Qualifica LUIZ 2013

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN

SETOR DE CINCIAS DA TERRA

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM GEOLOGIA

LUIZ HENRIQUE SIELSKI DE OLIVEIRA

DINMICA SEDIMENTAR DA PLATAFORMA CONTINENTAL INTERNA

PARANAENSE

CURITIBA

2013

LUIZ HENRIQUE SIELSKI DE OLIVEIRA

DINMICA SEDIMENTAR DA PLATAFORMA CONTINENTAL INTERNA

PARANAENSE

Exame de qualificao apresentado ao Curso de Ps-Graduao em Geologia, rea de concentrao em Geologia Ambiental, Setor de Cincias Terra, Universidade Federal do Paran, como requisito parcial a obteno do ttulo de doutor em geocincias.

Orientador: Prof. Dr. Rodolfo Jos Angulo

CURITIBA

2013

SUMRIO

1. INTRODUO ................................................................................................................ 3

2. MORFODINMICA DOS SEDIMENTOS DA PLATAFORMA CONTINENTAL

INTERNA DO PARAN .............................................................................................. 6

2.1 INTRODUO ............................................................................................................................... 6

2.1.1 REA DE ESTUDOS .................................................................................................. 8

2.2 MATERIAIS E MTODOS ........................................................................................................... 11

2.3 RESULTADOS E DISCUSSO ................................................................................................... 13

2.3.1 Feies morfolgicas e batimtricas de larga escala na plataforma interna do Paran

.................................................................................................................................. 13

2.3.2 SEDIMENTOS SUPERFICIAIS DA PLATAFORMA INTERNA DO PARAN. ......... 15

2.3.2 SETOR DA PLATAFORMA INTERNA ...................................................................... 19

2.3.3 SETOR GUARATUBA .............................................................................................. 20

2.3.4 SETOR PRAIA DE LESTE ....................................................................................... 21

2.3.5 SETOR SUPERAGI ............................................................................................... 23

3. FORMAS DE FUNDO E ASSOCIAO DE FCIES NA PLATAFORMA INTERNA

PARANAENSE ......................................................................................................... 25

3.1 INTRODUO ............................................................................................................................. 26

3.1.1 REA DE ESTUDOS ................................................................................................ 27



4. O AMBIENTE DEPOSICIONAL DOMINADO POR TEMPESTADES DA

PLATAFORMA CONTINENTAL INTERNA DO PARAN ....................................... 39

4.1 INTRODUO ............................................................................................................................. 39

4.1.1 REA DE ESTUDOS ................................................................................................ 43



5. PLANO DE AO PARA CONCLUSO DA TESE ..................................................... 47

6. REFERNCIAS ............................................................................................................. 48

3

1. INTRODUO

Plataformas continentais internas so definidas como a poro mais rasa da

plataforma continental cujo leito est frequentemente sujeito a atuao dos movimentos

oscilatrios gerados por ondas (Wright, 1995). Como um ambiente deposicional marinho

raso as plataformas continentais so originadas pelo acmulo de material siliciclstico ou

carbontico. Os primeiros modelos de sedimentao em plataformas continentais

apresentavam a ideia de seleo progressiva na qual haveria uma diminuio da

granulao dos sedimentos costa a fora conforme diminui a energia dos processos fsicos

responsveis pela mobilizao de partculas nestes ambientes (Johnson, 1919; Marr,

1929). Esta suposio foi baseada em modelos empricos de larga escala e em

interpretaes de registros estratigrficos em rochas sedimentares (Marr, 1929), porm a

distribuio dos sedimentos nas plataformas atuais ainda era pouco conhecida.

Levantamentos sobre a composio sedimentar do leito marinho em escalas regionais e

locais reconheceram que nem a granulao e a distribuio de sedimentos em

plataformas continentais apresentam uma variao regular desde a linha de costa at a

quebra da plataforma (Curray, 1960; 1965; Frazier, 1974; Suter, 1987).

O termo relquia, designado para sedimentos que no esto em equilbrio com

dinmica atual do ambiente deposicional (Shepard, 1932; Emery, 1968), se refere ao

produto de uma deposio pretrita. Swift et al. (1971) introduziram o conceito de

sedimentos palimpsestos para aqueles sedimentos que so produtos de uma deposio

pretrita, mas so sujeitos ao retrabalhamento por processos correspondentes ao regime

hidrodinmico atual. A sistematizao de uma classificao baseada nos processos de

suprimento e distribuio de sedimentos que mesclam caractersticas de depsitos

modernos e relquias foi tema do trabalho de McManus (1975).

Os mecanismos de transporte e deposio de sedimentos em plataformas

permanecem como um assunto em discusso (Dalrymple e Cummings, 2004; Wright,

1995; Walsh e Nittrouer, 2009, Murray e Thieler 2004). A atuao de vrios processos de

suprimento e distribuio reconhecida por Wright (1995). Em relao ao suprimento os

sedimentos so fornecidos a partir canais fluviais ou esturios para a plataforma por

processos como fluxos gravitacionais, de densidade, geostrficos ou fluxos combinatrios

(que combinam fluxos oscilatrios e unidirecionais). Ao passar o domnio da praia e

4

aportar na plataforma os sedimentos podem ser depositados prximos costa ou

transportados paralela ou transversalmente costa at regies mais profundas da

plataforma (Wright, 1995). Alm do suprimento de sedimentos a constituio de um

depsito de plataforma depende do espao de acomodao. Se a taxa de aporte de

sedimentos maior do que a criao de espao de acomodao a plataforma

configurada pelo domnio de suprimento, progradante, e se o suprimento no suficiente

para preencher o espao disponvel ento se configura um domnio de acomodao, ou

transgressivo (Swift e Thorne, 1991).

Processos deposicionais e erosivos relativos transgresso aps o ltimo

mximo glacial com a rpida subida do nvel do mar durante o Holoceno afogaram

ambientes deposicionais costeiros como esturios, lagunas, deltas plancies costeiras

com cordes litorneos e tambm ambientes deposicionais fluviais e elicos. Alm de

afogados, em muitas regies onde h aporte sedimentar holocnico grande o suficiente,

estes ambientes tambm se encontram enterrados. A interao entre os sedimentos

superficiais depositados na plataforma e o regime hidrodinmico influenciada pelo

arcabouo estrutural e pela topografia do ambiente pretrito de modo que favorece o

desenvolvimento de formas de fundo no leito marinho (Bastos et al. 2003; Li e Amos,

1999; Amos et al., 1996; Amos et al., 1988; Duke, 1985).

Browder e McNinch (2006) descrevem uma correlao espacial entre a ocorrncia

de paleocanais e a morfologia da zona litornea (nearshore) onde barras oblquas costa

ocorrem associadas a afloramentos de cascalho. Outro tipo de formas de fundo formado

por sedimentos palimpsestos so as formas de fundo ordenadas (sorted bedforms) ou

depresses erosivas com marcas onduladas (rippled scour depressions). A ocorrncia de

depresses erosivas com marcas onduladas foi relacionada a uma concentrao de

correntes que transportam sedimentos transversalmente a costa removendo sedimentos

mais finos e favorecendo a ocorrncia de uma depresso onde se concentram

sedimentos grossos que se ordenam em marcas onduladas, mas estas formas de fundo

no so simples depresses e pode haver um transporte de sedimentos resultante ao

largo da costa de modo que o termo formas de fundo ordenadas se torna mais apropriado

(Murray e Thieler, 2004). Goff et al. (2005) tambm descrevem a ocorrncia de formas de

fundo ordenadas e relacionam estas a uma migrao de sedimentos holocnicos sobre o

substrato pleistocnico. Veiga e Angulo (2003) sugeriram que a ocorrncia de areias

5

mdias a grossas entre 10 e 14 m de profundidade est relacionada a feies

batimtricas oblquas a linha de costa na plataforma interna do Paran.

Em relao ao controle estrutural exercido por paleoambientes sobre feies

morfolgicas em plataformas continentais Corra et al. (1996) descrevem escarpas

erosivas na plataforma continental do Rio Grande do Sul e as relacionam com perodos

de estabilizao do nvel do mar. Conti e Furtado (2009) apresentam aspectos da

evoluo de paleodrenagem com base em modelos digitais do terreno para a plataforma

continental na regio de Ubatuba. Veiga (2005) apresenta linhas de quebra de declividade

e outras feies morfolgicas para a poro central da plataforma interna do Paran.

