UNIVERSIDADE DE S˜AO PAULO INSTITUTO DE GEOCIˆENCIAS
Favor citar este documento como:
Grohmann, C.H., 1999. O carste da Serra Andr´
e Lopes. Relat´
orio final
de Inicia¸c˜
ao Cient´ıfica PIBIC/CNPq. 14p.
UNIVERSIDADE DE S˜AO PAULO INSTITUTO DE GEOCIˆENCIAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA SEDIMENTAR E AMBIENTAL
O carste da Serra Andr´
e Lopes
Relat´orio final de inicia¸c˜ao cient´ıfica PIBIC/CNPq
Carlos Henrique Grohmann de Carvalho Orientador: Prof. Dr. Ivo Karmann
Sum´ario i
Sum´
ario
1 Resumo do projeto de pesquisa 1
2 Introdu¸c˜ao 1
3 Trabalhos realizados 4
3.1 Levantamento bibliogr´afico . . . 4
3.2 Fotointerpreta¸c˜ao . . . 5
3.3 Prepara¸c˜ao das bases cartogr´aficas . . . 9
3.4 Amostragem . . . 11
3.5 An´alise qu´ımica . . . 11
3.6 Conclus˜oes . . . 12
1 Resumo do projeto de pesquisa 1
1.
Resumo do projeto de pesquisa
Este projeto de pesquisa de Inicia¸c˜ao Cient´ıfica, pretende investigar a Serra do Andr´e Lopes (ou Serra Sapatu), localizada `a margem direita do m´edio curso do rio Ribeira, entre o lineamento Ribeira e a falha de Itape´una. Espera-se, assim, obter uma caracteriza¸c˜ao fisiogr´afica do sistema c´arstico da Serra do Andr´e Lopes, demarcando os terrenos c´arsticos e as fei¸c˜oes de relevo sobre a superf´ıcie carbon´atica; identificar a natureza da recarga h´ıdrica do sistema (distinguindo assim a recarga autogˆenica da alogˆenica), bem como os principais controles geol´ogicos das formas de relevo e dos sistemas de cavernas.
Os sistemas de cavernas dever˜ao ser caracterizados quanto aos principais parˆametros mor-fom´etricos (Palmer, 1991 e Gillieson, 1996), utilizando-se para isto mapas dispon´ıveis e exe-cutando mapeamento geoespeleol´ogico em setores cuja variedade morfol´ogica dos condutos se mostre significativa.
Na gruta da Tapagem (ou caverna do Diabo), a ocorrˆencia de dep´ositos sedimentares favor´aveis para registros paleo-ambientais (espeleotemas tipo ”vela”), ou para o c´alculo de taxas do entalhamento causado pelos rios subterrˆaneos (Karmann, 1994) - sedimentos fluviais recobertos por calcita secund´aria - ser˜ao identificados e localizados em mapa para utiliza¸c˜ao em trabalhos posteriores.
2.
Introdu¸
c˜
ao
Na regi˜ao sul-sudeste do Estado de S˜ao Paulo ocorrem trˆes faixas de rochas carbon´aticas, Itaiacoca, Lajeado e Andr´e Lopes (fig 2.1).
A faixa carbon´atica Itaiacoca ´e limitada a noroeste pelos sedimentos da Bacia do Paran´a e a sudeste pelo Lineamento Itapirapu˜a. Constitui-se principalmente de metadolomitos maci¸cos e metadolomitos calc´arios laminados (Souza, 1990 apud Karmann, 1994). O carste ´e de recarga alogˆenica, devido ao fato da superf´ıcie c´arstica se encontrar rebaixada em rela¸c˜ao `as rochas menos sol´uveis (Karmann, 1994).
A faixa carbon´atica Lageado limita-se a noroeste pelo Lineamento Quarenta Oitavas e a sudeste pelo Lineamento da Figueira. A paisagem c´arstica mostra-se bem desenvolvida, com sistemas integrados de cavernas acess´ıveis e importante entalhamento subterrˆaneo (Karmann, op. cit.).
