SISMO-ESTRATIGRAFIA DO HOLOCENO NA BAÍA DE GUANABARA: PORÇÃO AO NORTE DA ILHA DO GOVERNADOR

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1 SISMO-ESTRATIGRAFIA DO HOLOCENO NA BAÍA DE GUANABARA: PORÇÃO AO NORTE DA ILHA DO GOVERNADOR Marcelo Sperle Dias1; Marcello V. R. Carnevale1; Gilberto T. M. Dias2, Luciana Bispo1 & Maurizio Bonardi3 1 Depto. Oceanografia, UERJ(sperle@uerj.br); 2LAGEMAR, UFF; 3 Universidade de Ca Foscari de Veneza, Itália. Abstract. The Ganabara Bay is a tropical embayment with 377 Km2 located in Rio de Janeiro State, Southeast Brazil. It s classified as a partially startified estuary driven mainly by tidal currents. The Guanabara Bay s geologyis characterized by Proterozoic granites and gneiss folded during the Cenozoic and eroded since then. This stratigraphy is not well known but a number of works related the sedimentation to the Pleistocene. However, by using high resolution seismics 2-16 khz and long-corer samples we could examine in detail an area of 4 km2, among the latitudes 22o 45' 34 '' and 22o 46' 39 '' South and longitudes 43o 11' 43 '' and 43o 12' 43 '' West, close to Governador Island, in the north of Guanabara Bay. The sismo-stratigraphic analysis constrained by the stratigraphy reveals it sedimentation during the Holocene. This work discusses those data and may contributed for a better understanding of the Holocene transgression. Palavras-chave: Sismo-estratigrafia, Holoceno, Baía de Guanabara. 1. Introdução estratigráfica do Holoceno na Baía de Guanabara em uma porção ao norte da Ilha A Baía de Guanabara está localizada do Governador (fig. 1). no litoral do estado do Rio de Janeiro, na O presente trabalho vem sendo região metropolitana da cidade do Rio de desenvolvido no âmbito do Projeto Janeiro, entre as coordenadas 22O 40 e 23O TAGUBAR (Tangencial Aeration & 00 Sul de latitude e 43O 00 e 43O 20 Oeste Recovery in Guanabara Bay) em convênio de longitude (fig.1). Sua origem celebrado entre o Departamento de geomorfológica está ligada a Transgressão Oceanografia e Hidrologia/UERJ e a Guanabarina (Amador 1980) que se iniciou a Universidade de Ca Foscari de Veneza, AP com a inundação de um vale Itália. fluvial Pleistocênico (Amador 1997). A região que abriga a baía esta inserida em um 2. Métodos e Técnicas conjunto de depressões Terciárias que deram origem a chamada Baixada Fluminense ou Para obtenção dos dados geofísicos Rifte da Guanabara que está sobre rochas foi utilizado o sistema GEOSTAR Fullpré-cambrianas constituídas essencialmente Spectrum da EDGETECH, Inc., o qual opera por gnaisses, migmatitos e granitos. com ondas acústicas em freqüência (Almeida 1976; Asmus & Ferrari 1978; modulada na faixa de 2-16 khz, composto Ferrari 1990). por um registrador digital integrado a um Utilizando-se da sísmica rasa de alta sistema emissor (fonte-receptor) do tipo resolução juntamente com métodos de rebocado (tow-fish SB-216). sondagem direta através da coleta de Os dados brutos obtidos no testemunhos (long-core), este trabalho tem levantamento sísmico foram processados no por objetivo a investigação sismosoftware EdgeTech Discover Sub-Bottom