A ocorrncia de sedimentos finos nas plataformas internas no incomum.

Nitrouer e Walsh (2009) propem uma classificao dos depsitos de sedimentos finos

modernos fornecidos para o ambiente marinho raso pelo aporte de rios e esturios. Veiga

et al (2006) sugerem que os depsitos de sedimentos finos na poro central da

plataforma interna paranaense so resultado de suprimento por plumas estuarinas e que

so aprisionadas pela cerca de energia litornea, processo descrito por Allen (1970) e

Swift e Thorne (1991). Por outro lado, Souza (2005) revela que o contedo de sedimentos

finos, num testemunho de sondagem raso aos 10 m de profundidade (de coluna dgua),

na mesma regio, apresentou idade pleistocnica. Calliari et al. (2007) descrevem a

ocorrncia de sedimentos finos na costa sul do Rio Grande do Sul e tambm relacionam a

ocorrncia destes depsitos com paleoambientes deposicionais lagunares.

A complexidade da dinmica sedimentar representada na influncia dos

paleoambientes sobre a distribuio dos sedimentos e a morfologia do leito marinho na

plataforma interna o tema deste trabalho. A hiptese tratada aqui de que o substrato

pleistocnico exerce influncia sobre a dinmica sedimentar atual da plataforma interna

do Paran. O ambiente deposicional marinho raso atual pouco espesso e a deposio

holocnica, se existente, se restringe aos sedimentos finos fornecidos pelos sistemas

estuarinos adjacentes. Os captulos que se seguem so apresentados de acordo com as

etapas de pesquisa adotadas para responder as questes propostas acima.

6

2. MORFODINMICA DOS SEDIMENTOS DA PLATAFORMA CONTINENTAL INTERNA

DO PARAN

Este captulo tem como objetivo investigar a distribuio espacial dos sedimentos

superficiais numa regio de plataforma continental interna dominada por ondas na qual a

taxa de aporte sedimentar no suficiente para preencher o espao de acomodao

confrontando as relaes entre a distribuio dos sedimentos com o regime

morfodinmica e o passado geolgico desta regio.

2.1 INTRODUO

As fcies da face litornea (shoreface) e plataforma interna tm sido descritas em

termos de sua composio granulomtrica, estruturas sedimentares e presena de traos

fsseis de acordo com uma compartimentao do ambiente de deposio baseada

principalmente na frequncia de ao do processo hidrogrfico dominante. Os nveis de

base de ondas de bom tempo e tempestade so referidos como os limites entre

ambientes mais e menos frequentes sujeitos aos processos menos ou mais energticos.

Em geral os ambientes deposicionais costeiros dominados por ondas so formados pela

acumulao de material submetido a perodos de intenso retrabalhamento intercalados

com perodos de menor energia. O modelo do perfil topobatimtrico que descreve a

configurao dos ambientes deposicionais dominados por ondas e formados por

sedimentos de granulao arenosa foi concebido por Bruun (1954) e aperfeioado por

Dean (1977). O modelo matemtico hipottico supe que o perfil tende ao equilbrio ao

atingir um balano neutro entre a resultante, em direo costa, da interao de

movimentos orbitais assimtricos das ondas com o fundo e a resultante, costa a fora, dos

fluxos gravitacionais. No entanto, em muitos casos no reflete a complexidade dos perfis

encontrados nas costas reais ao redor do mundo (Cooper e Pilkey, 2004). Por outro lado

os modelos de fcies para estes ambientes so amplamente aceitos sendo estes

baseados em registros estratigrficos descritos em afloramentos e poos de sondagens

7

de ambientes reais geologicamente pretritos. De acordo com a Lei de Walther

(Middleton, 1973) assume-se que as associaes verticais de fcies correspondem aos

ambientes lateralmente contguos. Os modelos de fcies para faces litorneas e

plataformas internas em costas regressivas dominadas por ondas so genericamente

descritos na sequncia da costa para o mar pelos subambientes de face praial, face

litornea superior, mdia e inferior, zona de transio e plataforma. A plataforma interna

conforme definida por Wright (1995) se estende desde a regio contgua a zona de surfe

em direo ao mar na qual as ondas frequentemente agitam o fundo e, portanto, envolve

os ambientes desde a regio mdia da face litornea at a regio da plataforma mdia.

Um modelo padronizado da sucesso de fcies para estes ambientes apresentado por

Clifton (2006). Num ambiente de baixa energia com granulao predominante de areia

fina e linha de costa progradante a sucesso de fcies de maneira geral se caracteriza

pela presena de fcies compostas por sedimentos de granulao mais fina e um

aumento progressivo da granulao nas fcies acima (Walker e Plint, 1992).

Os sistemas de barreiras do Paran so formados pelas barreiras pleistocnicas e

holocnicas progradantes de Guaratuba, Paranagu e Superagi numa rea total de 645

km (Angulo et al. 2009). A largura mxima destas barreiras de 5,3 km em Guaratuba,

8,6 km em Paranagu e 13,8 km em Superagi o que sugere um preenchimento devido

ao aporte sedimentar longitudinal a costa de sul para norte (Lessa et al. 2000). As fcies

sedimentares nestas barreiras envolvem: (1) fcies de plataforma interna compostas por

sedimentos lamosos com matria orgnica e areias finas a muito finas, (2) fcies da face

litornea inferior so compostas por areias finas a muito finas e lama bioturbada com

estratificao cruzada tipo swaley, (3) predomnio de estratificao cruzada tipo swaley na

fcies de face litornea mdia e (4) estratificaes cruzadas planares, tangenciais,

tabulares e sigmoidais na fcies de face litornea superior (Angulo et al. 2009). Souza et

al. (2012) apontam que o modelo de fcies da barreira holocnica de Praia de Leste, na

regio central da barreira de Paranagu, difere dos modelos de fceis em sistemas de

progradao de linha de costa descritos para outras regies apresentados por Clifton

(2006) em dois aspectos principais: (1) as fcies de face litornea mdia e inferior, entre 3

e 9 m de profundidade em relao ao paleonvel do mar, apresentam sedimentos finos

(entre 25 e 50%) e detritos vegetais e (2) h um predomnio de estratificao cruzada tipo

swaley nas fcies de face litornea mdia e inferior enquanto nos demais modelos

predominam areias bioturbadas e ocorrncias de estratificaes paralelas e cruzadas tipo

8

hummocky. Na plataforma interna atual, na regio da barreira de Paranagu, entre 5 e 10

m de profundidade ocorrem sedimentos finos com concentrao de lama entre 10 e 40%

e matria orgnica entre 6 e 14% (Veiga et al., 2006). A Plataforma interna como definida

por Wright (1995) representa o elo entre a costa e o oceano atuando como um

compartimento intermedirio que fornece sedimentos tanto para a regio costeira quanto

para reas mais profundas dos oceanos. Na tentativa de explicar a ocorrncia de

sedimentos finos na poro central da plataforma continental interna dominada por ondas

do Paran Veiga et al. 2006 coletaram testemunhos de sedimentos entre 8 e 14 m de

profundidade que foram datados em 1.517 - 1.189 AP (8m) e 40.000 - 46.000 AP (14 -

16m). Os autores sugerem que apesar da idade dos sedimentos a presena de

foraminferos de plataforma indica que os sedimentos podem ser provenientes dos

esturios, mas depositados em ambiente de plataforma. Entretanto, a ocorrncia de

estratificao cruzada tipo swaley em fcies de face litornea mdia (Souza et al., 2012)

indica um transporte de sedimentos em direo costa. O acumulo de lama e matria

orgnica entre 5 e 10 m de profundidade na plataforma interna atual pode ser resultante

deste transporte em direo costa que remove as camadas superficiais de areia

expondo depsitos de ambientes paleolagunares que atuam como fontes de material

conforme o processo de inverso de idades descrito por Angulo et al. 2008.

2.1.1 REA DE ESTUDOS

A rea de estudo se insere na plataforma sudeste brasileira caracterizada por uma

ampla extenso e baixa declividade cuja quebra se situa a cerca de 200 km da linha de

costa em torno de 200 m de profundidade (fig. 01). Segundo as informaes de

apresentadas na figura 02 os sedimentos que recobrem a plataforma na latitude de

Paranagu variam entre areia fina a lama. H uma aparente diminuio da granulao da

costa para o talude sendo que a transio entre areia muito fina e lama ocorre prxima

dos 100 m de profundidade. A regio costeira nesta rea apresenta um relevo

montanhoso escarpado caracterizado pela presena da serra do mar e plancies costeiras

com corses arenosos e sistemas estuarinos (Dominguez, 2009). A plataforma interna do

Paran est situada entre as desembocaduras do rio Sa-Guau e do mar da Ararpira e

9

se estende por aproximadamente 98 km de costa e por 30 km em direo ao mar at a

profundidade de 30 m (fig. 03).