A faixa carbon´atica Andr´e Lopes ocupa quase totalmente a ´area da serra homˆonima (situada aproximadamente entre as coordenadas 24o37’N, 48o21’W e 24o40’N, 48o33’W), com
2 Introdu¸c˜ao 2
O relevo, de uma maneira geral, expressa-se na forma de um planalto c´arstico com altitudes entre 700 e 850 m - Planalto da Tapagem (IPT, 1981) - , elevado em compara¸c˜ao `a faixa carbon´atica Lageado, onde a altitude m´edia dos morros encontra-se em torno de 600 metros (IPT, op. cit.).
Figura 2.1. Mapa geol´ogico simplificado da regi˜ao sul-sudeste do Estado de S˜ao Paulo (adaptado de Karmann, 1994)
Pouco se conhece acerca da distribui¸c˜ao dos sistemas de cavernas deste sistema c´arstico, apesar de encontrarmos na ´area a gruta da Tapagem (ou caverna do Diabo, denomina¸c˜ao tur´ıstica da mesma), uma das cavernas tur´ısticas mais conhecidas do Estado de S˜ao Paulo que apresenta caracter´ısticas interessantes como o grande volume interno de seus sal˜oes e condutos e a grande quantidade de calcita secund´aria depositada.
3 Trabalhos realizados 4
3.
Trabalhos realizados
3.1. Levantamento bibliogr´afico
A Serra do Andr´e Lopes, em sua maior extens˜ao, ´e ocupada pelo m´armore da Tapagem, um extenso corpo de forma el´ıptica com eixo maior de 23 Km e largura m´axima de 4 Km (Campa-nha, 1991), e que pertence ao complexo Setuva. Os contatos com as unidades subjacentes s˜ao em geral bruscos e bem marcados, tanto em fotografias a´ereas quanto em mapas topogr´aficos, com exce¸c˜ao do contato norte, o qual se d´a com xistos carbon´aticos da sequˆencia Serra das Andorinhas, que tamb´em apresentam intercala¸c˜oes decim´etricas a m´etricas de m´armore, o que sugere um contato interdigitado (Campanha, 1991).
Figura 3.1. Contexto geol´ogico regional simplificado (adaptado de Campanha et al., 1985)
De acordo com CPRM (1972), o m´armore da Tapagem apresenta-se em uma ampla es-trutura sinclinorial aberta, estendendo-se na dire¸c˜ao SW desde Itape´una at´e a serra das Andorinhas. O mapa geol´ogico folha Gruta do Diabo (Campanha et. al., 1985) indica um flanco invertido na por¸c˜ao SW dos carbonatos, por´em a observa¸c˜ao das atitudes de folia¸c˜ao no mesmo sugere uma estrutura mais complexa que uma simples sinforma. Devido `a sua associa¸c˜ao litol´ogica, estes m´armores dolom´ıticos situam-se na f´acies xisto verde, sub-f´acies quartzo-albita-ep´ıdoto-biotita.
3.2 Fotointerpreta¸c˜ao 5
Das onze cavernas cadastradas junto `a SBE da regi˜ao, sete possuem um levantamento topogr´afico: gruta da Tapagem, gruta Jos´e Leoc´adio, gruta do Sapatu, grutas do Rolado I, II, III e a caverna da Capoeira Perdida.
Figura 3.2. Coluna estratigr´afica para a regi˜ao em estudo (adaptado de Campanha et al., 1985)
3.2. Fotointerpreta¸c˜ao
A fotointerpreta¸c˜ao realizou-se a partir de 46 fotografias a´ereas em escala 1:25.000, do levantamento efetuado por BASE Aerofoto (1972), de posse do Instituto Geol´ogico de S˜ao Paulo, e que cobrem praticamente toda a ´area da Serra, com exce¸c˜ao da sua por¸c˜ao mais meridional.
