Revista Brasileira de Geciências Eduard Salamuni et al. 34(4):469-478, dezembr de 2004 MORFOTECTÔICA DA BACIA SEDIMETAR DE CURITIBA EDUARDO SALAMUI 1, HAS DIRK EBERT 2 & YOCITERU HASUI 2 Abstract MORPHOTECTOICS OF THE CURITIBA SEDIMETARY BASI The mrphstructural framewrk differentiatin in the Precambrian/E-Palezic basement and Cenzic sedimentary cver f the Metrplitan Area f Curitiba is due t extensinal and transtensinal netectnic mvements, with the cncurrence f climatic changes. Drainage mrphmetric analysis indicates tectnic influence in the mrphgenetic prcesses. Structural alignments cntrl the sub-rectangular and sub-parallel patterns f the drainage system, the asymmetry f the secnd-rder drainage sub-basins f the Iguaçu basin river, the main lcal base level, and the gemetry f the Cenzic sediments, including the alluvial depsits, which present asymmetric spatial distributin and narrwing segments in areas f crssed-alignments. The main secnd rder tributaries f the Iguaçu river, like the Pequen and Barigüi rivers, present tectnically cntrlled channels, as indicated by the cincidence f anmalies with lder structures reactivated since the Lwer Tertiary, as well as scarps that may be clearly bserved in digital elevatin mdels, even nt s accentuated. The higher nrthnrthwestern margin inclinatin f the Iguaçu River in relatin t its suth-sutheastern margin is a salient mrphstructural characteristic related with the Upper Iguaçu Fault, which defrmed the Curitiba sedimentary basin and t which part f the upper Iguaçu valley is adjusted. The fault was active during and after the Pleistcene, reflecting the mre recent netectnic activity, and may be recgnized thrugh the faulted clluvial-alluvial depsits and the weak seismic activities in the Serra d Mar. Keywrds: Curitiba sedimentary basin, mrphtectnics, mrphstructures, physigraphy, drainage system, netectnics. Resum Mviments tectônics gravitacinais e transtensinais cenzóics fram respnsáveis pela diferenciaçã d arcabuç mrfestrutural da área d embasament pré-cambrian/epalezóic e ds depósits sedimentares da Regiã Metrplitana de Curitiba, cm favr de mudanças climáticas. A análise mrfmétrica da rede de drenagem indica cntrle tectônic ns prcesss mrfgenétics. Alinhaments estruturais acham-se refletids ns padrões sub-retangulares e subparalels da rede de drenagem, na assimetria das sub-bacias de drenagem de segunda rdem d ri Iguaçu, principal nível de base lcal, e na gemetria ds depósits cenzóics, inclusive s aluvinares, que têm assimetrias na distribuiçã espacial e estrangulaments ns cruzament de alinhaments. Os principais tributáris de segunda rdem d ri Iguaçu, cm s ris Pequen e Barigüi, apresentam canais cntrlads tectnicamente, cm indica a cincidência das anmalias cm estruturas antigas reativadas a partir d Terciári Inferir, bem cm escarpas que, mesm puc elevadas, apresentam-se cm ba visualizaçã ns mdels digitais de elevaçã. Uma característica mrfestrutural saliente é a inclinaçã mais acentuada da margem nrte-nreste d alt ri Iguaçu em relaçã à margem sul-sudeste, mrflgia relacinada à Falha Alt Iguaçu, respnsável pela defrmaçã da bacia sedimentar de Curitiba e pel encaixe de parte da calha d alt ri Iguaçu. Essa falha esteve ativa durante e após Pleistcen, refletind a atividade netectônica mais recente, marcada inclusive em depósits clúvi-aluvinares falhads e pr uma SSfraca atividade sísmica na Serra d Mar. Palavras-chave: Bacia de Curitiba, mrftectônica, mrfestruturas, fisigrafia, rede de drenagem, netectônica. ITRODUÇÃO Trabalhs sbre a evluçã recente d Sudeste brasileir, baseads em dads gravimétrics, gelógics e mrftectônics, apntam semelhanças gemrflógicas entre as bacias d Paraná e d Kar, na África, inclusive em suas paledrenagens. As semelhanças seriam reflex, em superfície, de ht spt iniciad n Cretáce Inferir que casinu serguiment e rifteament da crsta, bem cm separaçã cntinental (ver Haralyi & Davin 1975, Almeida 1976, Siedner & Mitchell 1976, Asmus & Baisch 1983, Cx 1989, White & Mckenzie 1989). Os alts tpgráfics da Serra d Mar e de Cape-Angla estariam ligads à estrutura dômica riginal, pré-separaçã cntinental. Weissel (1990) apntu a existência de escarpas ersivas semelhantes à da Serra d Mar em margens passivas de tip Atlântic riginadas durante a ruptura cntinental. A regiã de csta brasileira apresenta altitudes superires a 1.000 m, prtant, em geral mais elevadas que restante d platô. Segund Xavier et al. (1996), a diferença hipsmétrica entre as prções nrte e sul da Serra d Mar, principalmente próxima a paralel 20ºS, seria devid a diferenças tectônicas herdadas d Pré-Cambrian/Epalezóic que cndicinaram serguiments diferenciais entre Meszóic e Cenzóic. Dentr deste cntext, a mrfgênese reginal seria resultante ds prcesss tectônics desde a abertura d Atlântic, cm envlviment de serguiments, geraçã de hrstes e grábens, frmaçã d cean e deriva cntinental, seguids de prcesss netectônics (Hasui 1990, Saadi 1993). Um ds prduts destes prcesss na vertente cidental da Serra