Figura 01 Modelo digital do terreno para a regio da Plataforma

Continental Sudeste Brasileira

Fonte: ETOPO 1 Amante e Eakins, (2009)

As praias na costa do Paran so predominantemente intermedirias (Quadros,

2002) e intercaladas por deltas dos esturios das baas de Parangu e Guaratuba e pelas

desembocaduras do rio Sa Guau e do canal do Mar da Ararpira. As direes principais

de propagao de ondas na plataforma interna so de SSE e SE, associados atuao

de ciclones subtropicais, com altura de onda significativa e perodo predominantes entre

0,5 a 1,5 m e 6 e 9 s (Nemes e Marone, 2013). Os valores mximos para altura

significativa e perodo podem chegar a 7,3 m e 15 s na quebra da plataforma (Pianca et

al. 2010) e 5 m e 17 s prximos da costa (Nemes e Marone, 2013). O regime de mars

de micromar semidiurna com amplitude mdia de 1,4 m em mar aberto (Marone e

Jamiyanaa, 1997). Os principais cursos fluviais tanto das bacias hidrogrficas da Serra do

Mar quanto das plancies costeiras desembocam nos esturios das baas de Paranagu e

Guaratuba de maneira que no contribuem diretamente com o aporte de sedimentos para

as regies da antepraia e plataforma interna.

10

Figura 02 - Sedimentos do leito da plataforma continental sul e sudeste

brasileira

Fonte: Figueiredo e Tessler, (2004)

A rea de estudos foi dividida em quatro setores, trs correspondentes aos

segmentos de linhas de costas ocenicas adjacentes s plancies costeiras e um setor

correspondente plataforma interna (fig. 03). O setor Guaratuba localiza-se entre a barra

do rio Sa e o morro do Cristo na regio da plancie de Guaratuba e se estende em

direo ao mar desde o incio da zona de surfe at 12 m de profundidade. O setor Praia

de Leste localiza-se entre o Pico de Matinhos e a barra da galheta na regio da plancie

de Paranagu e se estende em direo ao mar desde o incio da zona de surfe at 15 m

de profundidade. O setor Superagi localiza-se entre a barra do Superagi e o a barra do

Ararapira na regio da plancie de Guaraqueaba e se estende em direo ao mar desde

o incio da zona de surfe at 15 m de profundidade. O setor Plataforma Interna se estende

desde a barra do Sa at a barra do Ararapira entre as isbatas de 10 e 30 m de

profundidade.

11

Figura 03 Localizao da rea de estudos. Em amarelo os setores Guaratuba, Praia de Leste, Superagi

e Plataforma Interna

2.2 MATERIAIS E MTODOS

Os sedimentos de fundo foram coletados a partir de embarcao com draga tipo

Van-Veen em 875 pontos georreferenciados preestabelecidos (fig. 04). Foram obtidas 429

amostras nos setores da costa de Praia de Leste e Superagi na faixa de 5 a 15 m de

profundidade por Veiga et al. (2005) e Simioni e Veiga (2008) cujos dados brutos foram

reanalisados. Outras 404 amostras foram coletadas no mbito do Programa de Avaliao

da Potencialidade Mineral da Plataforma Continental Jurdica Brasileira (REMPLAC) entre

5 e 15 m no Setor de Guaratuba e ao longo da faixa de 15 a 30 m de profundidade em

toda a extenso da plataforma do Paran.

As anlises granulomtricas foram efetuadas segundo o mtodo descrito por

12

Suguio (1973) para o peneiramento com intervalos de 0,5 e pelo mtodo de Carver

(1971) para a pipetagem com intervalos de 1 . Posteriormente foram processadas com o

auxlio do software SysGran 3.1 (Camargo 2006) para o clculo dos parmetros

granulomtricos segundo a classificao de Folk e Ward (1957) e adotando a escala

granulomtrica de Wentworth (1922). O teor de carbonatos totais foi obtido tratando-se

10 g da amostra com HCl a 10% de volume at cessar a efervescncia, lavando-se em

seguida o material com gua morna destilada e posto a secar para pesagem. O teor de

matria orgnica foi obtido aps a queima de 5 g de material seco em mufla a 440 C e

posterior pesagem para quantificar o peso perdido pela matria orgnica queimada. Os

dados batimtricos foram obtidos de cartas nuticas digitais da Diretoria de Hidrografia e

Navegao (DHN) da Marinha do Brasil para gerao do modelo 3D da rea de estudo.

Figura 04 Sistematizao das estaes de coleta de sedimentos.superficiais na

plataforma interna do Paran.

13

2.3 RESULTADOS E DISCUSSO

2.3.1 Feies morfolgicas e batimtricas de larga escala na plataforma interna do Paran

Os padres de estreitamento e de inflexes das isbatas da plataforma interna do

Paran revelam a ocorrncia de algumas feies morfolgicas como declives acentuados

prximos costa, fundos planos, depresses, e sistemas de calhas e cristas (fig. 05).

Figura 05 Modelos digital do terreno para a plataforma interna paranaenese

Os declives acentuados prximos da costa apresentam quebras de declividade

entre 10 e 15 metros de profundidade em regies distintas. Nos setores de Guaratuba e

Praia de Leste as quebras se apresentam prximas da isbata de -10 m enquanto no

Superagi ocorre em torno de -15 m indicando a base da transio entre a face litornea

inferior e a plataforma interna. Os fundos planos so observados por inflexes

pronunciadas em direo ao mar associadas a um afastamento entre as isbatas na faixa

14

de profundidade entre 15 e 30 m. Depresses pontuais foram observadas no setor de

Superagi prximas da costa entre as isbatas -10 e -14 m. Os sistemas de calhas e

cristas podem ser observados em duas escalas distintas. Prximos costa estes sistema

pode ser associado ocorrncia de formas de fundo de sand ridges (Veiga et al, 2006).

Enquanto em regies mais profundas que -10 m estes sistemas se assemelham a

configurao de um sistema de paleodrenagem (fig. 06).

Figura 06 Sistemas de calhas e cristas da plataforma do paran a partir de modelo digital do terreno.

As calhas em violeta relevam um padro semelhante a uma paleodrenagem

Analisando os perfis batimtricos nos setores Guaratuba, Praia de Leste e

Superagi observam-se configuraes bem distintas em cada setor. Os trs perfis

apresentam concavidade na parte superior do perfil e diferenas notveis nas pores

mdias e inferiores (fig. 07).

15

Figura 07 Perfis batimtricos nos trs segmentos de linha de costa ocenica do Paran

No perfil de Guaratuba a partir de 10 m de profundidade a quebra de declividade

incide em um gradiente mais suave e na ocorrncia de um fundo plano em torno da

isbata de -12 m. Na faixa de profundidade entre -15 e -20 m observam-se feies de

calha e crista seguidas de um declive acentuado. A partir da isbata -20 m as feies so

menos pronunciadas, mas tambm denotam um sistema de calhas com cristas marginais.

O incio do perfil de Praia de Leste marcado pela presena de um fundo plano

aos 10 m de profundidade, na base do declive acentuado da regio superior. H um

declive acentuado desde a base do fundo plano aos -10 m at a proximidade da isbata -

16 m. Entre -16 e -23 m o declive suave e apresenta uma rugosidade atenuada seguida

de um declive acentuado at -30 m.

Uma depresso pode ser observada no perfil Superagi na base do declive

acentuado em torno de -15 m. Desde a crista situada prxima isbata de -12 m at a

isbata -20 m ocorre outro declive acentuado. Na regio de -20 m h um fundo plano

numa extenso de aproximadamente 10 km a partir do qual ocorre uma transio para um

declive suave que se estende at a isbata de -30 m.

