais contínuas, destacando-se
um eixo NE-SW no paralelo 32ºS junto ao Município de Rio Grande (Fig. 5).
A comparação do mapa da anomalia Bouguer residual com o mapa da
anomalia magnética residual permite a realização de diversas correlações. A anomalia
positiva identificada na região sul, na fronteira com o Uruguai, foi reconhecida em
trabalhos anteriores e denominada Anomalia Chuí (Hales, 1973) ou Anomalia
Gravimétrica Lagoa Mirim (ALM - Reitmayr, 1989). Essa anomalia possui
continuidade no Uruguai e foi modelada por Reytmair (2001), que a atribuiu à presença
de um corpo intrusivo de alta densidade, o qual foi coberto por rochas vulcânicas das
formações Puerto Gómez, Arequita e Mariscala, e pelos sedimentos cenozóicos.
Algumas interpretações consideram que a ALM poderia estar associada a
um processo de ascensão mantélica (Introcaso & Huerta, 1982; Rosselo et al., 2007).
Reytmair (2001) compara a ALM com a anomalia de Trompsburg, na África do Sul,
onde sondagens revelaram a presença de gabros e anortositos. Suspeitas da presença de
chaminés kimberlíticas em Trompsburg aumentam ainda mais o interesse sobre a ALM
(Reytmair, 2001).
O relevo magnético heterogêneo, com anomalias de grande amplitude na
área da ALM, indica a presença de rochas relacionadas às formações Puerto Gómez,
Arequita e Mariscala, que ocorrem no Uruguai. Uma sondagem realizada na região
(Puerto Gómez, Uruguai - CaorsiI & Goñi, 1958 apud Bossi et al., 1998), revela uma
espessura de quase 1.000 m de rochas vulcânicas, as quais iniciam a 220 m de
profundidade e prosseguem até a base da sondagem, a uma profundidade de 1.200 m. A
análise geoquímica de testemunhos desta sondagem revela uma variação composicional
(Gómez & Masquelín, 1996). Abaixo de 650 m de profundidade, foram encontrados
traquibasaltos do tipo MORB, característicos de um fundo oceânico. Datações pelo
método Ar/Ar em rocha total indicam uma idade entre 127 e 137 Ma (Turner et al.,
1994). Acima dos 650 m há uma mudança nas características geoquímicas, cuja
59
composição torna-se mais ácida e indica a transição para um ambiente tipicamente
continental.
Veraslowsky et al. (2007) sugerem que as vulcânicas encontradas
poderiam representar uma proto dorsal oceânica. Rossello et al. (1999 e 2007) propõem
ainda que o lineamento formado pelas bacias Santa Lucia, localizada a norte de
Montevidéu, e Mirim, junto a Lagoa Mirim, seria a expressão tectônica de um
aulacógeno. Segundo os autores, o abandono do rifteamento deve-se a maior facilidade
de abertura junto às estruturas pré-existentes no Cinturão Dom Feliciano. Desta forma, a
ALM representaria um graben gerado nos movimentos iniciais de abertura do Oceano
Atlântico Sul. A grande espessura de rochas densas e magnéticas seria responsável pela
anomalia observada.
Junto à bacia da Lagoa Mirim são reconhecidos fenômenos de reativação
tectônica durante o Cenozóico, que seguem padrões de deformação para a América do
Sul (Cobbold et al., 1996 apud Rossello et al., 1999). A elevada densidade das litologias
presentes na região poderia influenciar este fenômeno.
Na região central da área de estudo, anomalias magnéticas com direção
NW-SE, correlacionam-se com anomalias gravimétricas positivas de mesma direção.
Nas porções central e norte destacam-se eixos de anomalias magnéticas, com orientação
E-W, que também se correlacionam a anomalias gravimétricas positivas.
Uma análise associando os padrões do campo magnético com as
estruturas presentes na região do Município de Pinheiro Machado, a noroeste da área
deste estudo, foi realizada por Costa et al. (1994). Nesta análise, foram definidos três
padrões de alinhamentos magnéticos. O primeiro, com orientação entre E-W e N70ºE e
mergulhos de 30º a 70º para S/SE, corresponde à exposição de granitóides mais antigos,
sendo identificada no terreno através de medidas em enclaves gnáissicos. Esse é o
mesmo padrão predominantemente encontrado na área de estudo (Fig. 5).