Com base na fotointerpreta¸c˜ao e em perfis morfol´ogicos realizados, pode-se notar uma divis˜ao morfol´ogica dos carbonatos, devida `a presen¸ca ou n˜ao de serras marginais e conse-quentemente, diferen¸cas na recarga h´ıdrica do sistema (difusa ou pontual).
O fato dos filitos e xistos finos de alguns setores da borda sul da serra estarem mais altos que os carbonatos implica em diferentes tipos de recarga h´ıdrica dentro do mesmo sistema c´arstico. Em sua por¸c˜ao NE (fig 3.3), os carbonatos apresentam uma morfologia semelhante `
a dos filitos com recarga do tipo mista (autogˆenica e alogˆenica). Nas proximidades da caverna do Diabo (fig 3.4), o relevo se mostra mais aplainado, por´em inclinado para NNW. Por se tratar de m´armores muito homogˆeneos, seria de se esperar que o desenvolvimento de cavernas neste local seguisse uma dire¸c˜ao em torno de N-NNW, em resposta ao fluxo preferencial, rumando para o n´ıvel de base regional, o Rio Ribeira. Temos ent˜ao, uma quest˜ao importante que ´e explicar o desenvolvimento E-NE da gruta da Tapagem (fig 3.5).
3.2 Fotointerpreta¸c˜ao 6
Figura 3.3. Se¸c˜ao 1 (localizada na Figura 2.1)
Figura 3.4. Se¸c˜ao 2 (localizada na Figura 2.1)
3.2 Fotointerpreta¸c˜ao 7
Figura 3.6. Se¸c˜ao 3 (localizada na Figura 2.1)
Figura 3.7. Se¸c˜ao 4 (localizada na Figura 2.1)
3.2 Fotointerpreta¸c˜ao 8
A partir da an´alise das aerofotos, pode-se notar que uma marcante diferen¸ca no padr˜ao da drenagem nos setores NE e SW do corpo carbon´atico.
Setor NE
Neste setor , h´a um maior n´umero de pontos de absor¸c˜ao do escoamento superficial, e a presen¸ca de drenagens centr´ıpetas associadas a pontos de absor¸c˜ao. Ocorrem tamb´em, drenagens cuja capta¸c˜ao ´e essencialmente autogˆenica, mas que n˜ao se encontram ligadas `a pontos de absor¸c˜ao e fluxos d’´agua subterrˆaneos, rumando para fora da ´area das rochas carbon´aticas.
O Rio das Ostras, que atravessa a gruta da Tapagem, possui recarga principalmente autogˆenica, e sofre uma mudan¸ca de dire¸c˜ao abrupta ao entrar na caverna (de SE-NW para SW-NE). Este fato est´a sendo interpretado preliminarmente como uma captura da drenagem a partir da instala¸c˜ao de uma drenagem subterrˆanea no m´armore.
Na por¸c˜ao mais nordeste deste setor, nota-se a presen¸ca de uma grande depress˜ao, de forma alongada, cuja drenagem converge para um ponto em seu interior. A dire¸c˜ao do fluxo superficial nesta depress˜ao e seu posicionamento em rela¸c˜ao `a gruta da Tapagem sugere a existˆencia de um sistema de fluxo subterrˆaneo rumando para SW, tendendo a convergir para a ressurgˆencia do Rio das Ostras (gruta das Ostras), tal como esquematizado na figura abaixo:
Figura 3.9. Representa¸c˜ao esquem´atica sobre mapa 1:50.000 das condi¸c˜oes de fluxo subterrˆaneo na por¸c˜ao NE da Serra Andr´e Lopes
Setor SW
Nesta regi˜ao, n˜ao se vˆeem bacias de drenagens centr´ıpetas ou drenagens associadas `a pontos de absor¸c˜ao, mas uma paisagem predominantemente fluvial, formada por grandes bacias hidrogr´aficas, de capta¸c˜ao essencialmente autogˆenica, com rios rumando para fora dos carbonatos.
