Mapeamento do Contorno Estrutural do
Embasamento da
B
acia
Sedimentar
de Curitiba - PR
Structural contour mapping of the sedimentary
basin
bas
e
ment of Curitiba, Paraná
Eduardo Salamuni" Hans Dirk Ebert** José Vicente Elias Bernardi***
Maurício da Silva Borges****
RESUMO
A bacia sedimentar de Curitiba, de idade Plio-Pleistocênica, estálocalizada na porção centro sul do Primeiro Planalto paranaense, abrangendo a totalidade do município de Curitiba (PR) e parte de municípios circunvizinhos. Apresenta um preenchimento sedimentar raso, constituído pela for-mação Guabirotuba (BIGARELLA eSALAMUNI, 1962), distribuindo-se por uma área de cerca de 3.000km2 Sua geometria interna, ainda não elucidada, é alvo deinvestigações maisdetalhadas que estão permitindo relacionar sua evolução geológica a movimentos tectônicos cenozóicos. Este trabalho apresenta os resultados de uma integração de dados de superfície e de subsuperfície, processados por métodos estatísticos (análise multivariada), quepermitiram caracterizar com mais segurança o arcabouço morfoestrutural do substrato da bacia. A análise dos dados geológicos levantados e georreferenciados foi realizada comsoftwares específicos, com afinalidade de gerar superfícies de tendências. Osdados espaciais utilizados neste estudo são dos seguintes tipos: a)logs de sondagem para água subterrânea (poços tubulares profundos), produzidos por empresas de sondagens; b) descrição de pontos de superfície domapeamento geológico realizado pela CPRM (1977) e delevantamento de campo dos autores; c) descrição depontos desondagem geotécnica (CPRM, inédito), osquais serviram para a definição da cota do embasamento (ou dacotaaltimétrica do topo do embasamento). Apartir destes dados foi montada uma matriz com cinco colunas: coordenada utm_EW (x) eutm_NS (y);cota altimétrica da superfície (z); cotaaltimétrica do contato entre opacote sedimentar e o embasamento (k); isópaca (I). Para oestudo dos limites doe m-basamento foi utilizada a análise de superfície detendências polinomiais de2.°e3."graus paraos dados de cota altimétrica; enquanto paraosresíduos foi utilizado o método do inverso da distância aoquadrado (IQD). A análise desuperfície de tendência polinornial de 3."grau confirmou que o embasamento tende aestar mais exposto (ou menos profundo) nasporções NNWeSSE,explicando melhor a tendência dos dados através de uma elipse, com eixo dedireção NE-SW, coincidente com a calhada bacia. As análises procedidas eas respectivas imagens oferecem um bom grau de certeza do modelo geométrico interno da bacia, permitindo a caracterização da morfoestrutura ou do contorno estrutural doernbasamento dabacia deCuritiba com seus altos estruturais, responsáveis
*UFPR-DEGEOL Cuririba(PR)IPós-Graduação emGeologiaRegionalUNESP-DPM - Rio Claro (SP). *"UNESP-IGCE-DPM-Rio Claro (SP).
,'HPós-Graduaçãoem Geologia eMeio Ambiente-UNESP - DGA - Rio Claro (SP). ****UFPA-©emro deGeociências-Belém (PA).
SALAMUNI, E.rt al,Mapcamcnto docontorno
pela formação dedepocentros isolados e assimétricos, e, conseqüentemente, do mapa de isópacas dabacia. Da mesma forma,foipossíveltraçarcommaiorgrau decerteza curvasaltimétricasquedefmem
asuperfície topográficadoterreno.Osresultados comprovamque abaciadeCuritiba éumacalha estrutural, alongadana direçãoNE-SW,compartimentada por altos edepocentros dedireção NW-SE.A profundidade
máximaatinge 85m,utilizando-seacota 915mcomo cotadenivelamento dereferência. Suaestruturação podeter sidocontroladapor processos dereativação tectônica no Terciário (HASUI, 1990)esuaúltima
dissecação écondicionadapor processosneotectônicos (SALAMUNI e EBERT, 1994).