2.3.2 SEDIMENTOS SUPERFICIAIS DA PLATAFORMA INTERNA DO PARAN.

Os sedimentos que compem a cobertura sedimentar da plataforma interna

paranaense so siliciclsticos e apresentam distribuio em classes granulomtricas de

silte grosso a areia grossa (fig. 09). No geral predominam sedimentos classificados como

areia fina. Nos setores Guaratuba, Praia de Leste e Superagi, entre as isbatas de 5m e

10m, ocorrem sedimentos mais finos compostos por areia muito fina e silte grosso em

16

reas isoladas. A largura da faixa de distribuio do sedimento mais fino maior no setor

Superagi, entre as isbatas de 5 e 15m. Apenas na poro sudoeste do setor Praia de

Leste h predominncia de areia fina. Os sedimentos grossos (areias grossas a mdias)

apresentam distribuio dispersa entre-10 e -30 m com maior concentrao nos setores

Guaratuba e Praia de Leste entre 10 e 20 m de profundidade.

Figura 09 Mdia granulomtrica para os sedimentos da plataforma interna do Paran

Os sedimentos foram classificados de moderadamente selecionado a muito bem

selecionado na maior parte da rea entre os 10 m e 30 m de profundidade. Nesta rea

apenas os sedimentos mais prximos s ilhas e desembocadura do CEP foram

classificados entre muito pobremente selecionado e moderadamente selecionado. Nas

reas mais rasas, de profundidade menor que 10 m, ocorrem duas situaes distintas.

Nos setores Guaratuba e Praia de Leste os sedimentos so muito pobremente

selecionados j na costa de Superagi variam de muito pobremente selecionado a muito

bem selecionado (fig. 10). Em geral as areias entre 0 e 4 so melhor selecionadas

17

enquanto os siltes so muito pobremente a moderadamente selecionados, assim como

algumas areias finas a muito finas (fig. 11).

Figura 10 Grau de seleo para os sedimentos da plataforma interna do Paran

Analisando os histogramas das amostras de sedimentos pode-se observar distintos

padres de sedimentos. Areias finas a muito finas que apresentam distribuio unimodal

aproximadamente simtrica correspondem a regies de alta energia, como bancos de

areia prximos s desembocaduras e face litornea. Nas regies prximas costa, face

litornea inferior, ocorrem sedimentos com distribuio bimodal com os picos nas classes

de areias finas e silte grosso. As areias mdias a grossas tm distribuio unimodal

aproximadamente simtrica entre -15 e -30 m. Entre -10 e -15 m as distribuies destes

sedimentos apresentam assimetria no sentido dos finos. As areias finas so

predominantemente unimodais mas com curvas de distribuio mais achatadas entre

meso e platicrticas.

18

Figura 11 Grfico bivariado mdia (mean) vs. grau de seleo

(sorting). Unidades em na escala logartmica

Os teores de matria orgnica so predominantemente inferiores a 3 %. As areias

finas a muito finas prximas a costa podem apresentar teores de matria orgnica entre 3

e 10%. Teores entre 5 e 40 % foram encontrados nas amostras que apresentam mdia

granulomtrica na classe dos siltes.

Os teores de carbonatos variam entre 1 e 15 %. A maioria das amostras (75 %)

apresentam teores de carbonatos menores que 5 %. Os teores mais elevados, entre 5 e

15 %, so encontrados prximos costa em profundidades inferiores a -15 m em

sedimentos que variam de areia muito fina a silte grosso mal selecionados. Tambm so

encontrados teores elevados em algumas reas nas imediaes das ilhas onde ocorrem

areias mdias a grossas.

Foram identificados cinco padres distintos de acordo com as caractersticas

granulomtricas das amostras de sedimentos: (1) areias mdias a grossas entre -30 e -10

m; (2) areias finas a muito finas com grau de seleo entre moderadamente e muito

pobremente selecionadas com ocorrncia isolada entre -30 e -10 m de profundidade e em

reas contnuas entre -10 m e o incio da zona de arrebentao; (3) siltes grossos a finos

predominantemente bimodais pobremente a muito pobremente selecionados com

19

concentrao de matria orgnica; (4) areias finas a muito finas bem selecionadas entre a

isbata de -10 m e o incio da zona de surfe; (5) areias finas unimodais bem a muito bem

selecionadas com ampla ocorrncia na faixa entre 30 e 10 m de profundidade.

2.3.2 SETOR DA PLATAFORMA INTERNA

O setor da plataforma interna, entre -10 e -30 m, marcado pela ampla ocorrncia

de areias finas bem a muito bem selecionadas. Areias muito grossa a mdias ocorrem em

reas isoladas prximas s ilhas ocenicas entre 10 e 15 m de profundidade, em regies

de inflexes das isbatas no sentido costa a fora entre -15 e -25 m e em declives

acentuados prximos a isbata de -30 m. Algumas ocorrncias de areias finas a muito

finas com baixo grau de seleo ocorrem associadas aos fundos planos. Na faixa de

profundidade entre -15 e -20 m duas ocorrncias de silte pobremente selecionados foram

registradas nas imediaes da baa de Guaratuba e da desembocadura do mar da

Ararapira onde as isbatas apresentam inflexes pronunciadas em direo a costa (fig.

12). Os padres de areias mdias a muito grossas e de siltes em reas de inflexes das

isbatas sugerem que estas feies representem afloramentos de paleocanais e barras

afogados de como evidncias de um controle da paleotopografia na morfologia atual da

plataforma.

20

Figura 12 Padres de sedimentos para a plataforma interna do Paran. (1) Sedimentos grossos, (2) Areias

finas a muito finas mal selecionadas, (3) Sedimentos finos com concentrao de matria

orgnica, (4) Areias finas a muito finas bem selecionadas prximas a costa, (5) Areias finas da

plataforma interna.

2.3.3 SETOR GUARATUBA

Os sedimentos no setor de Guaratuba so compostos por areias mdias a silte

grosso (fig. 13). Entre 14 e 11 m de profundidade predominam areias finas bem

selecionadas com algumas ocorrncias de areias mdias isoladas. Este padro

interrompido numa faixa estreita na qual so observados sedimentos de silte grosso e

areia fina numa regio onde ocorrem duas inflexes das isbatas, uma em direo

costa e outra no sentido oposto. Estas inflexes aparentemente representam uma feio

21

morfolgica constituda por crista e calha. Entre 11 e 8 m de profundidade h maior

heterogeneidade na composio dos sedimentos. Ocorrem duas extensas faixas de

areias muito finas mal selecionadas intercaladas por reas onde se encontram siltes finos

e areias finas tambm mal selecionados. Entre -6 e -2 m h um predomnio de siltes

grossos mal selecionados e algumas ocorrncias de areias finas mal selecionadas.

Figura 13 Padro de sedimentos para o leito do setor Guaratuba. (1) Sedimentos grossos, (2) Areias finas

a muito finas mal selecionadas, (3) Sedimentos finos com concentrao de matria orgnica,

(4) Areias finas a muito finas bem selecionadas prximas a costa, (5) Areias finas da plataforma

interna.

2.3.4 SETOR PRAIA DE LESTE

22

No setor de Praia de Leste os sedimentos se distribuem entre areia grossa e silte

grosso (fig. 14). H uma predominncia de areias finas bem selecionadas entre 10 e 15 m

de profundidade com algumas ocorrncias de areias mdias a grossas bem selecionadas,

aparentemente relacionadas s inflexes das isbatas costa a fora. Ainda nesta faixa de

profundidade observam-se reas com areias finas a muito finas entre moderadamente a

mal selecionadas associadas a um canal prximo ao delta da baa de Paranagu. Este

mesmo padro encontrado tambm em uma faixa contnua na zona de declividade

acentuada que se estende desde a costa at -10 m.

Figura 14 Padro de sedimentos para o leito do setor Praia de Leste. (1) Sedimentos grossos, (2) Areias

finas a muito finas mal selecionadas, (3) Sedimentos finos com concentrao de matria

orgnica, (4) Areias finas a muito finas bem selecionadas prximas a costa, (5) Areias finas da

plataforma interna.

23

Na regio do delta da desembocadura da baa de Paranagu ocorrem areias muito

finas bem selecionadas entre -5 e -10 m. No incio da zona de surfe o padro de areias

finas a muito finas com baixo grau de seleo interrompido em duas reas onde se

encontram siltes grossos mal selecionados e areias finas a muito finas mais bem

selecionadas. Estas reas podem estar relacionadas com a presena de um campo de

sand ridges conectados face litornea.