d Mar sã as bacias tafrgênicas cntinentais d Sudeste (p. ex., Hasui et al. 1978, Mel et al. 1985), tais cm as Bacias de Curitiba e Sã Paul, pertencentes a Rifte Cntinental d Sudeste Brasileir (Riccmini et al. 1989). cas da Bacia de Curitiba, a hipótese tectônica, levantada inicialmente pr Siemiradzki (1898) e Almeida (1952), havia sid descartada em favr de idéias puramente centradas na atuaçã climática, prém Salamuni (1998) cnstatu que a mrfgênese inicial da bacia estaria cndicinada, em essência, pr uma tectônica reginal distensiva cm eix de abertura WW- 1 - Departament de Gelgia, Centr Plitécnic, Universidade Federal d Paraná. Caixa Pstal 19001. Centr Plitécnic, Departament de Gelgia. E-mail: salamuni@ufpr.br CEP 81531-990 Curitiba, PR. 2 - Departament de Petrlgia e Metalgenia, Institut de Geciências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista. Caixa Pstal 178. E-mails: hdebert@rc.unesp.br, hasui@terra.cm.br. Avenida 24-A, 1515. CEP 13506-900. Ri Clar, SP. Revista Brasileira de Geciências, Vlume 34, 2004 469
Mrftectônica da Bacia Sedimentar de Curitiba ESE a E-W. O Planalt de Curitiba encntra-se em um síti gelógicgemrflógic peneplanáltic, resultante da ersã pós-triássica das rchas sedimentares da Bacia d Paraná, que cbriam, anterirmente, esta regiã. Tal ersã deu-se em funçã de prcesss de denudaçã e dissecaçã lcais, gerads tant em funçã de mviments isstátics quant de basculament tectônic de blcs d embasament. Em relaçã à gemrflgia, Ab Sáber & Bigarella (1961) recnheceram dis cmpartiments: (1) a Superfície Alt Iguaçu (Maack 1947, Almeida 1955), crrespndente à Superfície Sul- Americana (King 1956), definida cm «típica de pediplanaçã exrrêica, nde a elevaçã isstática d escud permitiu a ersã e a abertura de um cmpartiment intermntan de eversã, cm um psterir aplainament, e (2) a Superfície de Curitiba, gerada pr pediplanaçã dminantemente endrrêica. Bigarella et al. (1965) atribuíram as superfícies aplainadas d Primeir Planalt d Paraná a prcesss mrfclimátics, cm alternância de climas úmids e secs. A Bacia de Curitiba está situada na prçã centr-sul d Planalt de Curitiba, abrangend a quase ttalidade d municípi hmônim e parte ds circunvizinhs, entre as crdenadas 49 00 e 49 35 WGr e 25 20 e 25 46 S (Fig. 1). Está inserida n Primeir Planalt d Paraná e é limitada a leste pela Serra d Mar e a este pela escarpa devniana (Serra de Sã Luiz d Purunã), crrespndente à Depressã Periférica n Estad de Sã Paul. Apresenta altitudes entre 750 e 980 m e um relev suavemente ndulad de mrrtes d embasament, em parte arrasads pela ersã, e também pr sediments clúvi-aluvinares recentes. O presente trabalh apresenta e discute a influência da estruturaçã tectônica na evluçã gemrflógica da área da Bacia de Curitiba, através de sua caracterizaçã mrftectônica, cm base na mrflgia e na esculturaçã da paisagem. MÉTODOS Para a caracterizaçã mrftectônica fram utilizads s dads de alinhaments estruturais, btids da interpretaçã ftgelógica nas escalas 1:70.000 e 1:25:000; bem cm s dads, gelógics e gemrflógics, btids ns levantaments de camp, smads a infrmações prévias ds trabalhs de Salamuni (1998) e Salamuni et al. (1999). Tdas as infrmações fram reunidas em cartas planialtimétricas digitalizadas da COMEC (1976), na escala 1:50.000. Mdels digitais de elevaçã (MDEs) smbreads, que representam a mrflgia lcal, fram elabrads cm prgrama 0 80 W 20 S 40 S 1000 km Figura 1 - Mapa de lcalizaçã da área estudada. 470 60 W Bacia d Paraná 60 W 40 W 20 S 25 30'S 49 45'W 0 500 km 49 45'W 0 10 km 25 30'S Ge3View (Lindenbeck & Ulmer 1995), aplicad para cnstruçã tplógica em estaçã gráfica RISC-UIX, utilizand s prcediments descrits pr Ebert et al. (1999). Mdels digitais de elevaçã cm a tplgia d terren e principais drenagens sbrepstas fram cnstruíds através d prgrama Surfer 8.0 (Glden Sftware 2000). Os estuds sã baseads ns cnceits da Gemrflgia Tectônica (Keller & Pinter 1996, Schumm et al. 2000), em que princípis gemórfics sã aplicads cm ferramenta para avaliar a história, a magnitude e a taxa de prcesss tectônics atuais u pré-atuais. As análises d padrões de drenagem fram realizadas de acrd cm a cnceituaçã de Strahler (1952), enquant que para as análises mrflógicas das bacias e sub-bacias hidrgráficas fram utilizads s métds da determinaçã d fatr de assimetria da bacia de drenagem (FABD) de Cx (1994), e d fatr de simetria tpgráfica transversal (FSTT) de Hare & Gardner (1985). As análises estruturais e mrfestruturais fram interpretadas à luz d mdel de Riedel (1929) crrentemente aplicad as regimes transcrrentes rúpteis, cm é cas d prcess d que incidiu na área estudada. ASPECTOS GEOLÓGICOS E MORFOESTRUTURAIS Cnstituiçã geral O planalt de Curitiba cnsiste de diversas unidades litestratigráficas d embasament pré-cambrian/ epalezóic e da Bacia Sedimentar de Curitiba (Fig. 2). O embasament Paleprterzóic, rejuvenescid n Mes/ eprterzóic e Epalezóic, cmpreende xists, quartzits, anfiblits e, principalmente, gnaisses e granitóides, em parte migmatizads, agrupads