ABSTRACT
The sedimentary Curitiba basin islocated in the Central-Southern part ofthe first Parananense plateau, andcomprises Curitiba (PR), andpart ofthe neighbour Municipalities (fig.I).Itis supposed to be of Plio-Pleistocene age. It has a shallow sedirnentary fulfillrnent, represented by the
Guabirotuba formation (BIGARELLA andSALAMUNI, 1962)which is dristributed over alarge area of
about 3.000km2 The internal geometry, not entirely known yet, is actually object of detailed research, thatshows itsgeological evolution to Cenozoic tectonic movements. Forthepurpose of this study the definition of the structural contour of the basement and their depo-centers is
fundamental. This paper presents the results of lhe integration of surface and subsurface data, processed bystatistical methods, which allowed amoreprecise definition ofthe morphostructural framework of thebasement. For theanalysis ofthegeological spacial data,specific softwares were
usedforstatistical processing for trendsurfaces analysis. Thedataused inthis study areoffollowing
typcs: a)drilling logs for ground water; b) description ofsurface points of geologicalmaps (CRPM, 1977); c)description ofpoints ofgeotechnical drillings anddown geological survey. The data of
223 drilling logs for ground water were selected out of770 wells. The description files of700 outcrops, aswell as planialtimetric fielddata,were usedforthelocalization ofthe basement outcrop. Thus, amatrix with five columns was setup: utm E-W (x) andutm N-S (y);surface altitude (z); altimetric cote ofthe contact between sedimentary rocks and thebasement (k);isopachs (I).Forthe
study ofthe basement limits,theanalysis ofsurface trends of2nd and 3rd degree polinomial forthe altimerric data (figs. 2 and 3) were used. For the residuaIs themethod oftheinverse of thesquare
ofthe distance (fig.4) wasused.The adjustments andthe explanations ofthe surfaceswere madewith
the aid ofmultiple linear regressions. The analysis of 3rd degree polinomial trend surface (fig. 3)
confinned thatthebasement tendstobemore exposed towards NNW-SSE explaining better thedata
trend throughanellipse, which striking NE-SW anddipping SWaxis coincides withthetrough ofthe
basinobserved inthetrendingsurfaceofthe basement.Theperformed analysis and therespective images
offeragooddegreeofcertaintyofthe geometric modeloftheCuritibaBasin andofthe morphostructure ofits basement. Thesurfacetrend allows tosketch witha greater degree ofconfidence thestructural
contour of thetopgraphic surface (figs. 5and 6)and Dfthe basement (figs. 7and 8), as well asthe
delírnuauon ofintermediate structural hcights,which were responsible for isolated and assynunetric
depocenters. These details areshown inthe mapoffigures 9and 10.Thus,theCuritiba Basin ismade
up by a structural troughstretching NE-SW, with maxirnum preserved depthsof about80m,which are separated byheightsanel depocenters striking NW-SE (fig.11).Thesestructural featuresseems tohave
been controlled by tectonic reactivation during the Tertiary (HASUI, 1990)and which younger
dissection wasconditioned byneotectonic processes (SALAMUNI and EBERT, 1994).
INTRODUÇÃO
A bacia sedimentar de Curitiba, de idade Plio-Pleistocênica, localizada na região metropolitana
da cidade homônima, épreenchida pela formação Guabirotuba (BIGARELLA eSALAMUNI, 1962) epor
depósitos quatemários holocênicos sobrepostos. O preenchimento sedimentar raso apresenta grande
amplitude lateral ao longo de uma área de cerca de 3.000km2. Na região ocorrem depósitos de termos
argilíticos elamíticos isolados, da mesma idade, preenchendo sub-bacias, ainda não convenientemente
interpretados, tais como os sedimentos aflorantes no município de Tijucas do Sul, a sul de Curitiba.
SALAMUNI. E. etai. Mapcarncnto do contorno
Apesar dos aspectos sedimentológicos já terem sido detalhados porBECKER (1982), a geometria interna dabacia de Curitiba aindanão estáelucidada. Investigações em curso estão permitindo demonstrar que sua evolução geológica esteve relacionada a movimentos tectônicos cenozóicos. Para esse estudo é fundamental a definição do contorno estrutural do embasamento dabacia e de seus depocentros, e neste
trabalho são apresentados os resultados de uma integração de dados de superfície e subsuperfície,
processados por métodos estatísticos, que permitiram definir com mais segurança oarcabouço mor-foestrutural do embasamento. Esta caracterização, bem como a determinação de seu(s) provável(is) depocentro(s), auxiliam o reconhecimento ea definição de modelos tectônicos que explicam a formação ea deformação desta bacia.
Os objetivos principais deste trabalho foram a determinação do contorno estrutural do em -basamento, da profundidade de seucontato como pacote sedimentar sobreposto e a definição geométrica dasáreasdemaior profundidade, correspondentes aos depocentros da bacia.O padrão geométrico interno da bacia de Curitiba será visualizado através de mapas de contorno, bem como de modelos digitais de terreno (MDT), consrruídos com oaux íliodesoftwares específicos e sintetizados nasilustrações geradas como produto final deste estudo.
LOCALIZAÇÃO
A bacia sedimentar de Curitiba está localizada na porção centro sul do Primeiro Planalto paranaense, abrangendo a totalidade do município de Curitiba (PR) epartedos municípios circunvizinhos de Colombo, Almirante Tamandaré, Pinhais, São José dos Pinhais, Campina Grande do Sul, Quatro Barras, Araucária e Fazenda Rio Grande. Localiza-se entre as coordenadas oeste de 49°00' e 49°35' e as coordenadas sulde 25°20' e 25°46'; ouentre as UTMW (emkm)650e700eUTM S(em km) 7200 e7150 (fig.l).
(B)
1000 1000 3800 4000DI
Fig.l
Localização da área estudada(A) edoslimites municipais na área dabacia sedimenrar de Curitiba.O pontosreferem-se àlocal i-zaçãodosdadosutilizadosparaa determinação das superfícies detendência.Localiuuion ofarea (A)andrelated distnc: bOll
l1da-ries(B). Dois represent localizatíon ojdatas used tendence surjace determination.
SALAMUNI, E.('I(/1. Mapcumcnto docontorno
ASPECTOS FISIOGRÁFICOS E GEOLÓGICOS DA BACIA DE CURITIBA
A região de Curitiba apresenta uma topografia pouco acidentada. LOPES (1966) e CANAL! e MURATORI (1981) descreveram amorfologia atual como constituída por amplas colinas, "articuladas por talvegues" de baixas altitudes através de uma sucessão depatamares, cuja declividade éinferior a 6%.