O segundo padrão possui orientação N30º-50ºE, e corresponde a falhas
dúcteis relacionadas à transcorrência brasiliana, as quais controlaram o posicionamento
de granitos tardios. Um terceiro padrão, com alinhamentos orientados a WNW-ESSE
foi relacionado com intrusões de diabásio. Esses alinhamentos também são observados,
principalmente nos setores sul e central, da área deste estudo.
Na porção oeste da Lagoa Mirim, a sudeste do Município de Pinheiro
Machado, Costa & Ramgrab (1989) já haviam identificado o primeiro padrão. Este
ocorre na forma de uma série de eixos magnéticos com orientação E-W, interpretados
60
como diques encaixados em um sistema de fraturas. Esse sistema representaria fraturas
profundas implementadas e/ou reativadas no Evento Tectono-Magmático Sul-
Atlantiano, que deu origem a Bacia de Pelotas. Tais anomalias foram designadas como
uma feição estrutural, denominada Lineamento Jaguarão (LJ). O LJ possui a mesma
orientação da Zona de Fratura do Chuí, junto ao limite territorial do Brasil com o
Uruguai, e de alinhamentos magnéticos identificados pela PRAKLA (1969) na porção
submersa da Bacia de Pelotas.
Costa & Ramgrab (1989) associaram o LJ com os derrames vulcânicos
intermediários a ácidos, de idade mesozóica, que afloram próximo ao Município de
Jaguarão (Vieira Jr. & Roisenberg, 1985 apud Costa & Ramgrab, 1989). Estas feições
também podem ser associadas com as unidades vulcânicas que afloram no Uruguai, a
oeste e a sul da Lagoa Mirim. A continuidade destas anomalias na direção da plataforma
continental e no Uruguai, a oeste da Lagoa Mirim, pode ser inferida.
No extremo NE da área de estudo identificou-se um eixo de uma
anomalia magnética de grande amplitude e comprimento, centrado em uma anomalia
gravimétrica positiva. Essa anomalia possui direção N60ºE e foi denominada por Rosa
(2007) como Anomalia Rio Grande (ARG). A noroeste desta anomalia, uma sondagem
perfurada pela Petrobras encontrou o embasamento (gnáissico) a 194 m de
profundidade. A sudeste dessa mesma anomalia, outra sondagem perfurada pela
Petrobras, encontrou o embasamento (também gnáissico) a 515 m de profundidade.
Essas sondagens encontram-se a aproximadamente 30 km de distância (Fig. 2).
Saadi (1993), em seu trabalho sobre neotectônica na Plataforma Sul
Americana, identificou um lineamento com orientação NE-SW no Rio Grande do Sul.
Esse lineamento estende-se do nordeste da Lagoa dos Patos ao centro da Lagoa Mirim e
foi denominado Lineamento Pelotas (BR-41). Saadi et al. (2002) interpretaram esta
estrutura como uma falha, com componentes transcorrente e normal, que possuiria
algum tipo de atividade durante o Quaternário.
A orientação da ARG aproxima-se do segundo padrão de lineamentos
magnéticos identificados por Costa et al. (1994) e da direção das zonas de cisalhamento
Arroio Grande, Vila Ayrosa Galvão e Erval (Philipp, 1998). Portanto, esta estrutura
deve representar uma zona de fraqueza herdada do Batólito de Pelotas e reativada na
abertura da Bacia de Pelotas. A partir dessas evidências interpreta-se que a ARG é
controlada por uma falha com continuidade para sudoeste, que possivelmente, é
intersectada por outras falhas ou fraturas de diferentes orientações (E-W e/ou NW-SE).
61
A associação de um alto gravimétrico com um eixo magnético permite inferir que a
intrusão de rochas, similares às que compõem o Lineamento Jaguarão e a Anomalia
Lagoa Mirim, esteja relacionada à falha que controla a ARG.
A integração dos mapas obtidos a partir dos métodos potenciais, com o
mapa geológico do embasamento (CPRM, 2008), e com o modelo digital de elevação
do terreno (SRTM/NASA) permitiu a interpretação de três unidades principais (Fig. 7).
Nesse mapa foram definidas regiões de altos gravimétricos, regiões de altos
gravimétricos associados a eixos magnéticos e regiões de baixos gravimétricos. As
regiões de altos gravimétricos foram interpretadas como zonas onde o embasamento é
formado por rochas do Escudo Uruguaio-Sul-Rio-Grandense cuja densidade é mais
elevada do que a média para a região. Observando-se o mapa geológico, verifica-se que
na porção noroeste da área de estudo existe uma correlação destes altos com o Granito
Capão do Leão (Fig. 7).