n Cmplex Atuba (Siga Jr. et al. 1995). As cberturas sedimentares crrespndem às frmações Guabirtuba e Tinguis, em cntat discrdante ersiv, além de depósits aluvinares. A Frmaçã Guabirtuba, cm espessura máxima de 80 m e idade admitida lig-micênica pr Salamuni (1998), é cmpsta pr pactes lamss e argilss, camadas essencialmente arcseanas, areias e depósits rudáces basais (Bigarella & Salamuni 1962, Becker 1982, Salamuni et al. 1999). A Frmaçã Tinguis, sbrepsta à primeira, tem idade pleistcênicahlcênica e representa s sediments retrabalhads da Frmaçã Guabirtuba. A calha da bacia cnstitui uma depressã rasa e alngada na direçã E-SW (Salamuni et al. 1998), cuja rigem tem cntrle estrutural pr falhas antigas d embasament, reativadas n Terciári Inferir. Características mrflógics, hipsmetria e s dmínis gemrflógics O Planalt de Curitiba é clins, cm ndulações suaves cm altitudes entre 880 e 980 m, intermeadas pr amplas planícies aluvinares de inundaçã que se estendem pr mais de 800 km 2. Grande parte das clinas sã articuladas pr talvegues encaixads em fraturas e mstram prcess de dissecaçã pr talvegues menres em suas encstas (Canali & Muratri 1981). Os pediments resultantes da ersã n interir e ns arredres da bacia sedimentar, além ds traçs principais da mrflgia, sã bem recnhecids ns mdels digitais de elevaçã (Fig. 3). A depressã da bacia é margeada pr dis alts tpgráfics e estruturais. O primeir é representad pels cntrafrtes cidentais ds granits que cmpõem maciç da Serra d Mar, situad a leste e sudeste, cm cristas de direçã W-SSE e ctas que scilam entre 1.100 e 1.200 m, pdend alcançar pics de até 1.800 m. As escarpas n lad cidental da serra sã abruptas Revista Brasileira de Geciências, Vlume 34, 2004
Falha Serra d Mar Ocidental Eduard Salamuni et al. Dmíni d Grup Açungui Zna de Cisalhament Curitiba 25 15 00 S 49 00 00 W 25 45 00 S QUATERÁRIO Depósits clúvi-aluvinais QUATERÁRIO/TERCIÁRIO Frmações Guabirtuba e Tinguis. Depósits argilss, lamss, arcseans, de areia fina, diamictítics e rudáces. Falha d Passaúna Falha d Passaúna Falha d Alt Iguaçu Falha d Alt Iguaçu PROTEROZÓICO Cmplex Atuba Gnaisses-granits, charnquits, anfiblits, xists e migm a tits Falhas nrmais Fliaçã Falhas inferidas Falhas bservadas Falhas cm tip de mviment bservad Falha inversa CURITIBA 49 36 00 W Figura 2 - Mapa litestrutural simplificad da Bacia de Curitiba e arredres. 49 36 30 W I V III III DOMÍIOS GEOMORFOLÓGICOS I Dmíni de planícies aluvinais u terrens aluvinares (funds de vale) II Dmíni de clinas (unidades de tp alngad - Frmaçã Guabirtuba e embasament) III Dmíni de clinas (unidades de tp plan - embasament e Frmaçã Guabirtuba) IV Dmíni de mntanhas marginais (Serra d Mar) V Dmíni de mrrs de tpgrafia mais u mens íngreme (Grup Açungui) Figura 3 - Dmínis gemrflógics interpretads a partir de mdel digital gerad através ds dads planialtimétrics das cartas 1:50000 da regiã de Curitiba. II 10 km V I II 25 15 00 S II IV 25 45 15 S IV 49 00 00 W e cnstituem feições de falha, inclusive cm facetas triangulares, em grande parte dissecadas. O segund alt estrutural, situad a este-nreste, é frmad pels metassediments d Grup Açungui, cm altitudes médias de 950 m e pics de até 1.100 m, apresentand-se cm cristas alngadas na direçã E-SW e W- SE. rmalmente s vales de direçã E-SW, intermeads entre essas cristas, representam s sistemas de falhas transcrrentes, enquant que aqueles de direçã W-SE relacinam-se cm diques de rchas básicas d Arc de Pnta Grssa. A mrflgia é caracterizada pr clinas alngadas, paralelas as grandes vales de ris lcalizads n dmíni da Frmaçã Guabirtuba e pr clinas arredndadas nde embasament é aflrante. O alt ri Iguaçu e seus frmadres dissecam a bacia, frmand depósits fluviais recentes cm planícies de larguras variadas, cnstituind dmíni gemrflógic das planícies de inundaçã, atualmente sujeitas a td tip de açã antrópica. Os mdels digitais de elevaçã da Bacia Sedimentar de Curitiba e as bservações de camp revelam que as frmas aplainadas da depressã, suavemente inclinadas para sul-sudeste, estã sulcadas pels talvegues frmadres da drenagem principal. Também se bserva uma depressã tpgráfica n centr da Bacia de Curitiba, característica de um baix estrutural lcal. A partir da interpretaçã de imagens digitais de elevaçã (Fig. 3), bem cm de ftgrafias aéreas, fram identificads cinc dmínis mrfestruturais principais, representads pr diferentes sistemas de relev. Esta cmpartimentaçã crrespnde a unidades hmgêneas cm as seguintes características mrflógicas: I - Sistema de planície u terrens aluvinais: planície de várzea u de inundaçã, cm depósits sedimentares puc entalhads e freqüentes terrens alagadiçs. II - Sistema de clinas de tp alngad: relev de clinas alngadas nas direções -S e E-SW, cm escarpas mais baixas, Revista Brasileira de Geciências, Vlume 34, 2004 471