2.3.5 SETOR SUPERAGI

Areias mdias a silte fino compem a cobertura sedimentar no setor de Superagi

(fig. 15). Na faixa de profundidade entre -15 e -10 m h uma grande diversidade de

sedimentos e o padro predominante de areias finas bem selecionadas interrompido por

amplas reas de ocorrncia dos padres de areias finas a muito finas com baixo grau de

seleo, siltes mal selecionados e, reas menos amplas de areias mdias a grossas. O

padro de areias finas a muito finas com baixo grau de seleo ocorre na base da

declividade acentuada da face litornea e em alguns locais interrompido pelos siltes mal

selecionados. As maiores reas de siltes esto associadas a regies de depresses. O

padro de areias mdias a grossas ocorrem na proximidade do banco da barra do

Superagi e das inflexes das isbatas costa a fora. Na faixa entre -10 m e a base da

zona de surfe uma e faixa de areias muito finas com seleo entre moderada a muito bem

selecionada se distribui por toda a extenso da costa.

24

Figura 15 Padro de sedimentos para o leito do setor Superagi. (1) Sedimentos grossos, (2) Areias finas

a muito finas mal selecionadas, (3) Sedimentos finos com concentrao de matria orgnica,

(4) Areias finas a muito finas bem selecionadas prximas a costa, (5) Areias finas da plataforma

interna.

2.4 CONSIDERAES FINAIS

A regio superior dos perfis batimtricos marcada pela presena do padro de

sedimentos finos a muito finos com boa seleo. Este padro mais marcado no setor

Superagi e menos em Guaratuba. J em Praia de Leste h apenas uma pequena rea

de ocorrncia deste padro prximo ao incio da zona de arrebentao. A interdigitao

deste padro com os padro de areia fina a muito fina mal selecionada e o padro de

siltes com concentrao de matria orgnica e ainda a apresentao das isbatas em

25

sistemas de calhas e cristas sugerem que a regio prxima a costa dominada pela

presena de campos de sand ridges. Estas feies so formadas pela alternncia da

resultante em direo costa da ao de ondas e na direo oposta pelas correntes de

retorno. Nas regies mdia e inferior dos perfis o predomnio de areias finas a muito finas

mal selecionadas geralmente bimodais indicam que este padro formado por duas

populaes distintas de sedimentos. Considerando que as modas se encontram nas

classes de areias finas e siltes e que o padro de sedimentos composto pelos siltes mal

selecionados se encontram na base da face litornea provvel que as reas de silte

atuem como fonte de sedimentos transportados em direo costa para as regies

superiores. A presena de siltes em feies de depresses na base da face litornea no

Superagi um indcio de que estes sedimentos sejam afloramentos paleolagunares. As

reas de sedimentos de granulao mdia a muito grossa por sua vez podem estar

relacionadas formas de fundo ordenadas (sorted bedforms) que revelam afloramentos

de antigas barras de paleocanais conforme sugerido por Browder e Mcninch (2006).

3. FORMAS DE FUNDO E ASSOCIAO DE FCIES NA PLATAFORMA INTERNA

PARANAENSE

Este captulo tem como objetivo investigar a distribuio espacial dos sedimentos

superficiais numa regio de plataforma continental interna dominada por ondas na qual a

taxa de aporte sedimentar no suficiente para preencher o espao de acomodao

confrontando as relaes entre a distribuio dos sedimentos com o regime

morfodinmico e o passado geolgico desta regio.

Estudos sobre a distribuio de sedimentos na plataforma continental interna do

Paran vm sendo conduzidos durante a ltima dcada levando em considerao as

caractersticas granulomtricas e batimtricas. Entre os distintos padres de sedimentos

na regio central da plataforma interna ocorre um padro composto por areias mdias e

grossas relacionado a reas de sand ridges. Estas formas de fundo apresentam contato

abrupto com reas de areias mais finas possivelmente revelando afloramentos de

sedimentos relquias. O presente trabalho tem como objetivo investigar a ocorrncia dos

26

sedimentos relquias e relacionar a distribuio de fcies sedimentares com as formas de

fundo na poro central da plataforma continental interna do litoral paranaense.

3.1 INTRODUO

A caracterizao de ambientes deposicionais marinhos rasos uma tarefa

complexa que demanda o emprego de tcnicas de investigao variadas e especficas.

Sobre estes ambientes se sobrepem processos representativos de uma interface trplice

entre continente atmosfera e oceano de tal maneira que abordagens especficas foram

desenvolvidas, adaptadas e integradas para se obter uma caracterizao na qual os

processos mutualmente interdependentes sejam evidentes. Dentre os mtodos de

investigao dos ambientes deposicionais marinhos rasos destacam-se os mtodos de

observao direta como as observaes de campo (executadas com mergulho autnomo

ou submergveis) e as amostragens de sedimentos (utilizando dragas ou

testemunhadores). Apesar de sua importncia fundamental na compreenso dos

processos atuantes sobre este ambiente estes mtodos muitas vezes apresentam uma

validade em escala regional de modo que no capturam a interao dos depsitos com

processos de mdia e larga escala. Os mtodos de observao indireta como os mtodos

geofsicos por outro lado obtm resultados compatveis com as escalas sinticas de

observao de processos fsicos que so em grande parte importantes para a

compreenso da configurao atual e da evoluo dos ambientes costeiros.

O sinal acstico emitido pelo sonar refletido pela superfcie do leito

retornando informaes desta que possibilitam a identificao de objetos, formas de

fundo, estruturas sedimentares e contatos faciolgicos. Os sonares de varredura lateral

so amplamente aplicados para a identificao de estruturas sedimentares, contatos

litolgicos e distribuio de sedimentos de fundo (Lancker et al., 2004 e Woodruff et al.

2001). Recifes de arenito e arenitos de praia podem ser identificados nos sonogramas

adquiridos por sonares de varredura lateral (Furtado et al., 2000; Vital et al., 2002; Klein et

al., 2004). Na plataforma interna do Paran Veiga et al. (2004) pela interpretao de

sonogramas identificaram recifes de arenito submersos em diferentes profundidades

possivelmente formados durante a ltimo evento transgressivo.

27


Os levantamentos sobre as formas de fundo se concentraram no setor de Praia de

Leste, entre as baas de Guaratuba e Paranagu e as isbatas de -10 e -35 m (fig. 16).

Nesta regio predominam as areias finas tpicas da plataforma interna do paran e reas

de areia mdia a muito grossa possivelmente associadas sand ridges. A morfologia

desta regio caracterizada por fundos planos e pela influncia do delta de Paranagu e

dos arquiplagos de Itacolomis e Currais. Na regio dos levantamentos A e B ocorrem

feies marcadas pela inflexo das isbatas costa a fora e sedimentos que variam de

areia mdia a grossa.

Figura 16 reas dos levantamentos geofsicos realizados com sonar de varredura lateral na regio

central da plataforma interna do Paran

28


O levantamento sobre as formas de fundo foi realizado com sonar de varredura

lateral de baixa e alta resoluo (340 e 600 kHz) na regio da plataforma interna de Praia

de Leste entre 10 e 35 m de profundidade. As linhas ssmicas foram adquiridas com

comprimentos entre 500 m e 9 km, alcance lateral entre 50 e 75 m para cada lado e

recobrimento de 20% entre linhas de modo a compor um mosaico com os sonogramas

adquiridos. Foram aplicados filtros de ganho TVG (time variable gain) e AGC (automatic

gain control) e correes de rastreio de fundo (bottom tracking) para cada sonograma de

acordo com a qualidade do sinal. Com os sonogramas processados foram elaborados os

mosaicos sonogrficos para todas as reas levantadas. Para caracterizao das fcies

sedimentares foram executados 19 furos de sondagem de 2 m de comprimento e 50 mm

de dimetro na regio entre o pico de matinhos e o Arquiplago de Itcolomis (fig. 17).

Figura 17 Localizao dos furos de sondagem executados na rea A (fig. 16) dos levantamentos

geofsicos

29

As sondagens foram realizadas por percusso manual em mergulho autnomo. Os

testemunhos foram cortados em laboratrio e as fcies foram identificadas de acordo com

a textura dos sedimentos e a presena ou ausncia de estruturas, bioclastos e

bioturbao. A distribuio dos furos de sondagem permitiu a execuo de 19 perfis

transversais (fig. 18). Desta maneira as continuidades laterais das fcies puderam ser

identificadas.