Os altos gravimétricos associados com eixos magnéticos foram
interpretados como zonas com importante presença do magmatismo mesozóico. Esta
interpretação não significa que, ao longo de toda a unidade definida, o embasamento
seja completamente formado por estas litologias. O que se deduz é que as mesmas
estejam presentes na forma de diques, sills e possivelmente, derrames de forma a causar
um aumento no campo gravimétrico da região.
Finalmente, as regiões de baixos gravimétricos foram interpretadas como
zonas de embasamento constituído por rochas do Escudo Uruguaio-Sul-Rio-Grandense.
Esse embasamento é dominantemente formado pelo Complexo Granito Gnáissico
Pinheiro Machado, cuja correlação com o mapa geológico é excelente (Fig. 7).
Observa-se que, muitas destas regiões de baixos gravimétricos, estão
associadas a eixos magnéticos. Essa constatação indica a presença de diques
relacionados ao magmatismo mesozóico, porém de forma menos expressiva que nas
regiões de altos. Em algumas destas regiões, pode-se inferir que o baixo observado seja
gerado por uma maior profundidade do embasamento. Porém este fato não pode ser
extrapolado para toda a área de estudo, já que sondagens indicando diferentes
profundidades do embasamento, junto a baixos gravimétricos, não caracterizam tal
interpretação. Para definir essas regiões seria necessária a realização de modelagens
considerando as densidades, susceptibilidades magnéticas, volumes e profundidades das
diferentes unidades.
62
A síntese das anomalias descritas e das interpretações realizadas pode ser
verificada na Figura 7 e na Tabela 1.
Figura 7. Mapa geológico do Escudo Sul-Rio-Grandense (modificado de CPRM, 2008) e modelo
digital de elevação do terreno (SRTM/NASA) integrados à interpretação realizada nos
mapas residuais. O perfil esquemático ilustra as interpretações obtidas.
63
Tabela 1. Síntese das principais anomalias definidas, destacando sua expressão gravimétrica e
magnetométrica e outros trabalhos relacionados.
Anomalia
Gravimetria
Magnetometria
Interpretações
Trabalhos
relacionados
Anomalia
Lagoa
Mirim
(ALM)
Alto com
orientação e
ramificações
para NE-SW
Lineamentos
magnéticos
E-W a
NW-SE
Zona de ascensão
mantélica - proto dorsal
oceânica relacionada aos
momentos inicias de
abertura do Atlântico Sul
(?). Fraturas preenchidas
pelo magmatismo
mesozóico.
Hales (1973);
Reitmayr (1989,
2001);
Veraslowsky et
al. (2007);
Rossello et al.
(1999); Rosa
(2007)
Lineamento
Jaguarão
(LJ)
Altos com
orientação
E-W
Lineamentos
magnéticos
E-W
Diques encaixados em
fraturas.
Costa &
Ramgrab
(1986);
PRAKLA
(1969); Rosa
(2007)
Anomalia
Rio Grande
(ARG)
Alto circular
que inflecte
para WSW
junto ao LJ
Eixo NE-SW
centrado no alto
gravimétrico
Intrusão relacionada ao
magmatismo mesozóico,
controlada por uma falha.
Rosa (2007);
Saadi (1993);
Saadi et al.,
(2002)
Anomalia
Taim (AT)*
Baixo com
orientação
E-W com
continuidade
para NNE
Lineamentos
magnéticos
E-W que
segmentam o
baixo
gravimétrico
Calha no embasamento
preenchida por
sedimentos, controlada por
fraturas associadas ao LJ
Rosa (2007)
*Descrita na Escala de Detalhe
Escala de Detalhe
No mapa da anomalia Bouguer da área de detalhe, os valores mais
elevados ocorrem nas porções sul e oeste, enquanto os valores mais baixos são
encontrados a nordeste (Fig. 4). Uma interrupção dos altos valores encontrados a oeste
foi observada junto ao Banhado do Taim. O baixo que se estende e aprofunda-se para
leste e nordeste foi denominado Anomalia Taim (AT) (Rosa, 2007).
A filtragem do campo regional resultou em um mapa mais heterogêneo,
porém a interrupção dos altos gravimétricos presentes na região oeste permanece (Fig.