Mrftectônica da Bacia Sedimentar de Curitiba entalhament relativ e dissecaçã lenta, ainda em desenvlviment e cm presença de rede de drenagem de densidade média. III - Sistema de clinas de tp plan: relev de clinas cm frmas arredndadas, tip meia-laranja, de vertentes suaves, em geral côncavas, cm entalhament e dissecaçã puc prfunda, mas cm densa rede fluvial. IV - Sistema de mntanha: relev mntanhs, cm escarpas altas e vertentes côncav-cnvexas, entalhament prfund, puca dissecaçã, preenchiment de canais e pequens tps tabulares, mas cm grande quantidade de pics. A drenagem é densa, puc rientada, cm exceçã ds segments principais. V - Sistema de mrrs: relev de mrrs cm cristas estreitas e alngadas geralmente rientadas segund E-SW e, em menr escala, para W-SE, intermeads pr regiões de tpgrafia arrasada, d tip clinsa alngada. Também é cmum a crrência de relev cárstic, que pssui feições de dissluçã, sumidurs, depressões e dlinas e entalhament prfund frmand rede de drenagem rientada e mens densa em relaçã a embasament migmatític. Sub-bacias de drenagem Cada um ds tributáris maires cnstitui a drenagem principal de 23 sub-bacias, que frmam parte da bacia hidrgráfica d alt ri Iguaçu na regiã de Curitiba (Tabela 1). Para a determinaçã de pssíveis anmalias espaciais de cada uma delas, resultantes de prcesss tectônics d basculament, aplicaram-se dis métds de quantificaçã, detalhads a seguir. O fatr de assimetria da bacia de drenagem (FABD) (Cx 1994), é utilizad nde há falhas recentes mascaradas u pbremente expstas, cm na Bacia de Curitiba. A assimetria de uma bacia reflete cmpnente de deslcament lateral d seu ri principal, perpendicularmente à direçã de seu eix. Esta migraçã é causada pr prcesss fluviais interns e/u frças tectônicas. A figura 4a exemplifica cm se btém s valres utilizads na relaçã FA=100.(Ar/At), nde Ar é a área da bacia à direita d ri (lhand para jusante) e At é a área ttal da bacia de drenagem. Valres de FABD iguais u próxims a 50 revelam puca u nenhuma atividade tectônica, s maires que 50 indicam um prvável basculament da margem direita d ri e s menres, um prvável basculament da margem esquerda. O fatr de simetria tpgráfica transversal (FSTT) (Hare & Gardner 1985) é basead n fat de que a migraçã preferencial d canal caracteriza uma assimetria d perfil tpgráfic transversal a canal. A Figura 4b mstra cm sã btids s valres utilizads na relaçã T=Da/Dd, nde Da é a distância da linha média d eix da bacia de drenagem até a linha média d cinturã d meandr ativ e Dd é a distância da linha média da bacia a divisr da bacia. Quand nã há alteraçã d perfil tpgráfic, T é próxim a zer, enquant a assimetria cresce à medida em que s valres de T se aprximam de 1. A Tabela 1 frnece s valres de FABD e FSTT de cada uma das sub-bacias de drenagem tributárias d alt ri Iguaçu, na regiã que abrange a Bacia de Curitiba, mstrand, através de uma classificaçã relativa, quais as sub-bacias que fram prvavelmente submetidas a uma mair mvimentaçã d substrat. A figura 5 mstra um mapa cm as sub-bacias de drenagem nde s tns de cinza mais escur representam as maires assimetrias da bacia e tpgráficas. As bacias ds ris Faxinal, Mauríci, Miringuava, Atuba e Minh, pr exempl, sã as de assimetrias mais acentuadas e pssivelmente as que mais sfreram prcesss tectônics. Cm estas crrem psterirmente à implantaçã da rede de drenagem, durante Hlcen, tmandse pr base a assimetria ds canais em relaçã a seus própris crps aluvinares, pde-se cnsiderar a atuaçã da netectônica. Os dmínis mrflógics, individualizads anterirmente cm base nas feições de relev e paisagem, frmam arcabuç geral ds dmínis mrftectônics. Estes, n entant, só puderam ser individualizads graças às anmalias de algumas das sub-bacias de drenagem. A reuniã de bacias hidrgráficas cm mesm grau de mvimentaçã de seu substrat (desde puc até bastante tectnizadas Tabela 1), permite supr que s limites ds blcs mvimentads entre si delimitam s dmínis mrftectônics, tant n âmbit da Frmaçã Guabirtuba quant n âmbit d embasament aflrante, e sã cincidentes cm s alinhaments estruturais que crtam, inclusive, s sediments aluvinares. Tais (a) (b) At Ar Dd Da T=Da/Dd divisr da bacia (T=1) Basculament linha média da drenagem T=0.35 T=0 (linha média) mais assimétric T=0.19 m ais simétric Figura 4 - (a) Fatr de assimetria da bacia de drenagem (FABD), que quantifica deslcament de um ri em funçã de causas tectônicas (mdificad de Hare & Gardner 1985); (b) Fatr de simetria tpgráfica transversa (FSTT), que quantifica deslcament de um ri cnsiderand a tpgrafia gerada pr causas tectônicas (mdificad de Cx 1994). 472 Revista Brasileira de Geciências, Vlume 34, 2004