Figura 18 Sees transversais constitudas pelos furos de sondagem realizados

na rea A (fig. 16)


A recuperao mdia de material nos testemunhos foi de 1,4 m. Foram

identificados dois padres de reflexo distintos no mosaico sonogrfico. Os padres de

alta refletncia foram associados a formas de fundo plano. Os padres de baixa

refletncia foram associados a formas de fundo oblquas linha de costa sendo

constitudas por ondas de areia de 1 m de comprimento entre cristas, 0,3 m de altura e

orientao SE-NW. A descrio dos testemunhos proveu informaes sobre a superfcie e

a subsuperfcie do substrato marinho. Na parte superficial dos testemunhos foram

identificadas duas fcies distintas. Uma composta por areia fina a muito fina, que foi

30

relacionada ao padro de fundo plano identificado nos sonogramas enquanto a fcies

composta por areia mdia foi relacionada ao padro de formado por ondas de areia. As

fcies de subsuperfcie ocorrem abaixo do limite da camada oxidada do sedimento

sugerindo que estes sedimentos compem o substrato anterior ao ltimo evento

transgressivo do Holoceno.

3.3.1 FORMAS DE FUNDO DA PLATAFORMA INTERNA PARANAENSE

Os sonogramas adquiridos revelam dois padres de reflexo distintos. Os padres

de alta refletncia foram relacionados s areias finas predominantes na plataforma

enquanto que os padres de baixa refletncia foram relacionados s areias mdias a

grossas que se distribuem em reas isoladas entre -10 e -30 m. As areias finas no

apresentam estrutura caracterizando formas de fundo de leito plano (LP). J os padres

de baixa refletncia ocorrem em dois tipos diferentes: (L) lineamentos de areia mdia a

grossa compostas por ondas de areia incipientes e (OA) reas mais extensas

representadas por ampla ocorrncia de ondas de areia (fig. 19).

Nos levantamentos realizados com baixa resoluo o contato faciolgicos entre os

padres LP e OA foi mais bem marcado pela diferena de contraste. Por outro lado as

ondas de areia no so to evidentes, mas isto no comprometeu a medio de

comprimento e altura destas ondas. Em todas as reas com ocorrncia de formas de

fundo OA as ondas de areia apresentam comprimento em torno de 1 m entre cristas e

cerca de 30 cm de altura. O alinhamento das cristas indica que estas so formadas por

processos bidirecionais que atuam no sentido SE-NW incidindo obliquamente a linha de

costa.

Os levantamentos nas reas A e D apresentam a distribuio dos padres de baixa

refletncia L e OA em reas alongadas oblquas linha de costa. Nas reas B e C

ocorrem apenas os padres de baixa refletncia do tipo OA e alta refletncia LP. O

mosaico sonogrfico da rea C revelou a maior extenso, aproximadamente 1 km de

largura, do padro de refletncia OA (fig. 20A).

31

Figura 19 Padres de reflexo nos sonogramas: (OA) padro de reflexo com

ondas de areia em reas contnuas e extensas; (L) padro de

reflexo com ondas de areia incipientes distribuidas em

lineamentos; (LP) padro de reflexo de leito plano

Os lineamentos de areia mdia a grossa foram observados apenas em torno dos

10 m de profundidade. Por outro lado, as formas de fundo com ondas de areia ocorrem

at os 35 m (fig. 20). Considerando que a esta profundidade apenas ondas com

comprimentos maiores que 70 m tm a capacidade de mobilizar os sedimentos no fundo

pode-se concluir que estas formas de fundo so caractersticas da atuao de ondas de

tempestades.

32

Figura 20 Mosaicos sonogrficos em profundidade de -35 m na rea C (figura

A) e -10 m na rea D (figuras B e C).

As reas A e B so marcadas pela presena de areias mdia a grossas em reas

isolados na regio da plataforma onde predominam as areias finas. Os mosaicos

sonogrficos nestas reas revelaram que o contato faciolgicos entre estes dois tipos de

sedimentos ocorre em pequena escala contrastando com os levantamentos dos

sedimentos de fundo descritos no captulo 2. Nestas duas regies pode-se observar a

caracterstica de inflexo de isbatas no sentido costa a fora evidenciando a relao entre

a ocorrncia de sedimentos grossos e feies morfolgicas em forma de crista (fig. 21).

Entretanto, as diferenas entre as escalas dos levantamentos sonogrficos,

sedimentolgicos e da batimetria trazem consigo um erro espacial que levanta a dvida

sobre qual a forma de fundo associada ao padro de reflexo OA. Sand ridges so

formadas pela ao de correntes de retorno que transportam sedimentos costa a fora. J

as Rippled scour depressions (ou sorted bedforms segundo Murray e Thieller, 2006) so

formadas pela ao de correntes longitudinais ou pela combinao de correntes

longitudinais com os movimentos oscilatrios de ondas que podem resultar em transporte

em direo a costa. A presena do padro OA identificado at a profundidade em torno de

30 m e as evidncias de transporte onshore descritas para na barreira holocnica de

Praia de Leste por Souza et al. (2012) levam a crer que as condies hidrodinmicas da

plataforma interna paranaense favorecem o desenvolvimento de sorted bedforms. Porm,

33

os resultados ainda carecem de levantamentos batimtricos mais detalhados para tal

constatao.

Figura 21 Mosaicos sonogrficos em reas de contato entre as fcies de sedimentos grossos

(1) areias finas da plataforma (5) em profundidade de -10 m na rea A (A) e 15 m

na rea B (B)

Foram identificadas nove fcies distintas nos testemunhos coletados na rea A

(quadro 01). Em geral, nos primeiros 50 cm dos testemunhos ocorrem fcies de areia

muito fina sem estrutura e bioclastos esparsos (Sm), fcies de areia fina a mdia com

estrutura cruzada e bioclastos esparsos (S4) e fcies de areia fina a muito fina com

bioclastos e estruturas cruzadas (Sr). Estas trs fcies ocorrem acima do limite da

camada reduzida dos sedimentos e foram interpretadas como depsitos atuais nos quais

os sedimentos esto sujeitos remobilizao. As camadas inferiores foram interpretadas

como o substrato anterior ao ltimo evento transgressivo holocnico.

A B

34

Quadro 01 Fcies identificadas nos testemunhos de sondagem.

A fcies Sm(o) tem ampla distribuio em praticamente todos os testemunhos com

continuidade lateral evidenciada nas sees transversais. As fcies Sm(b) e Fsm

geralmente sucedem a fcies Sm(o). A fcies S8 foi interpretada como um depsito de

tempestade e ocorre em contato erosivo com as fcies Sm(b), Sm(o) e Fsm. Entre as

fcies que sucedem a fcies S8 penas Sm e S4 apresentam sinais de bioturbao em

alguns testemunhos. A fcies Smg apresenta gradao normal caracterizando um

processo episdico de alta energia provavelmente relacionado ao nvel mximo erosivo

sob o qual o depsito foi submetido.

A seo transversal a-a situa-se na regio de leito plano. Esta seo apresenta a

continuidade da fcies Sm(o) entre 1,6 e 0,5 m sucedida pela fcies Smb nos

testemunhos costa a fora. A fcies S8 mais espessa no testemunho situado na posio

mais distante da costa com 0,3 m de espessura. Todos os testemunhos desta seo

apresentam a fcies Sm na sua poro superior com espessura de at 0,5 m no

testemunho SSM-12 (fig. 22).

35

Figura 22 Seo transversal a-a (fig. 18) em regio de contato faciolgico entre os padres de

reflexo (OA) ondas de areia e (LP) leito plano (fig. 21 A). Unidades em metros

A seo c-c situa-se sobre a transio entre as formas de fundo OA e LP. Os

testemunhos SSM-03 e SSM-08 representam foram locados sobre as formas de fundo

com ondas de areia e apresentam fcies Sr e S4 em sua poro superior. A fcies S4,

composta por areias finas a mdias, mais espessa no testemunho SSM-08 e sucedida

pela fcies Sr no testemunho SSM-03. A fcies Sr apresenta gradao normal neste

testemunho indicando o acmulo de material mais fino causada por decantao

diferencial devido a diminuio de energia aps a passagem de um evento de alta

energia. Na regio de leito plano os testemunhos SSM-14 e SSM-18 apresentam a fcies

Sm na regio superior. Abaixo da fcies Sm a fcies Smg marca o limite com a fcies

Fsm que apresenta concentrao de sedimentos finos com bioturbao e concentrao

de matria orgnica (fig. 23).