6). A AT, que no mapa da anomalia Bouguer possuía continuidade para nordeste, é
segmentada no mapa residual. Esta segmentação correlaciona-se com um eixo
observado no mapa da anomalia magnética residual. Na porção sul da área, verifica-se
uma diminuição dos valores após a filtragem do campo regional.
No mapa do campo magnético total, observa-se um padrão a sul, com
domínio de valores elevados, e um padrão a norte, com valores mais baixos (Fig. 4).
Após a filtragem, os eixos magnéticos E-W que compõem a feição estrutural
64
Lineamento Jaguarão, são destacados (Fig. 6). A falta de continuidade de alguns destes
lineamentos deve-se a falta de estações no centro da região, ocupado pela porção norte
da Lagoa Mangueira e pelo Banhado do Taim (Fig. 2). Dessa forma, a continuidade
destes lineamentos pode ser admitida a partir da comparação com os lineamentos
verificados no trabalho de Costa & Ramgrab (1989), que utilizaram dados
aeromagnéticos.
A interpretação da AT através dos mapas gravimétricos, assim como
qualquer interpretação baseada em métodos potenciais, não é unívoca. Uma primeira
interpretação possível é a existência de uma calha no embasamento, possibilitando a
deposição de uma espessura maior de sedimentos e por conseqüência uma diminuição
no valor da anomalia Bouguer. Uma segunda interpretação seria a ocorrência de rochas
mais densas (p.ex. intrusões básicas) entre as quais uma litologia menos densa (p.ex.
granitóides) geraria a variação observada. Uma terceira possibilidade seria a
combinação das duas anteriores, com rochas mais densas delimitando a ocorrência de
rochas menos densas e mais profundas.
Para elucidar qual das interpretações é a mais provável, procedeu-se a
integração entre os mapas gerados na área de detalhe (Figs. 4 e 6). Na comparação
realizada, observa-se que as anomalias magnéticas que caracterizam o Lineamento
Jaguarão, ocorrem tanto sobre altos quanto baixos gravimétricos. A existência de uma
heterogeneidade na composição do embasamento é evidenciada pela continuidade do
Lineamento Jaguarão para leste da Lagoa Mirim. Como já descrito anteriormente, a
oeste dessa lagoa afloram rochas da Formação Serra Geral, bem como granitóides do
Escudo Uruguaio-Sul-Rio-Grandense. A presença de gnaisses em sondagens perfuradas
pela Petrobras, próximas aos municípios de Rio Grande e de Pelotas, também demonstra
a presença de litologias do Escudo. Dessa forma, sugere-se a associação entre uma
depressão no relevo do embasamento granítico com fraturas de orientação E-W,
preenchidas por rochas básicas.
A modelagem realizada em um perfil, cuja posição é destacada na Figura
6, revela uma excelente correlação entre os valores observados e calculados para a
solução proposta (Fig. 8). O contraste de densidade considerado para as unidades
baseia-se em medidas realizadas no trabalho de Costa (1997). Para diabásios foram
obtidos valores médios de densidade de 2,923 g/cm
3
. Para as rochas do embasamento
granito-gnáissico, correspondentes aos que afloram na região oeste da área de estudo,
foi obtida uma média de 2,674 g/cm
3
. O contraste resultante é de 0,249 g/cm
3
. Para os
65
sedimentos da Bacia de Pelotas, foi considerada uma densidade de 2,20 g/cm
3
, mesmo
valor utilizado por Reitmayr (2001) na modelagem da Anomalia Lagoa Mirim.
Comparações com trabalhos realizados na Bacia de Taubaté (Fernandes & Chang, 2001)
e na Bacia de Santos (Mio et al., 2005), revelam que a densidade considerada é
compatível com os depósitos da Bacia de Pelotas na área de estudo, caracterizados por
um baixíssimo grau de litificação (Ghignone, 1960).
Figura 8. Modelagem gravimétrica e magnetométrica 2.5D integrada, de um perfil gerado na região do
Banhado do Taim. Para destacar a morfologia do topo do embasamento da bacia são
apresentadas duas seções geológicas. A primeira com 5 km de profundidade, e a segunda, com
o modelo completo obtido, até 15 km de profundidade.