Eduard Salamuni et al. Tabela 1 - Fatres de Assimetria de bacia de drenagem (FABD) e de simetria tpgráfica transversal (FSTT) das sub-bacias d alt ri Iguaçu. ID me da bacia de drenagem Fatr de assimetria da bacia (FABD) Fatr de simetria da tpgrafia transversal (FSTT) Efeit da tectônica Psiçã d Ri Iguaçu 1 Ri Izabel Alves 48,4 0 Puc rte 2 Ri Piranduva 59,7 0 Puc rte 3 Ri Guajuvira 62,2 0,23 Median rte 4 Ribeirã Camp Rednd 51,4 0 Puc rte 5 Ri Faxinal 31,1 0,32 Muit rte 6 Ri Mauríci 32,2 0,23 Muit rte 7 Arri Mascate 41,6 0 Puc rte 8 Ribeirã Ana Luiza 35,7 0,29 Median rte 9 Ri Tatu 45,9 0 Puc rte 10 Ribeirã Ctia 64,9 0,33 Median reste 11 Ri Miringuava 30,5 0,34 Bastante Oeste 12 Ri Pequen 36,0 0,26 Median Oeste 13 Ri Itaqui 43,5 0,26 Median Oeste 14 Ri Piraquara 53,2 0,10 Median Oeste 15 Ri Iraí??? Sudeste 16 Ribeirã Arri d Mei 46,5 0 Puc Sul 17 Ri Palmital 44,1 0,20 Median Sul 18 Ri Atuba 70,5 0,47 Bastante Sul 19 Ri Belém 62,7 0,28 Median Sul 20 Ri d Minh 70,1 0,34 Bastante Sul 21 Ri Barigüi 55,9 0,28 Bastante Sul 22 Ri Passaúna 65,5 0,23 Median Sul 23 Ri Verde 52,1 0 Puc Sul 25 15'21"S 49 36'30" W Bacia 19 FABD=62,7,17 Bacia 20 FABD=70,1,33 Bacia 21 FABD=55,8,20 Bacia 22 FABD=65,5,20 Bacia 18 FABD=70,5,17 Bacia 17 FABD=44,1,17 Bacia 16 FABD=46,5 49 00'00"W 25 15'00" S alinhaments sã cnseqüências da reativaçã de estruturas antigas d embasament, bem cm daquelas geradas n Terciári. A individualizaçã ds dmínis mrftectônics lcais tem cm resultad nã só a definiçã das unidades gemórficas hmgêneas, mas também a tectônica que afetu a regiã. Tal delimitaçã mstra padrões de drenagem diferenciads e anmalias de drenagens imprtantes, tais cm capturas, interrupções bruscas e frmaçã de meandrs. Bacia 1 FABD=48,4 25 45'41"S 49 36'15"W Bacia 2 FABD=59,7 Bacia 3 FABD=62,2,23 Bacia 23 FABD=52,1 Bacia 4 FABD=51,4 Bacia 5 FABD=31,1,32 Bacia 6 FABD=32,2,23 Bacia 7 FABD=41,6 Bacia 9 FABD=45,9 Bacia 8 FABD=35,7,29 Revista Brasileira de Geciências, Vlume 34, 2004 Bacia 15 FABD=? FSTT=? Bacia 11 FABD=30,5,34 Bacia 10 FABD=64,9,33 Cntrn da Bacia Sedimentar de Curitiba 0 Bacia 14 FABD=53,2,09 Bacia 13 FABD=43,5,25 Bacia 12 FABD=36,0,26 25 45'15"S 49 00'21"W 5 10 km Figura 5 - Sub-bacias das drenagens frmadras d ri Iguaçu, caracterizadas pr mair u menr efeit tectônic de acrd cm anmalias de drenagem. FEIÇÕES MORFOTECTÔICAS LOCAIS Escarpas de falhas A Bacia de Curitiba, sb pnt de vista mrftectônic, mstrase mens tectnizada e, prtant, mais plana d que as entidades gelógicas circunvizinhas, tais cm maciç da Serra d Mar, s metassediments d Grup Açungui e s metamrfits d embasament (Cmplex Atuba). A análise hipsmétrica revelu, entretant, blcs alts e baixs em funçã de alinhaments estruturais relativamente extenss, nde estã encaixads s segments maires da drenagem. O relev é marcad, na mairia das vezes, pr escarpas, prém cm diferenças de altitudes nã maires d que 30 m entre suas quebras negativa e psitiva. Pr serem baixas em funçã da ersã e da dissecaçã, nem sempre sã facilmente individualizadas nas vertentes suaves de vales simétrics. Escarpas sã mais cmumente assciadas a falhas nrmais u reversas e a falhas transcrrentes cm cmpnentes verticais e, segund Keller & Pinter (1996), relevs tpgráfics preexistentes pdem ser suficientes para a geraçã de escarpas. ã bstante, s alinhaments estruturais na base da bacia devem ter sid respnsáveis pelas escarpas existentes, já que a reativaçã de falhas é cmprvada pelas evidências de deslcament rúptil em estruturas presentes n embasament, as quais afetam prções significativas ds depósits sedimentares tant da Frmaçã Guabirtuba quant ds própris pactes aluvinares. Cm exempl deste fat destaca-se vale d ri Barigüi, qual delimita 473
Mrftectônica da Bacia Sedimentar de Curitiba a prçã leste da Bacia de Curitiba, ainda preservada ds efeits da ersã, e a prçã este, que encntra-se em franca dissecaçã, só havend manchas esparsas de sediments da bacia. A figura 6 destaca as escarpas em trechs ds ris Barigüi, Belém, Pequen, Miringuava e Palmital, que, mesm em cndições avançadas de dissecaçã, pdem ser identificadas pela assimetria das vertentes, depósits aluvinares na base da escarpa, terraçs aluvinares esparss e também pela presença de hrizntes laterítics em diferentes ctas d terren. A crrência de depósits e terraçs aluvinares, disseminads e nã cntínus, quebra ds hrizntes laterítics e psicinament de camadas em ctas diferentes sã feições cmuns nas bacias de drenagem na regiã analisada. As falhas principais da Bacia de Curitiba, visualizadas n mdel digital de elevaçã (MDE) (Fig. 7), as quais desenham as escarpas em superfície, apresentam direções W-SE, E-W e aprximadamente -S. Há indícis de que tais falhas estiveram ativas ns períds tardi e pós-sedimentaçã, cntrland s prcesss depsicinais entre Oligcen-Micen e Pleistcen Médi a Superir, bem cm gerand defrmaçã rúptil ns sediments, inclusive cm geraçã de cataclasits e, em pel mens um aflrament, sismits. Uma detalhada análise estrutural desta regiã pde ser encntrada em Salamuni et al. (2003). aquele trabalh há reuniã de infrmações a respeit d regime distensinal aprximadamente WW-ESSE a E-W da bacia durante sua frmaçã (tensr σ 1 vertical), e sb regime cmpressinal / transpressinal durante sua defrmaçã (tensr σ 1 hrizntal na direçã E-W, havend indícis de variaçã da direçã da tensã até sentid E- SSW) ainda verificada atualmente, cm atestam a sistematizaçã de dads getécnics lcais (Hach-Hach 1998, Krmann 2002). As direções de tensões principais fram btidas a partir de dads cinemátics das falhas (nrmais, inversas e transcrrentes) que secinam a Frmaçã Guabirtuba e seu embasament. Os dads mais significativs sã representads na figura 7 em diagramas estruturais, psicinads ns lcais de nde fram btids, permitind a representaçã das falhas cm indicativs d sentid 49 36 30 W 25 15 00 S 0 5 10 km Drenagem principal Escarpas cm indicaçã d plan de mair inclinaçã Indicaçã de prvável deslcament atual da drenagem Limite da Bacia Sedimentar de Curitiba 25 45 15 S Figura 6 - Mapa de escarpas de falhas na Bacia de Curitiba. 