36

Figura 23 Seo transversal c-c (fig. 18) em regio de contato faciolgico entre os padres de


A seo e-e (fig. 24) tambm representa uma transio entre as formas de fundo

de leito plano e com ondas de areia. Os testemunhos SSM-11 3 e SSM-16 foram

posicionados sobre o fundo com ondas de areia e apresentam a fceis S4 em sua poro

superior com 0,5 m de espessura no testemunho SSM-16. A fcies S8 mais espessa no

testemunho SSM-19 com 0,4 m de espessura. Novamente a fcies Sm(o) ocorre na base

de todos os testemunhos desta seo e interrompida pelas fcies S8 exceto nos

testemunhos SSM-11 e SSM-16 nos quais so sucedidos por fcies Smg e S4 em

gradao normal.

37

Figura 24 Seo transversal e-e (fig. 18) em regio de contato faciolgico entre os padres de reflexo

(OA) ondas de areia e (LP) leito plano (fig. 21 A). Unidades em metros

Os testemunhos SSM-17, SSM-18 e SSM-19 compem a seo transversal i-i (fig.

25) disposta longitudinalmente em relao linha de costa. Nas duas extremidades desta

seo esto presentes reas formadas por ondas de areia em contato abrupto com o leito

plano na regio central. A fcies S8 observada nos dois testemunhos das extremidades

ocorre abaixo ocorre abaixo da fcies Sm que apresenta espessura de aproximadamente

40 cm. Se a ao de ondas de tempestade combinada s correntes longitudinais tiver

energia suficiente para remover os sedimentos da fcies Sm, ento a fcies S8 pode ser

exposta ao retrabalhamento e se ordenar em ondas de areia como quelas observadas

nos mosaicos sonogrficos descritos acima.

38

Figura 25 - Seo transversal i-i (fig. 18) em regio de contato faciolgico entre os padres de


Os bioclastos encontrados nas nove fcies observadas nos testemunhos foram

amostrados e separados para datao. As conchas foram identificadas e revelaram a

presena ampla de uma espcie de gastrpode Halistylus columna da qual na h registro

na plataforma do Paran. Tambm foram identificadas espcies estuarinas que podem

ser encontradas vivas na plataforma como Corbulla contracta e Anomalocardia brasiliana

e outras que no so encontradas vivas como Tellina sp. Entretanto a maioria das

conchas so de espcies de moluscos de origem marinha como Semele nuculoides,

Glycymeris spp. e Mactra sp.

39

4. O AMBIENTE DEPOSICIONAL DOMINADO POR TEMPESTADES DA PLATAFORMA

CONTINENTAL INTERNA DO PARAN

4.1 INTRODUO

Estudos sistemticos sobre a margem continental brasileira conduziram

levantamentos hidrogrficos, ssmicos, batimtricos e sedimentolgicos em escala

continental (Emlson, 1961, Milliman e Barreto, 1975; Martins et al. 1975; Martins e

Coutinho, 1981; Castro e Miranda, 1998;). A margem continental brasileira apresenta uma

variedade de caractersticas morfolgicas e hidrogrficas que so estritamente

relacionadas com o relevo continental e a configurao da costa brasileira. Martins et al.

(1975) reconhecem seis provncias fisiogrficas da margem continental brasileira.

Baseados nas caractersticas hidrogrficas Castro e Miranda (1998) apresentam uma

diviso da plataforma continental brasileira em seis sub-regies correspondentes s

provncias fisiogrficas identificadas por Martins et al. (1975). Lanando mo de variveis

como taxas de variao do nvel do mar, capacidade de remobilizao de sedimentos por

forantes hidrogrficas e taxas de fornecimento de sedimentos Dominguez (2009)

apresenta uma tipologia da zona costeira brasileira reconhecendo sete regies que

representam distintos padres de sedimentao e fornecimento de sedimentos para os

ambientes marinhos rasos. Em cada uma destas classificaes distintas fcies

caractersticas de cada ambiente deposicional podem ser reconhecidas como produtos do

aporte sedimentar, biognico e terrgeno, e como produtos da atuao mecanismos de

transporte e deposio governados principalmente por ondas, tempestades e mars.

A partir de um modelo batimtrico da plataforma continental sudeste brasileira

podemos identificar padres de estreitamento da plataforma (70 km) nas imediaes de

Cabo Frio ao norte e Cabo de Santa Marta ao sul. J na regio central, entre o norte de

Florianpolis e sul de So Sebastio, apresenta-se a maior extenso de toda a plataforma

brasileira com aproximadamente 230 km (fig. 05). Figueiredo e Tessler (2004) destacam

que canais afogados na plataforma continental sudeste brasileira representam sistemas

40

de drenagem desenvolvidos durante perodos de nvel do mar mais baixo nas imediaes

do Rio de Janeiro, Ilha Grande, Bzios e Canania.

As alteraes na morfologia das plataformas continentais podem ser explicadas em

termos de acmulo ou remoo de sedimentos de acordo com o regime hidrogrfico,

aporte e distribuio dos sedimentos. Em regies costeiras com baixo aporte sedimentar

os paleocanais, desde o ltimo mximo glacial, so preservados na morfologia atual da

plataforma continental. Por outro lado quando o aporte sedimentar suficiente os

paleocanais so preenchidos e cobertos por sedimentos depositados durante e aps a

subida do nvel do mar. Mesmo quando os paleocanais esto preenchidos possvel

rastrear as impresses da paleodrenagem na morfologia atual da plataforma continental

(Correa, 1996; Abreu e Calliari, 2005; Conti e Furtado, 2009).

Perfiladores de subsuperfcie de alta resoluo so empregados na interpretao

de ambientes deposicionais marinhos rasos pela observao de elementos arquiteturais.

So utilizadas baixas frequncias (entre 0,5 e 16 kHz) que reduzem a resoluo, mas

apresentam maior capacidade de penetrao o que permite a inspeo geotcnica do

leito marinho assim como a localizao de objetos enterrados (e.g. cabos, encanamentos,

destroos e naufrgios). A sismoestratigrafia permite a identificao de sequncias

estratigrficas. O sinal acstico emitido pelos perfiladores de subsuperfcie registram as

interfaces entre dois meios com propriedades acsticas distintas. Chamamos de refletor o

sinal acstico captado devido a esta diferena entre os meios. Quanto maior a impedncia

ou o coeficiente de reflexo mais ntido o refletor. Os intervalos entre os refletores so

denominados sismofcies anlogas s fcies sedimentares (Middleton, 1973). Uma seo

ssmica corresponde ao registro cronoestratigrfico deposicional e estrutural de um

sistema deposicional (Vail et al., 1977). A partir do levantamento ssmico podem ser

medidas espessuras das camadas sedimentares pelo contraste de impedncia. Estas

camadas apresentam baixos contrastes de impedncia acstica, baixa relao entre sinal

e rudo e possuem alta capacidade de atenuar sinais acsticos de alta frequncia.

As frentes de ondas se propagam pela gua e pelos estratos sedimentares abaixo

do leito. De acordo com o contraste de impedncia uma parte da energia da frente de

onda atenuada, outra parte espalhada e uma terceira parte penetra nos estratos

retornando em seguida aos receptores acsticos (e.g. hidrofones ou transdutores). O

primeiro eco retornado aos receptores aquele refletido pela superfcie do leito e os ecos

seguintes correspondem aos sinais que penetram nas camadas sedimentares e

41

possibilitam calcular a espessura destes estratos. As medidas da coluna dgua e da

espessura dos estratos so calculadas com base no tempo de ida e de retorno do sinal

acstico. A energia refletida nas interfaces entre os meios com impedncias distintas

proporcional amplitude do sinal emitido pela fonte e a magnitude dos contrastes de

impedncia.

A interpretao de dados ssmicos se baseia na identificao de terminaes e da

geometria das reflexes assim como na relao de conformidades e inconformidades

identificadas no registro ssmico. As definies dos elementos utilizados na interpretao

de dados ssmicos so dadas por Mitchum Jr. et al. (1977) (fig. 26).

Figura 26 - Tipos de terminaes de refletores

Fonte: modificado de Mitchum Jr et al. (1977).