As encostas são dissecadas por talveguc" menores que separam os pedimentos remanescentes. Osvales são muito abertos ede fundo plano. Alguns trechos dadrenagem formadora e/ouafluente do rioIguaçu
correm sobre o embasamento, tendendo a formar valesmais esculpidos emais profundos. Aqueles autores caracterizam como dendrítico a subdendrítico o padrão dasdrenagens, embora os coletores principais dorio Iguaçu possuam um padrão subparalelo, aproximadamente nadireção N-S.
Em relação aos constituintes geológicos, a bacia de Curitiba é formada por três unidades
litoestratigráficas (BIGARELLA eSALAMUNI, 1962):
a. embasamento, constituído por rochas metamórficas do Arqueano e Proterozóico Inferior
(complexo Cristalino);
b.depósitos sedimentares (argilitos e arcósios, principalmente), considerados Plio-Pleistocênicos (formação Guabirotuba);
c. depósitos alúvio-coluvionares (depósitos holocênicos de várzea), relacionados ao retrabalha
-mento dos sedimentos mais antigos pelos rios existentes naárea.
BASE DE DADOS
Os dados geológicos ealtimétricos levantados foram processados através desoftwares, taiscomo oSURFER For Windows, v.6.0 (aoLDENsOFfWARE, 1995) e oSYSTAT for Windows, versão 5.01(SYSTAT,
INC., 1993).
Para arealização decálculos desuperfícies de tendência, utilizou-se dados espaciais, obtidos a partir dos seguintes tiposde informações:
a. logsde sondagem paraágua subterrânea (poços tubulares profundos);
b. descrição depontos de superfície do mapeamento geológico dafolha Curitiba (CPRM, 1977) e delevantamento geológico realizado parafins deste trabalho;
c.descrição depontos de sondagem geotécnica (CPRM, inédito).
Osdados desondagem para água subterrânea foram selecionados a partir de um universo de770 poços tubulares profundos, perfurados entre os anos de 1950 e 1990,no município de Curitiba esuas circunvizinhanças, pordiversas companhias sondadoras, principalmente pela Cia.T.Janér.
Foram selecionados, do universo total de dados, 224 logs de sondagens, que possibilitaram a determinação da cota do contato entre o embasarnento e o pacote seclimentar em cada um destes pontos, visto que a espessura desedimentos e a cota da superfície de cada um deles são conhecidas.
Emuma segunda etapa estas sondagens foram georeferenciadas. Embora alguns desses poçosjá
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espacial de vários deles precisou ser melhor estabelecido. Desta forma, buscou-se, através de leva
n-tamento de campo, a correção da localização daqueles poços, bem como aanotação de poços ainda não
localizados. O trabalho de campo contou com o uso de um GPS de mão, cuja imprecisão (ou desvio padrão) está entre 20 e 100m.
Depois destes procedimentos, foi possível a utilização daqueles dados de sondagens que apresentam um bom grau de confiabilidade nas suas descrições Iitoestratigrãficas e também em suas localizações. Acrescidos a esses dados foram utilizados 476 pontos de levantamentos geológicos de superfície, que serviram paraalocalização da cotado embasamento aflorante, principalmente na porção norte da área; ede 700 pontos descritos em fichas de sondagens geotécnicas realizadas pela CPRM, que foram úteis nadeterminação da cota do embasamento na porção suldaárea.
Após apreparação dos dados, montou-se uma matriz com cinco colunas: (I) coordenada utm E-W (x); (2) coordenada utm N-S (y); (3) cota da superfície (z); cota (4) do contato entre o pacote
SALAMUNI, E. eraI.Mapeamento di)contorno
sedimentar eo embasamento (k)e(5)isópaca (I),contendo ouniverso de 1.400 dados, cuja distribuição é mais ou menos homogênea por toda a área (fig.1). A aplicação dos métodos analíticos, detalhados a
seguir, permitiu ainterpolação dos dados para aconstrução das superfícies detendência locais.
MÉTODO PARA ANÁLISE ESTATÍSTICA
Para o estudo dosubstrato dabacia aplicou-se aanálise de superfície de tendências polinomiais de2.° grau (fig. 2) e 3.° grau (fig. 3).Para osresíduos foi utilizado o método do inverso da distância ao
quadrado (IQD) (OAVIS, 1986), através doSURFER for Windows, versão 6.0 (GOLDEN SOFfWARE, 1995). Os ajustes das superfícies foram feitos a partir de regressões lineares múltiplas com o SYSTAT for Windows, versão 5.01 -Módulo MGLH(SYSTAT, INC., 1993).
655fXXl 6(.,(XXXI 66.'ifXXI 67CXXXl 675fXX) 68fXXXI 685000 69XXXl 6l)5{XXI 7fXXXX) Elc,:'t';lçioN.M. [m] 1010 1000 9'JO 970 950 940 930
!III--IIIIII!I!(XX;;XI;===:;;;21~XXI!!X}---~J(X';;xxii=1 ==~41gKXXllII Fig.2
Superfície de tendência polinomial de 2."grau, comdados decora do embasamento, através do SURFER ForWindows, v. 6.0 (GOLOEN SOFfWARE). Second degree polinomial surfuce, witb elevation ofthe basement background, throughout SURFER
For windows. v. 6.0 (GOLDEN SOFTWARE)
Ométodo da análise de superfície detendências regionais foi utilizado para evidenciar os padrões de variação. Este procedimento permite definir, através do mapa de valores residuais, as grandes e
sistemáticas mudanças existentes na área, além daquelas pequenas flutuações, aparentemente não ordenadas, que se impõem aospadrões maisgerais (DAVIS, 1986). Com esta análise foipossível separar
osdados em dois componentes: um denatureza regional, representado pela própria superfície, e outro
que revela as tlutuações locais.