66
As susceptibilidades magnéticas utilizadas para os corpos magmáticos
mesozóicos baseiam-se nos valores empregados por Costa & Ramgrab (1989), Costa
(1997) e Reitmayr (2001). Determinou-se um contraste de 0,06 (uSI) entre estes corpos
magmáticos e as unidades do Escudo Sul-Rio-Grandense e da Bacia de Pelotas.
Como resultado verifica-se a presença de rochas magnéticas, associadas
ao magmatismo mesozóico, em uma posição imediatamente abaixo a uma das bordas da
anomalia gravimétrica negativa. Essa verificação indica uma “falta de massa”, mesmo
com a presença de uma intrusão de densidade elevada. Esse déficit é explicado como
uma maior espessura de sedimentos depositados em uma calha do embasamento. A
espessura máxima de sedimentos obtida com a modelagem foi de 740 m e a mínima de
150 m. O topo das rochas magmáticas está posicionado entre 1.090 e 3.150 m de
profundidade.
Na área de detalhe deste estudo, estão presentes sistemas deposicionais
do tipo Laguna-Barreira de idade pleistocênica (II e III) e holocênica (IV) (Villwock et
al., 1986). Na região do Banhado do Taim, as barreiras pleistocênicas (II e III)
encontram-se segmentadas (Fig. 2). Villwock & Tomazelli (1995) atribuíram esta
segmentação a uma zona de drenagem ativa durante a última regressão, em torno de
17,5 ka (Corrêa, 1995). Posteriormente, o nível do mar se elevou, ultrapassando o nível
atual há cerca de 7,7-6,9 ka atrás (Martin et al., 2003; Angulo et al., 2006). Nesta fase, a
área deve ter se comportado como um estuário (Barboza et al., 2007). A partir de então,
cordões litorâneos regressivos progradaram, fechando a conexão entre as lagoas Mirim
e Mangueira com o Oceano Atlântico.
A interpretação de um baixo gravimétrico em resposta a uma calha no
embasamento da bacia na mesma posição da segmentação identificada, provavelmente
controlada por fraturas, sugere um controle da herança geológica. Esse controle seria
responsável pela recorrente instalação de canais fluviais, durante os eventos regressivos,
na área. Portanto, esta região pode ser considerada como uma área preferencial na
transferência de sedimentos para as porções mais profundas da bacia.
Porém, esta constatação remete a outra questão: como uma feição em
grande profundidade poderia controlar os sistemas deposicionais recentes? Esse
controle pode estar associado a uma movimentação relativamente recente do
embasamento, a um recalque diferencial condicionado pela natureza dos sedimentos
depositados na área, ou ainda à geração de perturbações causadas por desequilíbrios
hidráulicos. Uma observação realizada na área refere-se à ocorrência de um suave
67
mergulho das barreiras pleistocênicas (II e III), de SW para NE, em direção à região do
Banhado do Taim. Esse mergulho foi observado através do modelo digital de elevação
do terreno e em perfis realizados com DGPS. Este fato pode estar relacionado a uma
subsidência diferencial na região, gerando o mergulho das barreiras em direção ao
Taim.
CONCLUSÕES
A interpretação integrada dos métodos potenciais em um SIG permitiu
caracterizar o embasamento da Bacia de Pelotas na área de estudo. Verificou-se a
existência de uma complexa estruturação, com a presença de blocos falhados e fraturas,
além de uma heterogeneidade composicional. Essa variação está relacionada com a
evolução do Escudo Uruguaio-Sul-Rio-Grandense e com a abertura do Oceano
Atlântico Sul, refletindo uma série de feições geradas e/ou herdadas e reativadas durante
a separação dos continentes sul-americano e africano.
Nos locais em que se constatou uma correlação de anomalias
gravimétricas positivas com eixos magnéticos, interpretou-se a ocorrência do
magmatismo relacionado a esta separação. Uma dessas correlações ocorre junto a
Anomalia Lagoa Mirim, que registra os momentos iniciais da geração de crosta
oceânica durante a abertura da Bacia de Pelotas. Apesar das diversas interpretações
referentes a esta anomalia e ao seu potencial econômico, sua ligação com os momentos
iniciais da Bacia de Pelotas é um consenso. A Anomalia Lagoa Mirim reflete a
interação dos processos tectônicos com o magmatismo, que mesmo após seu clímax de
atividade continuou influenciando os processos de subsidência, devido à sua elevada
densidade.