Diversos exemplos na literatura demonstram a aplicabilidade de mtodos acsticos

na investigao de ambientes deposicionais marinhos rasos. Sperle et al. (2003) e Dias e

Silva (2003) ilustram a importncia da determinao da profundidade do embasamento

rochoso sendo exemplos da aplicao de mtodos acsticos na engenharia e no

levantamento geolgico de subsuperfcie. Lessa et al. (2000) analisou dados de perfis

ssmicos para a Baa de Todos os Santos reavaliando os ambientes sedimentares do

Quaternrio para esta regio. Mahiques e Souza (1999) estabeleceram relaes entre

unidades ssmicas rasas e variaes do nvel do mar durante o Quaternrio no litoral

norte de So Paulo. Silva et al. (2000) mapeou depsitos litoclsticos terrgenos

42

retrabalhados por ondas e correntes na plataforma continental dos EUA identificando

contatos erosivos discordantes e paleocanais preenchidos por areias modernas. Abreu e

Calliari (2005) relatam a ocorrncia de vales incisos na plataforma continental interna do

Rio Grande do Sul. Na plataforma interna do Paran Veiga et al. (2011) descrevem a

ocorrncia de paleocanais e vales incisos mostrando que este ambiente j foi recortado

por uma densa rede de drenagem antes de serem afogados pela ltima transgresso do

Holoceno (fig. 27).

Figura 27 - Feies observadas em perfis ssmicos na plataforma interna do Paran. A, C, D e F

Preenchimento de canal. B Vale inciso. E Refletores em onlap. G Sequncia de

elevaes irregulares seguidas por canal preenchido. H Megadunas de areia

submersas.

Fonte: Veiga et al. (2011)

43

Este captulo tm como objetivo investigar o histrico geolgico da plataforma

interna do Paran e sua relao com a morfologia e dinmica do ambiente atual.


Os levantamentos ssmicos foram realizados no setor de Praia de Leste da

plataforma interna do Paran em oito linhas ssmicas paralelas costa (fig. 28). A regio

marcada pela predominncia de areias finas bem selecionadas em fundos planos e

reas isoladas de areias mdias a grossas geralmente nas imediaes de feies

morfolgicas tipo cristas normais costa. O padro de drenagem da plancie costeira

nesta regio paralelo costa e juntamente aos demais rios das bacias hidrogrficas da

Serra do Mar desguam no esturio da Baa de Paranagu. A barreira holocnica

transgressiva da plancie de Praia de Leste apresenta feies caractersticas de

transporte de sedimentos em direo costa (Souza et al. 2012). A costa e a plataforma

so caracterizadas como dominadas por ondas e tempestades (Lessa et al., 2000; Veiga

et al. 2006 e Angulo et al, 2009). As direes principais de propagao de ondas na

plataforma interna so de SSE e SE, associados atuao de ciclones subtropicais, com

altura de onda significativa e perodo predominantes entre 0,5 a 1,5 m e 6 e 9 s (Nemes e

Marone, 2013). Os valores mximos para altura significativa e perodo podem chegar a

7,3 m e 15 s na quebra da plataforma (Pianca et al. 2010) e 5 m e 17 s prximos da costa

(Nemes e Marone, 2013). Estas caractersticas da costa nesta regio sugerem que a

plataforma interna tem atuado como fonte de sedimentos para a costa desde o perodo de

nvel de mar alto do Holoceno.


Os dados geofsicos foram obtidos com perfilador de subsuperfcie tipo chirp com

frequncia de 3,5 kHz e 2 kW de potncia e um array de 4 transdutores CHIRP com

capacidade de penetrao em sedimentos at 100 metros com menos de 10 cm de

44

resoluo. As linhas ssmicas foram adquiridas em oito perfis paralelos linha de costa

durante um cruzeiro realizado a bordo do Navio Oceanogrfico Atlntico Sul, da

Universidade Federal do Rio Grande, com recursos do projeto Recursos Minerais da

Plataforma Continental Jurdica Brasileira (REMPLAC). As linhas foram planejadas de

modo a interceptar as reas de sedimentos mais grossos da plataforma interna no intuito

de verificar a relao destes sedimentos com depsitos pretritos. Os dados foram

processados pela aplicao de filtros para remoo de rudos e ajustes de ganho AGC e

TVG (automatic gain control e time varied gain respectivamente).

Figura 28 Levantamento ssmico realizado na plataforma interna do Paran


Os dados foram processados (fig. 29) e se encontram em fase de anlise. Em geral

podem ser observadas vrias sismofcies identificadas principalmente por terminaes de

refltores em onlap, concordantes e downlap. Em todos os perfis so observadas feies

irregulares bem pronunciadas sob o leito caracterizadas por refletores fortes, entre 5 e 10

m, abaixo dos quais o sinal acstico totalmente atenuado indicando a presena do

45

embasamento. Vrios paleocanais e vales incisos podem ser identificados com

profundidades entre 13 e 6 m sob o leito da plataforma. Em alguns destes podem-se

observar refletores em sucesso que demonstram o preencimento e migrao lateral dos

canais. Na linha 1 ocorrem paleocanais preenchidos que apresentam extenses entre 300

a 500 m. Um vale inciso com aproximadamente 8 m de profundidade encontrado em

contato com a superfcie do leito e associado a um sistema de calha e crista (fig. 30).

Figura 29 Linhas ssmicas adquiridas na regio da plataforma interna do Paran. O

quadrado em vermelho est ampliado na figura 30.

Na linha trs ocorre uma feio com apreximadamente 1000 m de extenso e 8 m

de profundidade. Nesta linha ainda est presente o vale inciso com maior profundidade

atigindo 13 m sob a superfcie do leito atual. Esta feio apresenta um refletor bem

marcado na base, mas sem estrutura entre o fundo do canal e 8 m abaixo do leito. A partir

da os refletores marcam uma migrao lateral do canal a SW. Nas linhas 4 e 5 os canais

tem entre 300 e 900 m de largura respectivamente. Refletores onlap podem ser

observados nas linhas 5 e 6 com direo de mergulho a NE numa extenso de at 1000

46

m. Em aproximadamente 5000 m de extenso, na poro SW da linha 7, ocorrem

refletores em paralelo e terminaes discordantes localizadas. Duas regies de refletores

irregulares bem marcados na linha 7 aparecem controlando a arquitetura das sismofcies

nos extremos SW e NE. Entre estas duas regies no h estruturas aparentes no pacote

sedimentar.

Figura 30 Afloramento de paleocanal associado a morfologia atual.

A integrao dos dados ssmicos apresentados com os tipos de sedimentos e

morfologia atual da plataforma podem prover mais informaes sobre a evoluo da costa

paranaense. A camada superfcial parece ser pouco espessa nas regies onde os perfs

ssmicos apresentam refletores demarcando estruturas que chegam a aflorar no leito da

plataforma. O canal apresentado na figura 30 aflora numa regio onde ocorrem

sedimentos grossos na superfcie do leito e feies de calha e crista como descritas no

captulo 2. Esta configurao corrobora a hiptese de que h um controle do paleorelevo

sobre a morfologia atual da plataforma.

47

5. PLANO DE AO PARA CONCLUSO DA TESE

A maior parte dos dados levantados durante o incio da pesquisa j se encontram

processados e as etapas de pesquisa executadas conforme o cronograma ajustado

(quadro 02). Algumas campanhas ainda so necessrias fazendo uso do sonar de

varredura lateral para detalhamento das formas de fundo encontradas na plataforma

interna do Paran e para verificao de recorrncia, em outras reas, dos padres j

identificados no setor de Praia de Leste. formas de fundo. Pretende-se concentrar os

prximos levantamentos nas regies onde h maior diversidade dos tipos de sedimentos

identificados no Captulo 2 como nos contatos entre sedimentos finos com concentrao

de matria orgnica e as areias finas a muito finas prximas costa e outros contatos

entre sedimentos grossos e areias finas tpicas da plataforma. Concomitante a estes

levantamentos sero executados furos de sondagens preferencialmente nas regies onde

se tm informaes das linhas ssmicas aquisitadas com o perfilador de subsuperfcie 3,5

kHz. Os dados da ssmica ainda esto em fase de interpretao, mas as principais feies

que representam paleocanais j podem ser identificadas e as mais relevantes sero

selecionadas para as prximas etapas de amostragem por sonar de varredura e

sondagens.

Os artigos cientficos para publicao em revista com corpo editorial esto em

processo de elaborao e correspondem aos captulos 2, 3 e 4 apresentados no presente

documento. O Captulo 2 deve ser submetido revista brasileira de geocincias, o

Captulo 3 brazilian journal of oceanography, e o Captulo 4 marine geology.

Quadro 02 Cronograma das atividades de pesquisa

48

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