SALAMUNI, E. ctal, Mapcamcruo docontorno ""'--'!!!,uwç;;::==;;;;;;;;!!!,,--~;:::::=:::;;Jk'm El""";II,:;'oN.~t ('I 1000 1010
"'
.
Fig.3Superfície detendênciapolinomial de 3.° grau, com dados de cotado ernbasamento, atravésdo SURFER For Windows, v.6.0 (GOLDEN SOFfWARE), Third degree polinomiul surface, witli datas ofelevation ofthe busement background, throughout
SUR-FER For Windows. v, 6,0 (GOLDEN SOFTWARE),
Estas superfícies e osrespectivos desvios foram examinados para verificar as suas implicações
espaciais. Para detecção deanomalias locais, foram calculadas as superfícies de grau2 com osrespectivos mapas de resíduos positivos e negativos. Através do mapa de resíduos verificou-se que osdados estão pouco ajustados na porção leste enoroeste daárea. Nesta última, todavia, o ajuste é melhor. No todo, a região apresenta um bom ajuste dedados (fig. 4).
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Fig.4
Mapa devaloresresiduais, apósOtratamento estatístico. Residual values nuu),ofter statistical analysis.
13X
A matriz dedados (x,y,z,k,1) foi estudada através dométodo de análise dos componentes principais, que indica quais variáveis espaciais têm maior importância na variação dos dados (GOMES, 1985). Para estes procedimentos foram utilizados osmódulos ESTAT eFACTOR doprograma SYSTAT (SYSTAT, fNC., 1993). Opropósito desta análise foi produzir uma ordenação das variáveis que desse ênfase aos princi
-paispadrões de variação.
Esta análise forneceu subsídios para a definição dasvariáveis mais impor
-tantes para a determinação dasmudanças da profundidade do embasamento. Estas variáveis foram (k), com uma carga de 0,980, e (z) com 0,971, ambas noprimeiro componente, que indicaram uma corre -lação (porcentagem de explicação) da or -dem de 41,92%. O segundo componente, com uma porcentagem de 22,45%, teve
como variável mais importante (I), com I.
SALAMUNI, E. er01.Mapeamentotio contorno
uma carga de0,816. O terceiro componente explicou umavariação de20,42%, tendo como variável mais importante (y), com uma carga de-0,943.
O ajuste dasuperfície detendência, feito através da regressão linearmúltipla forçando a regressão até a origem, utilizou (k) como variável dependente e (x) e (y) como variáveis independentes. A porcentagem deexplicação que a variável dependente tem em relação àsindependentes foi de /
=
0,996, sendo significativo para um F=
170368,678 (p=
0,000). Utilizando-se as variáveis (x) e (z) como independentes em relação à(k), foi obtido um ajuste, sempassar pela origem, de/
=
0,958, estando significativo para umF=
15933.047 (p=
0,000). Otestedemonstra uma correlação entre avariável (z) e a variável (k).Esta correlação refere-se aosdados em comum das variáveis (z) e (k),localizados, em sua maioria,
nas vizinhanças do limite geográfico dabacia sedimentar. Asdiferenças decorrelação entre as variáveis
estão circunscritas à área onde afloram os sedimentos que preenchem acalha da bacia sedimentar.
Tal assertivapode ser melhor observada nadiferença entre a geometria dosubstrato dacalha da bacia sedimentar e aatual topografia da bacia hidrográfica, implantada sobre este substrato (figs. 5 a8), como será demonstrado adiante.
493(1 491XY 7171XXX 2520' ElevaçãoN.M. (m) 71751XX 71(J5(XX 7161XXX R20 71551XX 715Ixxxf+--"---, 65(X)(Xl (J55<X>O66(X)()() M50()(l 670000 675000 M~1.XX.lO 6H5(X)() fi90000 695000 7()(XXX) o IIXXXJ 2OIXJO 31J1XXJ 4IJIJIJIJ m Fig.S
Mapa de tendênciadasuperfície doterreoda bacia do rio Iguaçu mostrando as cotas altirnérricas e a drenagem principaldabacia. Terrane surfuce tendence lIIal'of tiydrogruphic basin, witliaitimetry datum togheter witli1I/1Iilldrainage ojbasin ofhigh lguuçú
river.
SALAMUNI, E. ("ol.Mapcamcnto tio contorno
Fig.6
Modelo Digital deTerreno (MDT) mostrando asuperfície topográfica da área da bacia sedimentar deCuritiba, Também é mostrada
a drenagem principalda baciahidrográflca doalto do rio Iguaçu. Terrane Digital Mod«! (TDM) showing topographic surface of Cu
-ritibascdimentary busin. Also isshowed mean drainage 0/hidrographic basin of high.Iguaçu river.
4\)(X1
CONTORNOS ESTRUTURAIS E MODELOS DIGITAIS DE TERRENOS (MDTs)
Ele••.açãoN.M.