49 00 00 W 49 36 30 W 25 15 00 S 49 00 00 W 25 45 15 S Plans de falhas cm indicaçã de mviment (esteregramas de Schimdt - hemisféri superir) Frmaçã Guabirtuba (Bacia Sedimentar de Curitiba) Linhas de drenagem Figura 7 - Mdel digital de elevaçã da regiã de Curitiba que mstra a lcalizaçã da bacia sedimentar e as falhas que a segmentam 474 Revista Brasileira de Geciências, Vlume 34, 2004
Eduard Salamuni et al. de mvimentaçã das mesmas. Pr intermédi de tais representações fi pssível bservar que as falhas nrmais sã aquelas que permitem encaixe da drenagem, enquant que as inversas intensificam s prcesss em curs da dissecaçã ds sediments da Frmaçã Guabirtuba. Análise ds padrões e anmalias de drenagem A Bacia Sedimentar de Curitiba é drenada pel alt ri Iguaçu e seus tributáris de primeira, segunda e terceira rdens na cnceituaçã de Strahler (1952), havend ainda a influência, na sua prçã nrte, de algumas drenagens pertencentes à bacia hidrgráfica d ri Ribeira de Iguape. Os padrões de drenagem sã diferenciads entre interir da bacia sedimentar e seu entrn (Fig. 8). Em geral, padrã dendrític de uma área plana caracteriza a crrência de sediments hrizntalizads cm um suave mergulh reginal (Hward 1967), prém n interir da bacia sedimentar, cberta pels sediments da Frmaçã Guabirtuba, s padrões subdendrític e subretangular refletem cntrle estrutural da drenagem. Já padrã subparalel, principalmente na prçã este, reflete s mergulhs maires das vertentes assciadas a cristas alinhadas, u seja, a presença de mrfestruturas que subparalelizam frmas superficiais. A densidade de drenagem é mais alta em áreas dminadas pelas assciações facilógicas argilsas da Frmaçã Guabirtuba, crrend invers nas áreas dminadas pr aluviões, em funçã d caráter mais psamític destas últimas. As drenagens primárias e secundárias d alt ri Iguaçu que 49 36 30 W I II III IV V VI B R -476 BR-277 VI II IV Padrã sub-dendrític a sub-retangular Padrã sub-paralel V Padrã sub-dendrític a dendrític Padrã sub-dendrític a dendrític Padrã sub-dendrític e sub-retangular Padrã sub-dendrític a dendrític Revista Brasileira de Geciências, Vlume 34, 2004 BR-116 I III Limite da Bacia de Curitiba Limite entre znas de diferentes padrões de drenagem Drenagem principal 0 BR-376 BR-27 7 25 15'00"S 25 45'15"S 5 10 km Figura 8 - Mapa de drenagens cm delimitaçã de áreas de padrões distints. BR-116 49 00 00 W crrem n interir da bacia sedimentar apresentam padrões diferenciads entre suas vertentes nrte (direita) e sul (esquerda), adtand-se cm pnt de referência um pnt a jusante d ri. Estes padrões de drenagem, medianamente assimétrics, sã melhr bservads nas sub-bacias ds ris Pequen, Itaqui e Miringuava, cujs vales principais têm direçã WW-ESSE e sã cntrlads pr alinhaments estruturais, tal cm a sub-bacia d ri Barigüi, cuj alinhament, aprximadamente -S, é cntrlad tectnicamente pr uma falha nrmal, denminada de Falha d Barigüi. Os segments de drenagem de primeira rdem, verificads sbre rchas d embasament, preferencialmente rientads na direçã E-SW, apresentam padrões, além de texturas em ftgrafia aérea, diferentes daquelas d interir da bacia. As drenagens de segunda e/u terceira rdens pssuem um padrã sub-paralel, a sul da bacia, e sub-dendrític a dendrític a este e a leste. As drenagens de primeira rdem pssuem padrã dendrític a sul e a leste da bacia e mist (dendrític e em treliça) a este. Sbre embasament padrã é cntrlad pr alinhaments estruturais antigs, pssivelmente reativads n eógen. A direçã preferencial das lineações de drenagem cincide cm trend da fliaçã, respnsável pr parte da arquitetura da rede de drenagem, já que evidenciam sítis de menr resistência. As áreas d embasament a sul e a este da bacia apresentam mair densidade de drenagem, devid a sua mair impermeabilidade em relaçã as sediments da bacia (Fig. 8). A análise mrfmétrica pssibilitu caracterizar as anmalias de drenagem e recnhecer assimetrias imprtantes, tant nas calhas ds ris maires quant na distribuiçã de aluviões. Estas assimetrias sã melhr bservadas nas sub-bacias tributárias d ri Iguaçu, ns lcais nde sã bservadas escarpas. A mrflgia deste ri e cmprtament de seu canal refletem ajuste tectônic a falhas quaternárias. Segments d ri cm diferentes gradientes hidráulics, cuja trca vem se prcessand a lng d temp, registram mudanças n regime de sedimentaçã, cm lcais anterirmente favráveis à depsiçã, que agra sfrem dissecaçã d própri canal d ri em funçã d aument de seu gradiente. Dis fatres lcais sã dminantes na definiçã da arquitetura