2 3.27, onde sofreram as reduções necessárias a fim de gerar os perfis sísmicos. Estes perfis foram interpretados sismoestratigraficamente (Vail et. al. 1977) a partir do mapeamento de seqüências sedimentares com base em seus padrões de eco-caráter, que são dependentes da impedância acústica dos sedimentos (Damuth 1975; Damuth & Hayes 1977). Nesta etapa, os dados sísmicos foram parametrizados pelos testemunhos coletados, cujas análises granulométricas foram realizadas no Laboratório de Oceanografia Geológica da UERJ, segundo metodologia de Suguio (1973), com posterior tratamento estatístico (Shepard 1954). Após esta fase, os perfis sísmicos foram georeferenciados e mapas de isópacas e contorno estrutural do embasamento foram gerados. 3. Resultados A interpretação sismo-estratigráfica resultou na diferenciação de 6 tipos de ecocarater, que permitiram mapear além do fundo e do embasamento acústico, mais cinco horizontes acústicos, que resultam em seis camadas sedimentares como mostrado na figura 2. Foi verificado também, a ocorrência de paleocanais de drenagem, associados ao contorno estrutural do embasamento acústico. A figura 2 mostra ainda a localização do ponto de sondagem no perfil sísmico bem como a profundidade das amostras recuperadas. Os testemunhos foram coletados a partir do fundo submarino, de metro em metro, atingindo a profundidade de 10m, que resultaram em 11 amostragens, denominadas como: amostras 0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10. Os principais resultados das análises granulométricas, texturais e estatísticas realizadas segundo Shepard (1954) encontram-se na tabela Discussões Através da sísmica rasa de alta resolução foi possível determinar a estratigrafia do Holoceno na região noroeste da Baía de Guanabara com a determinação de 6 camadas sedimentares como mostrado na figura 2. A camada 6 é caracterizada pelas amostras 0 e 1, que foram classificadas como, possuindo teor de matéria orgânica variando entre 13 e 18. Estes valores percentuais de matéria orgânica podem estar produzindo gás no sedimento, oriundo de sua decomposição, e que nos perfis geram manchas escuras, impedindo a propagação do sinal acústico (Garcia-Garcia et al. 1999; Baptista Neto et al. 1996). Estas manchas escuras foram associadas ao ecocarater 6. As amostras 4, 5, e 6, correspondentes a camada 4, foram classificadas como e possuem a mesma distribuição percentual de silte grosso, silte médio e silte fino, correspondendo assim, a uma única camada estratigráfica, o que é compatível com a interpretação sismoestratigráfica. A amostra 7 é caracterizada pelo aumento do percentual de silte grosso e diminuição do percentual de silte médio na amostra, enquanto que a fração de silte fino permanece a mesma, quando comparado com as amostras anteriores (4, 5 e 6). Ainda nesta amostra (7), as primeiras frações de areia muito finas surgem nos resultados, na ordem de 6. Embora, pouco significativas, estas não foram encontradas nas sequências anteriores. Esta amostra esta no interior da camada 3 que é caracterizada por uma mudança significativa do padrão de ecocaráter em relação a anterior (camada 4). Esta mudança na característica do ecocarater da camada 3 é causada pela presença desta areia na sequência. A camada 2 engloba as amostras 8 e 9. Verificando os resultados destas amostras,

3 notou-se a mesma distribuição entre as frações granulométricas de silte grosso e silte médio, ou seja, elas possuem a mesma característica de distribuição para estas duas frações. Nota-se ainda, um percentual significativo de silte muito fino para a amostra 8, além da presença de areia muito fina para esta mesma amostra (em torno de 6). Na amostra 9, o percentual desta areia sobe para 8,3. Sendo assim, as amostras supracitadas são compatíveis com a formação de uma única camada estratigráfica (2). A amostra 10 apresentou o maior percentual de areia fina encontrada nos testemunhos, em torno de 25, sendo então caracterizada como arenosa. Os resultados da análise macroscópica (tabela 2) realizada nesta fração de areias sugerem uma origem marinha transgressiva (Suguio 1973). Esta amostra esta situada no topo da camada 1, que é caracterizada por um ecocaráter muito escuro, estando depositada sobre o embasamento. Levantamento realizado por Oliveira (2000), nas proximidades da Ilha de Paquetá, com o sistema Raytheon modelo RTT 1000A com frequência de 3,5 khz, encontrou em seus perfis um refletor com a mesma característica de ecocaráter descrita acima, estando este refletor na mesma faixa de profundidade de ocorrência e depositado sobre o embasamento cristalino. Provavelmente esta convergência de características é provocada pela mesma suíte mineralógica. Oliveira (op cit.) infere através das descrições realizadas por Amador (1997) que este eco seria produzido por areias fluviais Pleistocênicas e estariam soterradas sob um pacote sedimentar de s Holocênicas. No entanto, a amostragem realizada nesta seqüência, revelou conter areias de origem marinha transgressivas, conforme mostram os resultados da tabela Conclusões A utilização da sísmica rasa de alta resolução demonstrou ser bastante útil na investigação estratigrafia ao longo do Holoceno, no interior da Baía de Guanabara. Pôde-se verificar pelos perfis sísmicos a estratificação sedimentar ocorrida a partir da inundação provocada pela Transgressão Guanabarina (Amador 1980). Esta estratificação pôde ser comprovada pelos diferentes tipos de ecocaráter encontrados nos perfis sísmicos, juntamente com os resultados das análises realizadas nos testemunhos. Estes revelaram 7 horizontes sísmicos perfazendo seis camadas sedimentares. Foram ainda, identificados o embasamento cristalino, além de paleocanais de drenagem. Outros perfis sísmicos e testemunhos (long-core), realizados na área de estudo aguardam análise, e seus resultados certamente contribuirão de forma a enriquecer o conhecimento do paleoambiente da região. 6. Referências ALMEIDA, F. F. M.; AMARAL, G.; CORDANI, U. & KAWASHITA, K The system of continental rifts bordering the Santos Basin, Acad. Bras. Ciênc. 48 (supl): AMADOR, E.S Assoreamento da Baia de Guanabara - Taxas de sedimentação. Anais da Academia Brasileira de Ciências 52(4): AMADOR, E. S Baía de Guanabara e Ecossistemas Periféricos: Homem e Natureza. Rio de Janeiro, Reproarte Gráfica e Editora. 539p. ASMUS & FERRARI ASMUS, H. E. & FERRARI, A. L. (1978). Hipótese sobre a causa do tectonismo cenozóico na região sudeste do Brasil. In: Projeto REMAC. Aspectos estruturais da margem continental leste e sudeste do