(m)
!'!"'--"!'''~XK;;;'':==::';;;''~XK'''--,,J!!=~,,===;;J4Jmlll
Fig.7
Mapa do contorno estrutural do embasamento da bacia sedimentar de Curitiba. Adrenagem superimposta ilustra queorioIguaçuuão está
condicionado àsporções maisprofundas doernbasamenroda bacia
sedimentar. Stnicturat ouslinemap ofbasement Curitibasedimentary.
Overprinted drainnge represem tluulguuçu rivcrarenotconditi on-atetl10deeperlcvelsofsedimenl{//y basin basement.
1411
o
estudo estatístico através de análisemulti variada permitiu caracterizar a topografia do embasamento dabacia de Curitiba comum
bom grau de confiabilidade. A superfície de
tendência, construída pelo método de interpo
-lação doinverso da distância (IQD), noSURFER
for Windows (GOLDEN SOFTWARE) utilizou
como parâmetros um grid de 100 x 100, ou
seja,um espaçamento damalha depesquisa de
500 x SOOm, o que permitiu a definição do
contorno estrutural doembasamento (fig. 7).
Desta forma, determinou-se que a
bacia de Curitiba é formada por uma calha
estrutural principaino embasamento, alongada
na direção NE-SW, com pequena profun di-dade (fig. 8). Aporção do mapa de contorno
estrutural que delimita esta calha segue desde
o nordeste da áreaestudada até aporção central
da mesma. Na porção centro-sul há uma área
mais rebaixada na topografia, significati
-vamente mais espraiada, alongada na direção E-W, que muda a conformação da calha da
bacia sedimentar. Esta área pode constituir um
segundo domínio estrutural e estratigraüco,
pouco profundo, como discutido mais adiante. 11)')) W7S J~. ''''' JOJO IOIS '''''
SALAMUNI, E.ettil.Mapcamcntn do contorno
Fig.S
Modelo Digital de Terreno (MDT) do contomo estrutural do embasamento da bacia sedimentar de Curitiba. A drenagem principal
mostra a não-relação direta comasporções mais profundas da bacia sedimentar.TerraneDigital Model (TDM) ofstructural ou/tine
o!,Curitibasedimentary Iveredrawn 10demonstrate Ih,,1 therenot rigthrelationship witli deeper levei ofbasin.
Asuperfície detendência indica, que, não obstante a conformação central mais abatida da bacia, há ocorrência de altos intermediários ou intervenientes, que podem corresponder a blocos do em -basamento adernados, porvezes expostos, quepromoveram o isolamento dedepressões cujos diâmetros são reduzidos (figs. 7 a 9). Profulldidade (m) ·10 ·'0 ·30 -4<1 ·(lI) -70 -811 ·~I ·J(Xi !~---'!!t"~''''''===:;':2(;;1,,!!',,!'''"--''!iJ(i!!,~,,;;:) ===4<~x'XX'1l1l Fig.9
Mapa de"isoprofundidades"da baciasedimentar deCuritiba.As porções maisescurasindicam locaisde maior profundidade. que
podem chegar li100m."Isodeph" rnapof Curitiba sedimentary basin. Darked regions aredeeper, thatshould betoresearche 100m.
SALAMUNl, E.rrai.Mupcamento docontorno
A calha da bacia pode apresentar altitudes mínimas de 820m apartir do nível do mar, mas suas altitudes médias estão na faixa dos 870m. As ombreiras aflorantes da bacia possuem altitudes médias entre 890e900m, alcançando até 1.140mnas áreasmais altas a leste e sudoeste. Estasúltimas representam as vertentes orientais da Serra do Mar, que determinam umaltoestrutural significativo nesta região.
A superfície de tendência de2.° grau (fig.2) mostra quea embasamento apresenta uma tendência de estar menos profundo nas porções NNW eSSE mais profundo na porção central. Esta análise foi confirmada pela superfície detendência de 3.° grau (fig. 3), que apresenta uma situação maisrealística, indicando uma anisotropia evidenciada pelo "eixo" de uma elipse alongada na direção NE-SW que coincide, aproximadamente, coma calha dabacia. Estasuperfície detendência mostrou, no extremo NW da área, uma depressão com elevações máximas de 820m. Esta depressão pode estar relacionada aos falhamentos pré-Cambrianos nogrupo Açungui, não apresentando relação direta com a bacia deCuritiba,
visto quelocaliza-se nasimediações da zonadecisalharnento Lancinha-Cubatão (SALAMUNI et. al., 1993).
AtéOpresente não há estudos referentes às reativações cenozóicas desses falhamentos.
Entre esta depressão e a calha da bacia observa-se um segundo alto estrutural, também dire
-cionado para NNE-SSW (fig. 8),cujas partes mais elevadas encontram-se naporção norte da área, com elevações entre 900 e 1.1OOm.Neste alto estão localizadas tanto rochas doembasamento gnaíssico-rnig -matítico do complexo costeiro, quanto rochas da formação Capim (grupo Açungui),
MAPA DE "ISÓPACAS" DA BACIA SEDlMENTAR DE CURITIBA
A tectônica terciária daregião condicionou ereorganizou a topografia doembasamento da bacia
de Curitiba deforma concomitante aoseu preenchimento sedimentar. Desta forma não hácondições de se definir, ainda, umasuperfície de erosão, válida como superfície de referência para toda aárea, tornando difícil, ainda, adeterminação do mapa deisópacas absolutas para aárea em estudo.