e das anmalias de drenagem: s tips litlógics e sua estruturaçã. As anmalias mais características nas drenagens de primeira e segunda rdem, tant na bacia sedimentar quant n embasament, sã as frmas em candelabr e em V, que definem imprtantes quebras de relev. A evluçã das vertentes definidas pr este padrã da drenagem está ligada inicialmente a mvimentações d substrat após a implantaçã da rede principal de drenagem na bacia, fat que segund Schumm et al. (2000) caracterizaria a existência de mviments recentes a lng de alinhaments e escarpas mais antigas. Um utr tip de anmalia imprtante refere-se à frma d canal e suas mudanças quant à psiçã da calha d ri e seus depósits aluvinares, cm é bservad na bacia d alt ri Iguaçu. O mesm apresenta diferenças na frma de seu canal a lng de seu perfil lngitudinal (Fig. 9), crrend n seu primeir segment (I), superir de mntante, cuja direçã é E-SW, canal cm gemetria retilínea e praticamente sem meandrs. Já n segund segment (II) d perfil lngitudinal d canal há um desnível tpgráfic e intensa frmaçã de meandrs devid à reduçã na energia hidráulica. Estes segments também sã cntrlads pr alinhaments estruturais W-SE u W-SSE, ns quais estã encaixadas várias drenagens tributárias d ri Iguaçu e que marcam znas de pequens barraments, prém cm 475
Mrftectônica da Bacia Sedimentar de Curitiba pucs u rars trechs de canais abandnads. Esta feiçã é mais evidente na fz d ri Barigüi, que crre n spé da escarpa de Falha d Barigüi. Esta feiçã mrfestrutural barra ri Iguaçu, retend sediments e gerand meandrs abandnads e pequenas feições lacustres laterais. últim segment d perfil analisad (III), a jusante d ri Passaúna, há a frmaçã de meandrs mais espaçads em funçã de utr barrament natural em funçã de alinhament estrutural psicinad a jusante, próxim as ris Passaúna e Verde. Drenagens de primeira e segunda rdem A determinaçã das direções preferenciais ds segments de drenagens de primeira e de segunda rdem (respectivamente, mais recentes e mais antigas) através de diagramas de rsetas (Fig. 10) revelu semelhanças cm a rientaçã das fraturas que secinam s sediments da bacia. Cnsiderand que s segments de primeira rdem refletem últim event tectônic, a rientaçã btida, E-SW/W-SE, pssibilita explicar parte das relações estruturais das fraturas geradas neste event. As rsetas das drenagens de segunda rdem mstram duas tendências, 40-60W e 40-60E, cm diferenças entre suas direções principais de até 100 ns ânguls mais aberts a nrte e a sul, e 80 ns ânguls mais fechads a leste e este. Ist também crrespnde à rientaçã das estruturas medidas na bacia sedimentar e n embasament. As direções preferenciais das lineações de drenagens de segunda rdem, n embasament estã rientadas segund E- SW e W-SE, enquant na cbertura sedimentar as lineações mais representativas têm direçã E-SW. A caracterizaçã destas lineações de drenagem permite uma interpretaçã mrftectônica, já que sã cntrladas pr alinhaments estruturais e, prtant, sã geneticamente ligadas à atividade tectônica. 49 36 30 W 25 45 15 S Ri Passaúna Ri Verde RIO IGUAÇU Ris maires Ri Barigui Ri Mauríci Setres Ri Palmital Ri Piraquara Ri Itaqui Ri Pequen Ri Miringuava Figura 9 - Setres cm diferentes frmas d canal d alt ri Iguaçu: (I) frma retilínea, (II) frma meandrante, (III) frma mista meandrante-retilínea. 0 25 15 00 S 49 00 00 W 5 10 km Terrens aluvinares Figura 10 - Mapa das lineações de relev (drenagens de primeira rdem) e análise estatística de direções através de diagramas de rsetas. A sbrepsiçã d mdel de cisalhament rúptil de Riedel na rseta ds traçs das drenagens de segunda rdem, tant ds sediments quant d embasament, mstra uma relaçã cm um binári dextral de direçã E-SW, cm eix de tensã principal máxima (σ 1 ) próxim à direçã ESE-WW. As lineações de drenagem cm direçã E-SW cincidem cm s plans R, Y e P. As lineações de drenagem W-SE sã paralelas a plan de cisalhament cnjugad de Riedel (R ), enquant as lineações em trn de E-W crrespndem às fraturas de distensã (T) (Fig. 10). A rseta das drenagens de primeira rdem mstra quatr direções: E-SW, W-SE, E-W e, preferencialmente, -S. Os melhres ajustes d mdel de Riedel dã-se em dis cass: (1) binári E-SW sinistral, em que as direções da lineaçã em trn de E-SW cincidem cm s plans de cisalhament R, Y e P, as lineações W-SE cm R e direçã -S cm fraturas de distensã (T); (2) binári W-SE dextral, em que as direções da lineaçã em trn de W-SE crrespndem a plans de cisalhament R, Y e P, as lineações E-SW cm R e as direções -S cm as fraturas de distensã (T). s dis cass s eixs de tensã principal máxima (σ 1 ) tem direçã aprximada -S, que é mais cerente cm s resultads das análises das drenagens de segunda rdem. Estas interpretações mrftectônicas sã limitadas pel fat da análise ser bidimensinal, mas representam uma aprximaçã ds padrões estruturais e até cinemátics resultantes da tectônica transcrrente lcal (Salamuni et al. 1999). 476 Revista Brasileira de Geciências, Vlume 34, 2004