4 Brasil. Rio de janeiro, PETROBRÁSCENPES-DINEP. P (série Projeto REMAC, n. 4). BAPTISTA NETO, J.A.. SILVA, M.A.M. & FIGUEIREDO, JR. A.G Sísmica de alta freqüência e o padrão de distribuição de sedimentos na Enseada de Jurujuba (Baía de Guanabara) - RJ/Brasil. Revista Brasileira de Geofísica, 14(1): DAMUTH, J. E Echo character of the western equatorial Atlantic floor and its relationship to the dispersal and distribution of terrigenous sediments, Marine Geology, 18: DAMUTH, J. E. & HAYES, D. E Echo character of the east brazilian continental margin and its relationship to sedimentary processes, Marine Geology, 24: FERRARI, A. L A Geologia do Rift da Guanabara (RJ) na sua Porção Centro-ocidental e sua Relação com o Embasamento Pré-Cambriano. XXXVI Congresso Brasileiro de Geologia. Natal/RN pp. GARCIA-GARCIA, A.; VILAS, F. & GARCIA-GIL, S A seeping sea-floor in a Ria enviroment: Ria de Vigo (NW Spain). Eviromental Geology. 38 (4): OLIVEIRA, V. L Assoreamento na Ilha de Paquetá (RJ). Dissertação de Mestrado. Universidade Federal Fluminense, 40 pp. SUGUIO, K Introdução a sedimentologia, Ed. Edgard Blücher LTDA, 317 p. VAIL, P. R.; MITCHUM, R. M. Jr.; TODD, R. G.; WIDMIER, J. M.; THOMPSON, S.; SANGREE, J. B.; BUBB, J. N. & HATLELID, W. G Seismic Stratigraphy and Global Changes of Sea Level. In: C. E. Payton, org.: Seismic Stratigraphy Applications to Hydrocarbon Exploration. AAPG Memoir 26, pp SHEPARD, F.P; Moore, D. G Sedimentary environment differentiated by coarse-fraction studies. Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geologists, v.38, p ,. Tabela 1 Resumo dos resultados das análises texturais e estatísticas realizadas segundo Shepard (1954) dos testemunhos coletados. ( sem recuperação). Amostra Classificação Classificação Matéria Selecionamento Cascalho Areia Silte Argila Textural Curtose Orgânica Carbonato Muito Leptocúrtica Mod bem selecionada Leptocúrtica Mod bem selecionada Leptocúrtica Mod. bem Selecionada leptocúrtica Mod bem selecionada leptocúrtica Mod bem selecionada platicúrtica pobrem selecionada mesocúrtica pobrem selecionada leptocúrtica mod selecionada com areia muito leptocúrtica muito pobremente selec Tabela 2 Resultados das análises macroscópicas realizadas na fração grossa (areias muito finas) da amostra 10 referentes a sua composição, grau de esfericidade segundo Rittenhouse, (1943, apud Suguio 1973) e grau de

5 arredondamento segundo Russel, Taylor & Pettijohn, (1967, apud Suguio 1973). Os resultados sugerem uma origem marinha transgressivas para estes sedimentos (Suguio 1973). Amostra 10 Quartzo Quartzo Quartzo leitoso transparente branco Mica Feldspato 5 0 Grau de Grau de esfericidade arredondamento Boa esfericidade Sub-arredondado (classif. 83). (0,25-0,40).. I. do Governador I Figura 1 Localização da área de estudo com o posicionamento do perfil sísmico (AA ). Porção ao norte da Ilha do Governador, na Baía de Guanabara/RJ.

6 A B Figura 2 Em (A): Perfil sísmico contendo todos os diferentes tipos de ecocarater (em vermelho) encontrados neste trabalho. É mostrado também, o mapeamento de paleocanais de drenagem (em azul). Em (B): a interpretação sismoestratigráfica realizada levando-se em consideração a parametrização dos tipos de ecocarater juntamente com os resultados das analises granulométricas, texturais e estatísticas realizadas nas amostras. É mostrado a posição onde ocorreu o ponto de sondagem.