A tectônica do rifteamento também foi verificada em outras regiões
como na Anomalia Rio Grande, que evidencia a presença de falhas e blocos escalonados
no embasamento. Com o auxílio de duas sondagens verificou-se a provável intersecção
de uma falha nordeste, com outras falhas ou fraturas (E-W e/ou NW-SE). Esta zona de
fraqueza estrutural contribuiu para a intrusão de rochas densas e magnéticas (p.ex.
diabásio). Tal constatação confirma a interpretação de Saadi (1993), da existência de
uma falha com orientação NE-SW na região.
A continuidade para leste das anomalias magnéticas definidas como
Lineamento Jaguarão por Costa & Ramgrab (1986) foi constatada. A existência de
68
outras anomalias similares, a sul da área previamente definida, também pôde ser
verificada. Sugere-se a continuidade dessas anomalias para oeste, no Uruguai, e para
leste, em direção à plataforma continental.
Finalmente, foi constatada a presença de uma anomalia gravimétrica
negativa junto ao Banhado do Taim, interpretada como uma calha no embasamento da
bacia. Essa feição corresponde a uma zona de transferência de sedimentos para regiões
mais distais da bacia, ativa durante períodos de queda do nível do mar. Uma das
possíveis zonas de deposição destes sedimentos é o Cone do Rio Grande, um prisma
sedimentar com mais de 10.000 m de espessura (Martins et al., 1972).
Essa observação permite inferir que na região do Taim exista uma
sobreposição de depósitos de canais fluviais em decorrência à recorrente instalação de
vales incisos. Esses depósitos estariam intercalados com a sedimentação gerada nos
momentos de elevação do nível do mar (Tomazelli et al., 2008). Portanto, o registro
estratigráfico dessa região foi condicionado pela existência de uma feição no
embasamento. A existência de um controle da herança geológica nesta área é sugerida,
porém sua causa não pôde ser elucidada. Estudos futuros com a aplicação de outros
métodos poderão melhorar e testar as interpretações realizadas.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos ao Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica e aos
departamentos de Geodésia e Geologia do Instituto de Geociências da Universidade
Federal do Rio Grande do Sul pela infra-estrutura e equipamentos disponibilizados. Ao
Projeto “Implantação, desenvolvimento e preenchimento de vales incisos na porção sul
da Planície Costeira do Rio Grande do Sul” (CECO/UFRGS/PETROBRAS),
agradecemos o apoio financeiro para a realização dos trabalhos de campo. Agradecemos
a Agência Nacional do Petróleo pela bolsa de mestrado concedida à M.L.C.C. Rosa
através de seu Programa de Recursos Humanos (PRH-12). Aos professores Dr. Pedro
Luis Faggion e Dr. Sergio Florêncio de Souza agradecemos pela disponibilização do
programa Anomalia para a correção dos dados gravimétricos, e a G.R.J Cooper da
Universidade de Witwatersrand, pela disponibilização dos programas Grav2dc e
Mag2dc para a realização da modelagem.
69
NOTAS SOBRE OS AUTORES
Maria Luiza Correa da Camara Rosa
Geóloga formada em 2007 pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).
Em 2008, iniciou seu projeto de mestrado junto ao Programa de Pós-Graduação em
Geociências da UFRGS, na área de concentração de Estratigrafia. Trabalha em projetos
de pesquisa no Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica com ênfase em
Geofísica e Estratigrafia aplicadas à Geologia Costeira.
Luiz José Tomazelli
Possui graduação em Geologia (1973), Mestrado (1977) e Doutorado em Geociências
(1990), pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Atualmente é
Professor Titular do Instituto de Geociências da UFRGS, pesquisador do Centro de
Estudos de Geologia Costeira e Oceânica (CECO), professor e orientador de Mestrado e
Doutorado do Programa de Pós-Graduação em Geociências da UFRGS. Atua nas áreas
de Geologia Costeira e Marinha e de Estratigrafia.
Antonio Flávio Uberti Costa
Geólogo formado em 1974 pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
possui especialização em Geofísica (1977) pela UFPA. Finalizou seu doutorado no
Programa de Pós-Graduação em Geociências da UFRGS em 1997. Trabalhou como
geofísico na Petrobras e na CPRM e atualmente é professor de Geofísica do Instituto de
Geociências da UFRGS e Diretor da AFC Geofísica.