3.3 Prepara¸c˜ao das bases cartogr´aficas 9
3.3. Prepara¸c˜ao das bases cartogr´aficas
Para a prepara¸c˜ao das bases cartogr´aficas, primeiramente foi realizada uma pesquisa a fim de definir qual ´e o m´etodo mais pr´atico e eficiente para a digitaliza¸c˜ao das bases em escalas 1:10.000 e 1:50.000. Esta se mostrou uma etapa importante, pois esperava-se um resultado de alto n´ıvel e em reduzido espa¸co de tempo, permitindo que esta metodologia passasse a ser utilizada em diversas pesquisas e trabalhos, diminuindo o tempo gasto na prepara¸c˜ao das bases cartogr´aficas, possibilitando uma maior dedica¸c˜ao a outros aspectos do projeto. Neste sentido, testamos os seguintes softwares: R2V, ARC-SCAN e CartaLinks.
R2V (Raster to Vector) - fabricado pela Able Software, disp˜oe ao usu´ario duas op¸c˜oes de vetoriza¸c˜ao a partir de um mapa digitalizado com o uso de um scanner, a vetoriza¸c˜ao autom´atica ou interativa. Na op¸c˜ao autom´atica, o programa faz todas as opera¸c˜oes sozinho, transformando todas as linhas do mapa em vetores edit´aveis. Por´em, sempre se ter´a o trabalho de editar o mapa, uma vez que computador n˜ao consegue diferenciar entre uma curva de n´ıvel e uma drenagem. Quando ocorre a intersec¸c˜ao entre duas linhas, o vetor segue para um dos lados, o qual nem sempre ´e o que gostar´ıamos. Tem a favor a interface amig´avel para aqueles acostumados com o ambiente Windows, a velocidade de vetoriza¸c˜ao, e a facilidade em se atribuir parˆametros (como eleva¸c˜ao) `a elementos do mapa, para posterior constru¸c˜ao de modelos tridimensionais do relevo, al´em de exportar arquivos nos formatos mais comuns em geoprocessamento, como ARC-INFO, SURFER, DXF, DEM.
ARC-SCAN - M´odulo do consagrado ARC-INFO (produzido pela ESRI), mostra-se uma eficiente ferramenta, n˜ao s´o por utilizar todo o poder de processamento das workstations SUN e do sistema operacional UNIX, mas tamb´em por permitir uma vetoriza¸c˜ao extremamente assistida. O vetor ´e criado at´e que ocorra uma intersec¸c˜ao de linhas, quando ent˜ao o usu´ario define o lado para qual seguir´a o processo. O lado positivo ´e o de j´a se estar trabalhando dentro do ambiente ARC-INFO, facilitando opera¸c˜oes posteriores com o mapa criado. Apesar de estar dispon´ıvel tanto para os sistemas operacionais UNIX (utilizando ambiente gr´afico OpenWindows / Solaris) como para Windows NT, ´e um m´odulo de um programa muito caro e de dif´ıcil aprendizado.
CartaLinks - Parte do projeto IDRISI, ´e extremamente f´acil de utilizar, podendo ser usado em computadores dom´esticos, desde que com uma configura¸c˜ao um pouco superior `a padr˜ao. A atribui¸c˜ao de parˆametros ´e feita concomitantemente `a cria¸c˜ao dos vetores, todavia o processo ´e extremamente lento, uma vez que a vetoriza¸c˜ao ´e totalmente manual.
A vetoriza¸c˜ao dos mapas utilizados neste trabalho foi feita com o software R2V, que permitiu um resultado aceit´avel em rela¸c˜ao ao tempo gasto nesta etapa.
3.3 Prepara¸c˜ao das bases cartogr´aficas 10
etc) em folhas separadas de acetato ou material similar, e ent˜ao digitalizar e vetorizar cada uma delas separadamente.