Assim sendo, os valores de profundidade do contato entre oembasamento e opacote sedimentar daformação Guabirotuba permitiram a elaboração de umaaproximação ao quadro real, aqui denominado informalmente de mapa de "isoprofundidades" da calha da bacia deCuritiba, mostrado nasfiguras 9e 10. Este foi elaborado através da interpolação pelo inverso da distância (IQD), também noSURFER for
Windows (GOLDEN SOFfW ARE), igualmente utilizando-se comoparâmetro umgrid 100 x 100m,indicando áreas de pesquisa com espaçamento de 500x 500m. Grande parte da área apresenta o embasamento da bacia aflorante, sóhavendo diferenças entre a porção superficial eoernbasarnento naregião centro oeste da área estudada. Naquele ponto estão concentrados a maior parte dos sedimentos da formação Guabirotuba. Na porção sudoeste, por sua vez, concentram-se a maior quantidade dos depósitos
aluvionares recentes dorio Iguaçu.
Omapa de "isoprofundidades" do ernbasarnento revela pelo menos três núcleos com maior profundidade, dispostos segundo adireção NE-SW do eixo da calha dabacia. Tais núcleos constituem os prováveis depocentros mais importantes da bacia, com profundidades máximas entre 90 e 100m, a partir da cota 940, usada como superfície de normalização topográfica. Este valor de cota foi utilizado considerando-se amédia entre a superfície de Curitiba (BIGARELLA et al., 1961) e a cota altímétrica máxima atualdos sedimentos daformação Guabirotuba como referência. Assim, épossível aproximar-se do efeito que atectônica gerou natopografia doembasamento eda superfície, antes não consideradas pelo autores supracitados.
As depressões de maior expressão sãoseparadas por núcleos mais elevados do ernbasarnento, que podem ret1etir obasculamento ou soerguimentos (til!) de blocos tectônicos independentes. Estes basculamentos, por sua vez, também podem serresponsáveis pela criação dediferenças morfológicas queinfluenciam aatual rede de drenagem eo processo dedissecação atual dasporções centrais dabacia. Segundo OUCHI (1985), amorfologia de um rio, bemcomo ocomportamento deseu canal, podem ser resposta ao processo de ajuste tectônico recente. Atrocalentado gradiente hidráulico causa mudança no
seu regime de sedimentação, bem como namorfologia desua planície aluvionar.
SALAMUNI, E.etaI.Mapcamento docontorno
Aporção oriental do rio Iguaçu, na bacia sedimentar de Curitiba, é mais meandrante que sua
porção ocidental, local onde ocorre mudança do padrão no alinhamento estrutural, cuja direção é
NNE-SSW, próximo àconfluência dorio Barigui.
Aleste, o rioIguaçu estárepresado diminuindo, suaenergia devido a um possível levantamento
ou basculamento de um bloco tectônico. O limite deste bloco édado pelo próprio rio Barigui, cujo
escarpamento comtalude de altura relativamente baixa controla acorrida do nível de base deste rio. Ao
vencer estaresistência geomórfica, o rio Iguaçu flui, a oeste, com menos meandros e maiores segmentos
retilíneos, oque representa uma maior energia no seu canal. Tudo istoé refletido no estrangulamento
dos depósitos aluvionares nolocal mencionado.
Amontante da área citada, são observados estrangulamentos aluvionares mais evidenciados. Estes sãoligados a alinhamentos estruturais direcionados segundo NW-SE. Estes alinhamentos também parecem refletir tilts, ousoerguimentos, de pequenos blocos do embasamento, que foram responsáveis,
em parte, pela dissecação dos sedimentos da bacia de Curitiba, nas suas porções centrais e nordeste
(SALAMUNI eEBERT, 1997).
Os mapas das figuras 9 e10 evidenciam o contorno estrutural atual dabacia sedimentar, além
decaracterizar asporções mais profundas da bacia no seu eixo principal edepressões secundárias, tanto
a leste quanto a oeste. Estas também são separadas por altos do embasamento e encontram-se aprox
i-madamente alinhadas nadireção NW-SE.São menos profundas que os depocentros principais e sugerem
um outro controle estrutural.
Profundidade (m) N ·10 -20 ·30 40 ·50 -(10 -70 -xo -90 ·IIX) Fig.10
Modelo Digitalde Terreno (MDT) do mapa de"isoprofundidades", coma visualização dasprincipaisdepressões da baciasedirnen
-tardeCur-itiba.Tcrran« Digíral Model (TDM) showing "isodeph." map ofvisuulization ofthe deprcssíonofCuritíbasedímentury
basin.
SALAMUNI, E.etaí.Mupcamernu doCIHl((lI11U
DISCUSSÃO DOS DADOS
Uma das características mais conspícuas dabacia sedimentar deCuritiba é apequena prof undi-dade de sua calha, o que pode refletir uma atividade tectônica menos intensa que nas demais bacias cenozóicas intracratânicas correlatas do sudeste brasileiro, como ade São Paulo, cujas profundidades máximas sãodepouco maisde 200m, ede Taubaté, cujas profundidades máximas sãode até500m, por
exemplo.
Em análise anterior, utilizando o mapa de anomalia Bouguer de GEMAEL e DOUBEK (1975),
MURATORI eta!.(1982) concluíram queaespessura de sedimentos da bacia de Curitiba é variável, sendo
maior nasua porção lesteecentral domunicípio. Os autores demonstram talassertiva através de perfis
de direção ENE-WSW, que seccionam algumas anomalias gravimétricas interpretadas genericamente como falhamentos do embasamento.