Eduardo Guimarães Barboza
Geólogo formado em 1996 possui Mestrado (1999) e Doutorado (2005) em Geociências
pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Atualmente é Professor
Adjunto do Instituto de Geociências da UFRGS, pesquisador do Centro de Estudos de
Geologia Costeira e Oceânica (CECO) e professor do Programa de Pós-Graduação em
Geociências da UFRGS. Atua principalmente nas áreas de Estratigrafia, de Geologia
Costeira e de Sensoriamento Remoto.
70
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Brazil. A synthesis. Pesquisas, 16: 5-49.
Villwock, J.A. & Tomazelli, L.J. 1995. Geologia Costeira do Rio Grande do Sul. Notas
Técnicas. CECO, Instituto de Geociências, UFRGS, Porto Alegre, n.8, 45p.
Villwock, J.A.; Tomazelli, L.J.; Loss, E.L.; Dehnhardt, E.A.; Horn Fº, N.O.; Bachi, F.A.
& Denhardt, B.A. 1986. Geology of the Rio Grande do Sul Coastal Province.
In: RABASSA J. (Ed.). Quaternary of South America and Antarctic
Peninsula. Rotterdam, A.A. Balkema. v.4, p.79-97.
75
3. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os resultados obtidos no presente estudo contribuem para o
conhecimento acerca da estruturação e composição do embasamento e do
preenchimento da Bacia de Pelotas na região sul da Província Costeira do Rio Grande
do Sul. A escolha dos métodos mostrou-se excelente, pois os resultados permitiram
alcançar os objetivos inicialmente propostos.
A integração dos resultados dos métodos potenciais com dados pré-
existentes, em uma ambiente georeferenciado (SIG), foi fundamental para o
entendimento e visualização da distribuição espacial das feições interpretadas. Essas
feições sugerem uma complexa estruturação, com a presença de blocos falhados e
fraturas.
As interpretações realizadas permitiram verificar variações litológicas e a
presença de um magmatismo (mesozóico) significante. Dessa forma, confirma-se a
caracterização de que a Bacia de Pelotas é um exemplo de margem vulcânica. Além
disso, a presença desse intenso magmatismo na porção proximal da bacia poderia ser
uma das explicações ao grande volume de argila encontrada em sua porção distal.
Foi constatado um controle do embasamento em uma feição da Planície
Costeira do Rio Grande do Sul. Essa constatação é uma contribuição deste estudo à
consideração da herança geológica como um fator presente na evolução da Bacia de
Pelotas, inclusive nos sistemas deposicionais mais recentes.
Como verificado, o Cone do Rio Grande está localizado a leste da feição
denominada Anomalia Taim. Essa feição caracteriza uma área de captura de drenagens,
a qual corresponde a uma zona de passagem que contribuiu na sedimentação do referido
Cone. Estudos futuros que busquem a continuidade deste e de outros condutos similares
na plataforma continental adjacente à área deste estudo, podem subsidiar a busca de
reservatórios na Bacia de Pelotas, ainda considerada uma fronteira exploratória pela
indústria de hidrocarbonetos.
76
ANEXO 1 – Carta de submissão do artigo
77
ANEXO 2 – Resumos publicados no 44º Congresso Brasileiro de Geologia
ANEXO 3 – Resumo publicado na Reunião Anual de Avaliação dos PRHs da ANP
ANEXO 3 – Trabalho apresentado na Reunião Anual de Avaliação do Programa de Recursos
Humanos da ANP
APLICAÇÃO DE GRAVIMETRIA E MAGNETOMETRIA NA
CARACTERIZAÇÃO DO ARCABOUÇO ESTRUTURAL DA
REGIÃO SUL, EMERSA, DA BACIA DE PELOTAS
Maria Luiza Correa da Camara Rosa
1
, Luiz José Tomazelli
2
, Eduardo Guimarães Barboza
3
, Antonio
Flávio Uberti Costa
4
1
Programa de Pós Graduação em Geociências,
2
Departamento de Mineralogia e Petrologia,
3
Departamento de Paleontologia e Estratigrafia,
4
Departamento de Geologia. Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul -
UFRGS
Motivação: A Bacia de Pelotas é considerada fronteira exploratória pela indústria do
petróleo. O conhecimento acerca da compartimentação estrutural de seu embasamento é ainda
escasso. O reconhecimento de feições estruturais que possam ter controlado seu preenchimento
sedimentar é de grande importância por auxiliar a compreensão da sua história evolutiva. A
identificação dessas estruturas poderá servir de guia para localização das principais regiões que
contribuíram na transferência de sedimentos para a plataforma continental. A área escolhida
para este estudo é a região sul da Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS). A PCRS
representa a seção superior emersa da Bacia de Pelotas e possui sua evolução controlada por
fatores da dinâmica global (alóctones) e da dinâmica costeira (autóctones). Um dos fatores
menos conhecidos é a herança geológica gerada por estruturas e pelo relevo do embasamento.