Eduard Salamuni et al. DISCUSSÃO E COCLUSÃO As feições descritas envlvem parâmetrs cnhecids na literatura que trata das anmalias de drenagem. Hward (1967) define apareciment abrupt de meandrs, bem cm a crrência daqueles meandrs muit cmprimids, cm resultantes de dms. a Bacia de Curitiba interpreta-se a existência de basculaments, cujs plans de mviment sã aprximadamente perpendiculares à linha d canal d ri Iguaçu. De acrd cm Ouchi (1985) a mrflgia de um ri e cmprtament de seu canal pdem ser respstas a prcess de ajuste tectônic quand um canal, que apresenta frmas meandrantes a mntante e reticuladas a jusante, tem seu substrat serguid, gerand barrament. A trca lenta d gradiente hidráulic altera regime de sedimentaçã d ri e a mrflgia da sua planície aluvinar, cm é cas d alt ri Iguaçu nde a quantidade de meandrs é invariavelmente mair na margem esquerda (sul e sudeste d eix d ri). As drenagens da margem nrte e nreste sã mais retilíneas. Estas feições indicam um basculament da prçã nrte em relaçã à d sul. As mudanças na mrflgia das planícies aluvinares sã respstas a um prcess lent de mvimentaçã d substrat e, pr sua vez, alteram regime hidráulic e a arquitetura d depósit aluvinar. A migraçã preferencial ds canais leva a desenvlviment de depósits, cujs registrs indicam a direçã d mergulh d blc basculad. s tributáris d alt ri Iguaçu bserva-se uma alternância da migraçã: n segment superir mviment se faz de nreste para sudeste, estand blc a nreste em pssível subsidência rtacinal (cisalhament simples) em relaçã a blc sudeste. Ist é cnfirmad pela geraçã de meandrs nas drenagens tributárias d blc sudeste, devid a levantaments de blcs estruturais d embasament. segund segment, intermediári superir, a tendência é psta e canal está deslcad para nreste, reveland uma subsidência d blc sudeste em relaçã a nreste. terceir segment, u intermediári inferir d perfil lngitudinal d ri, canal vlta a migrar para sul-sudeste, indicand que blc em subsidência psicina-se a nrte d ri, que é cnfirmad pela migraçã d ri Barigüi em relaçã à sua planície aluvinar a este. Em relaçã a este tributári, sua margem este está levantada a lng de uma escarpa de falha. O últim segment d ri, inferir, revela um deslcament generalizad d seu canal para nrte em relaçã à sua planície aluvinar, que indica um levantament de blcs na margem sul d ri Iguaçu. Os tributáris principais também apresentam migraçã ds seus canais em relaçã a seus depósits aluvinares, sugerind que após a implantaçã da drenagem atual, ajuste ds blcs, s quais limitam prções d embasament e da bacia sedimentar, prmveu deslcaments entre s mesms para a acmdaçã de tensões em funçã d seu ajuste netectônic. A tectônica da Bacia de Curitiba é vinculada a um prcess mais ampl de acmdaçã de esfrçs intraplaca, discutids, entre utrs, pr Assumpçã (1992), Lima et al. (1997) e Hasui et al. (1998), que influenciu a evluçã d Rifte Cntinental d Sudeste Brasileir (Riccmini et al. 1989). Esta tectônica geral tem cntrlad s aspects gemrflógics da bacia através de sua estruturaçã mrftectônica desde sua implantaçã a partir d Oligcen-Micen até presente, caracterizand s prcesss tectônics recentes. Os dads de camp e s mdels digitais de elevaçã (MDEs) mstram que a rganizaçã espacial, a estratigrafia e a distribuiçã facilógica ds sediments estã ligadas à tectônica d fim d Terciári e Quaternári, aqui chamada de netectônica, que cntrlu sua frmaçã e defrmaçã da Bacia de Curitiba. Igualmente, a caracterizaçã mrfestrutural em subsuperfície d embasament da bacia é mais uma evidência da influência tectônica na sua frmaçã (Salamuni et al. 1998). a Bacia de Curitiba s padrões de drenagem sã preferencialmente cntrlads pels alinhaments estruturais que seccinam embasament. iníci da evluçã da bacia, n Oligcen-Micen, a tectônica presente na épca cntrlu a sedimentaçã, enquant d Pleistcen até presente a netectônica, prpriamente dita, prpicia a expsiçã de blcs tectônics e, cncmitantemente, em clima úmid, seu entalhament através ds prcesss de ersã e dissecaçã. Agradeciments À Fundaçã de Ampar à Pesquisa d Estad de Sã Paul (FAPESP) pel api a Prjet Temátic de Equipe etectônica, Mrfgênese e Sedimentaçã Mderna n Estad de Sã Paul e Regiões Adjacentes (Prcess 95/04417-3), dentr d qual fi realizad presente estud. As revisres da RBG pelas sugestões a manuscrit. Referências Ab Sáber A.. & Bigarella J.J. 1961. Superfícies aplainadas d Primeir Planalt d Paraná. Bl. Paranaense Gegr., 4/5:116-125. Almeida F.F.M. 1952. vas crrências de camadas supstas plicênicas ns Estads de Sã Paul e Paraná. Bl. SBG, 1(1):53-58. Almeida F.F.M. 1955. As camadas de Sã Paul e a tectônica da Serra da Cantareira. Bl. SBG, 4(2):23-40. Almeida F.F.M. 1976. The system f cntinental rifts brdering the Sants Basin, Brazil. An. Ac.. Ciênc., 48 (Suplement):15-16. Asmus H.E. & Baisch P.R. 1983. Gelgical evlutin f the Brazilian cntinental margin. Episdes, 4:3-9. Assumpçã M. 1992. The reginal stress field in Suth America. J. Geph. Res., 97:1189-1193. Becker R.D. 1982. 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