Areinterpretação domapa deGEMAEL eDOUBEK (1975), àluzdosdadosutilizados no presente trabalho, confirma amorfologia do embasamento aqui apresentada. Osaltos estruturais demonstrados
pela análise realizada através dosdados de poços e desuperfície coincidem com as anomalias gravimétri -cas positivas dotrabalho realizado pelos autores acima citados. Nota-se também que as porções com as
maiores espessuras desedimentos correspondem aregiões de anomalias gravimétricas mais negativas.
No mapa morfoestrutural do embasamento dabacia também ocorre acoincidência entre estas zonas eo rebaixamento da calha da bacia, especialmente na porção nordeste e central da área
As anomalias gravimétricas retilíneas foram interpretadas como zonas de descontinuidade estrutural. Na figura J Ié apresentada umaproposta delocalização destas descontinuidades, emgeral de
direções NE-SW e NWcSE, consideradas como falhamentos do embasamento, com provável movimen
-tação transcorrente em pelo menospartede suahistória cinemática, eque modelaram a geometria interna
da bacia e conseqüentemente a sua sedimentação. Estas descontinuidades podem estar ativas até o
Recente, condicionando oatualprocesso dedissecação dabacia. Istofoi interpretado apartir da topografia da superfície da bacia (figs, 5 e 6), onde há diferenças, muito significativas, em relação ao contorno estrutural do embasamento (figs. 7 e 8). No geral adeclividade apresenta-se de NE para SW. No vale espraiado, entretanto, onde se encaixa orio Iguaçu, háuma depressão rasa naporção central, considerada anômala se seconsiderasse estauma bacia sem algum tipo de alteração pós-implantação. Esta pequena depressão pode refletir uma alteração da morfologia atual em função de movimentação diferencial do
substrato, que pode estar gerando dois fenômenos importantes no local: a) alinhamentos NW-SE,
facilitando a referida dissecação dos sedimentos que preenchem abacia; e b)represamento natural do
rio Iguaçu, gerando um padrão meandrante para trechos do mesmo, bem como aacumulação de água
em pequenos lagos vizinhos aorio,denominados localmente de"cavas".
O contorno estrutural do embasamento possivelmente está controlado por descontinuidades estruturais do embasamento, tais como observado por SILVA (1996) na bacia de São Paulo. Tais descontinuidades são falhamentos que poderiam estar bastante ativos durante a implantação da bacia,
isto é,doOligoceno e/ou Plioceno, até o Pleistoceno Médio.
No mapa da Comissão da Carta Geológica do Paraná, Folha de Curitiba (1967), há uma
interpretação estrutural paraasprincipais drenagens que cortam abacia sedimentar. O rioBarigui (fig.
7), porexemplo, situado naporção oriental dabacia sedimentar, éinterpretado como sendo controlado
por um lineamento tectônico. Este é coincidente, em parte, com a estruturação proposta para o embasamento dosubstrato da bacia (fig. 11).
Adefinição da cinemática doslineamentos estruturais, tanto daquelas de direção NE-SW quanto
das de direção NW-SE, será possível a partir das investigações em curso sobre atectônica da bacia. Os
dados trabalhados, bem como o padrão estrutural regional, como constam na literatura, noentanto, já permitem sugerir que asdescontinuidades NE-SW estão associadas preferencialmente amovimentos
direcionais (transcorrentes), enquanto aquelas de direção NW-SE podem apresentar movimentos dire -cionais em um primeiro episódio eposteriormente movimentos normais.
SALAMUNI. E.et aI.Mapeamentc do contorno
CONCLUSÕES
Asanálises estatísticas, emespecial aanálise multivariada, foram importantes para dar consistên-cia ao volume de dados passíveis deutilização para osobjetivos propostos. Asimagens obtidas através
dastécnicas degeoprocessamento anteriormente descritas oferecem um bom grau de confiabilidade do modelo geométrico interno da bacia eseus arredores, permitindo interpretações morfoestruturais
locali-zadas. Neste sentido foi possível reconhecer uma mudança significativa na geometria interna do embasamento da bacia de Curitiba, entre suas porções norte esul. Associou-se este fenômeno auma
mudança geométrica da calha da bacia, bem como de sua profundidade. Esta mudança pode estar refletindo um duplo padrão de condicionamento tectônico, que gerou dois domínios estruturais e geográficos distintos (morfoestruturais) (fig. 11):
49 (X)' ..,.-,:,-,<"",;-2520' Elevação N.M (m) uns />'<. J(y,() 2545' '!""--""'!I!'!m'iix;':)==::::::;2(~XX~X~)--""!!3!"XXX~) ===<U~XI·XX) m Lloearremos csnururuis iutcrpretedos Fig.11
Mapa docontornoestruturaldo embasamento da baciasedimentar de Curitiba com interpretação dos prováveis lineamentos estru -turais (falhas") queestãocondicionando acalhada bacia. Structuraloutline mal' cf basement Curitibasedimentary basin witn
inter-pretationojprobalilitystructurallineaments (faultsr)that organizedtheframeworkofthebasin.