Portanto, pretende-se investigar se existe influência do embasamento na distribuição espacial
das feições da Planície Costeira e assim verificar a possibilidade de condicionantes estruturais
terem controlado o preenchimento da Bacia.
Objetivo: Com o objetivo de melhor definir o arcabouço estrutural do embasamento da
Bacia de Pelotas em sua porção emersa, entre os municípios de Pelotas e do Chuí, estão sendo
aplicados os métodos potenciais de gravimetria e magnetometria. A interpretação integrada de
dados gravimétricos e magnetométricos permite a obtenção de diversas informações referentes à
composição e estruturação da Bacia. Esta estruturação, quando comparada com a distribuição
espacial dos depósitos sedimentares e feições da Planície Costeira pode sugerir um controle da
herança geológica, indicando as principais zonas de transferência de sedimentos das áreas fonte
para as porções mais profundas da Bacia.
Aplicação na Indústria do Petróleo: Sendo possível demonstrar o controle morfológico
e/ou estrutural do embasamento nos depósitos recentes, pode-se predizer que esse controle
ocorreu ao longo da evolução da Bacia. Desta forma, o reconhecimento e a delimitação das
principais estruturas auxiliarão na definição de regiões mais propicias para estudos futuros. Um
exemplo é o que ocorre na área de estudo, onde está sendo verificado que um vale inciso
holocênico possui um controle morfo-estrutural do embasamento. Essa constatação permite
inferir que na região desse vale inciso houve a instalação de canais de forma recorrente ao longo
da evolução da Bacia. Portanto, essa é uma área com ativa transferência de sedimentos para a
plataforma continental. Para estudos futuros, recomenda-se o mapeamento destes canais na
plataforma continental através de outros métodos geofísicos, o que poderá auxiliar na
prospecção de reservatórios.
Resultados Obtidos: Até o momento foram medidas 681 estações de gravimetria e 641
estações de magnetometria. Os dados levantados foram processados e as correções realizadas.
Foram gerados os mapas da Anomalia Bouguer e do Campo Magnético Total. Posteriormente,
os mapas foram filtrados para remoção do campo regional e obtenção das anomalias residuais
em diferentes profundidades. Com a interpretação integrada dos mapas obtidos constatou-se a
ocorrência de uma anomalia gravimétrica negativa junto à área do Banhado do Taim. No mapa
magnetométrico observou-se anomalias com orientação E-W, inclusive junto à anomalia
gravimétrica negativa. A análise dessas anomalias permite interpretar a ocorrência de fraturas
preenchidas por intrusões de rochas básicas. Entre essas fraturas ocorre uma depressão no
embasamento granítico, que se estende para leste. Nesta mesma região, foi identificada por
trabalhos anteriores, uma segmentação nos depósitos sedimentares pleistocênicos (barreiras).
Essa segmentação indica a presença de uma conexão entre o sistema lagunar e o Oceano
Atlântico. Assim, acredita-se que a depressão identificada no embasamento poderia controlar a
presença de vales incisos na região. Novas análises e filtragens estão sendo realizadas para a
obtenção da modelagem geológica que permitirá delimitar de forma aproximada a profundidade
e a variação composicional do embasamento.
Conclusões: O trabalho realizado permitiu obter um panorama da compartimentação
estrutural e das variações composicionais do embasamento da Bacia de Pelotas, na área de
estudo. Esta caracterização demonstrou um controle da herança geológica do embasamento no
posicionamento de uma feição da Planície Costeira. Tal constatação permite inferir o mesmo
controle ao longo da evolução da Bacia e sugerir uma área propicia para o desenvolvimento de
estudos mais aprofundados.
A aplicação dos métodos potenciais de gravimetria e magnetometria permitiu a obtenção de
diversas informações. Essas informações podem ser a base para o desenvolvimento de estudos
em áreas com pouco conhecimento, como as fronteiras exploratórias.
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