I.um primeiro domínio, localizado naporção nordeste e central da área estudada, desenvolvido através dereativação, desde o Oligoceno até oPleistoceno Médio, de falhas do embasamento com direção
NE-SW, corroborando a idéia da"tectônica ressurgente" (HASUI, 1990) (acinemática de tais falhamentos
ainda é objeto deestudo, mas feições tectônicas e sedimentares indicam uma componente direcional para
seus movimentos);
2. um segundo domínio, este decaracterísticas neotectônicas, de direção E-W, que reorientaria acalha da bacia ou,então, geraria um conjunto de fraturas condicionantes para a implantação de uma
segunda calha estrutural, secundária eoblíqua à primeira.
SALAMUNI, E.rtai.Mapcameruudocontorno
Os dois domínios estruturais, em áreas geográficas distintas, o primeiro localizado na porção centro nordeste da área e o segundo na porção centro sul, possivelmente estão condicionados pela geometria interna dabacia de Curitiba epodem caracterizar uma altemância entre períodos de sedimen-tação edissecação dos sedimentos depositados. Talfatoé caracterizado pela ocorrência dedepósitos de cascalheiras, mais recentes que a formação Guabirotuba, porém mais antigos que os atuais depósitos holocênicos provenientes da redededrenagem atual.Estas cascalheiras encontram-se desniveladas e são consideradas como um paleopavimento sotoposto aoperfil desolo, obedecendo a morfotectônica local,
e,tanto quanto a formação Guabirotuba, emprocesso erosivo. Os depósitos a1uvionares atuais, porém,
comportam-se demaneira diferente, pois são contínuos eestão preenchendo a calha formada principal-mente pelo rioIguaçu e afluentes principais.
Osdadosemodelos geométricos internos da baciade Curitiba aquiapresentados consubstanciam modelos tectônicos a serem avaliados em trabalhos mais específicos. O aperfeiçoamento do modelo geométrico ocorrerá à medida que novos dados forem incorporados. A definição da geometria do contorno estrutural do embasamento destabacia éapenasumadas vertentes paraa solução dosproblemas tectônicos da bacia, ou para a determinação de um modelo tectônico coerente com a estruturação preexistente e com aneotectônica superimposta (SALAMUNIeEBERT,1994).
AGRADECIMENTOS
Este trabalho foi possível através do auxílio da UFPR,da UNESP,da CPRMe especialmente da FAPESP, através do Projeto "Neotectônica, Morfogênese e Sedimentação Moderna no Estado de São Paulo e Regiões Adjacentes", Processo N. 95/04417-3, coordenado pelo Prof. Dr, Yociteru Hasui. Agradecemos ainda aleitura crítica eas sugestões do Prof. Dr. João Carlos Biondi, doProf. Dr.Alberto Pio Fiori edaProf."Dr,aMárcia Cristina Lopes Qintas.
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ANEXOS
o
modelo para a representação da superfície pelo método dos polinômios não ortogonais, segundo LANDIM (1995), é:Zi(x,)')={ao+atx; + azy; +asx; +ao:Yi +asy; + ...]+et(x,y),
em que Zi(x, y)é a variável mapeada em função das coordenadas xte Yi eet (x,y) representa os resíduos,
ou seja, a fonte não sistemática de variação (LANDIM, 1995).
Ainda segundo LANDIM (1995), seA for uma matriz simétrica de variâncias ecovariâncias, de dimensões 17x 17, com termos aij, autovetores Vi (o iCS/mo autovetor) cujos termos são Vij e lio i".mllo
autovalor, há uma relação que pode ser expressa por: (A-li I) Vi=O,
em que fé amatriz identidade. Alternativamente, arelação acima pode ser escrita por:
AVi
=
V;liou{A] {V]=
{
.
.
.
]
{V]' sendo:VI
uma matriz, 17x17,de todos os autovetores;{...Iuma matriz, P x17,com os autovalores lina diagonal principal.
Multiplicando ambos os lados da equação pela transposta de Ve V',obtém-se: {Aj ={V] {...] {V]'
ou seja, asoma dos autovalores éigual àsoma dos termos da diagonal em{Aj, igual asoma da variâncias
li=au
e por definição lt, tz, ...1".Resolvendo aequação acima para Ia raízes determinantes são os
autovalores. Substituindo estes autovalores nas equações e resolvendo-as, obtém-se para cada autovetor correspondente os componentes principais.
Épossível definir a variância total existente no conjunto dedados multivariantes através dasoma das variâncias de cada uma das variáveis. Em uma matriz de variâncias e covariâncias, as variâncias
individuais constituem os elementos da diagonal principal que, somados, forneceram o traço da matriz
e, conseqüentemente, a variabilidade total, bem como acontribuição de cada variável. Assim a co n-tribuição decada autovalor em termos de variabilidade foi determinada. O primeiro correspondeu àmaior
variabilidade possível existente, o segundo à maior variabilidade restante, e assim por diante. Os
elementos de cada um dos autovetores encontrados são coeficientes de equações lineares que transfor
SALAMUNI, E.rtat. Mnpcamcnto do contorno
mam OS dados originais em contagens (escores) indicativas dorespectivo carregamento sobre oseixos
correspondentes. Desse modo, utilizando-se da multiplicação da matriz de dados originais pela de
autovetores, obteve-se uma matriz dedados transformados que representam projeções dospontos, num
espaço multidimensional, sobre osdiversos componentes principais
[ X ][ V] = [Sr ], em que:
[X]=matriz de dados originais, nx m;
[ V]
=
matriz quadrada, mxm,contendo osautovetores;[ Sr]=matriz, nxm,das contagens sobre os componentes principais.