At´e o presente momento, o andamento dos processos de digitaliza¸c˜ao e vetoriza¸c˜ao permi-tiram a constru¸c˜ao de dois modelos tridimensionais, um gerado a partir do mapa topogr´afico 1:50.000, para visualiza¸c˜ao da compartimenta¸c˜ao geomorfol´ogica regional, e outro gerado a partir de parte dos mapas 1:10.000, onde se observa em maior detalhe as rela¸c˜oes entre as proximidades da gruta da Tapagem e o Rio Ribeira, n´ıvel de base regional. O modelo regional foi gerado pelo pr´oprio R2V, na forma de uma imagem bitmap, onde as cores variam conforme a altitude, com observador visando para um azimute de 210o e com uma inclina¸c˜ao de 45o (fig. 3.10).
Figura 3.10. Modelo tridimensional do relevo constru´ıdo a partir do mapa topogr´afico de escala 1:50.000
Para o modelo tridimensional constru´ıdo a partir dos mapas 1:10.000, utilizou-se o software R2V para a digitaliza¸c˜ao dos dados e exporta¸c˜ao destes em formato xyz (coordenadas leste, coordenadas norte e altitude). Estes dados foram ent˜ao processados pelo software Surfer 6.0, o que resultou na gera¸c˜ao de um grid, uma malha de pontos regularmente espa¸cados, apresentados como uma superf´ıcie no espa¸co (fig. 3.11).
3.4 Amostragem 11
3.4. Amostragem 3.5. An´alise qu´ımica
Durante etapa de campo realizada no per´ıodo de 30/4 a 2/05/99, foram coletadas amostras da rocha encaixante `a gruta da Tapagem (fig 3.12), a fim de se caracterizar quimicamente este litotipo. As an´alises foram realizadas no laborat´orio de ICP-AES do Instituto de Geociˆencias da USP, e em seguida plotadas no diagrama de Martinet & Sougy (1961), para classifica¸c˜ao qu´ımica de rochas carbon´aticas (fig 3.13).
Figura 3.12. Localiza¸c˜ao das amostras coletadas na gruta da Tapagem
3.6 Conclus˜oes 12
3.6. Conclus˜oes
A etapa de fotointerpreta¸c˜ao da regi˜ao da Serra Andr´e Lopes permitiu compartimentar o relevo do Planalto da Tapagem em duas por¸c˜oes distintas: NE e SW.
Na por¸c˜ao NE, tem-se um relevo c´arstico desenvolvido, com bacias de drenagem centr´ıpeta, sumidouros e ressurgˆencias.
Nesta regi˜ao encontra-se a gruta da Tapagem, ou caverna do Diabo, principal caverna conhecida do local. O Rio das Ostras atravessa a gruta da Tapagem, sofrendo uma mudan¸ca na dire¸c˜ao de seu fluxo, que em superf´ıcie ´e SE-NW e em subsuperf´ıcie passa a ser SW-NE (fig. 3.14). Tal varia¸c˜ao ´e interpretada como uma captura da drenagem a partir da instala¸c˜ao da drenagem subterrˆanea no m´armore.
No estremo nordeste do m´armore da Tapagem, encontra-se uma grande depress˜ao fechada, associada a um ponto de absor¸c˜ao do escoamento superficial. A rela¸c˜ao espacial desta de-press˜ao com o sistema da gruta da Tapagem permite inferir a presen¸ca de um fluxo subterrˆaneo que convergiria em dire¸c˜ao `a ressurgˆencia do Rio das Ostras.
Na por¸c˜ao SW da serra, o relevo apresenta-se mais aplainado, sem expressivos pontos de absor¸c˜ao ou bacias de drenagem centr´ıpeta. Neste local, n˜ao h´a um carste desenvolvido com express˜ao em superf´ıcie, e a paisagem adquire uma configura¸c˜ao fluvial, cujos rios tˆem ´
3.6
Conclus˜
oes
13
4 Referˆencias Bibliogr´aficas 14
4.
Referˆ
encias Bibliogr´
aficas
CAMPANHA, G.A.; GIMENES FILHO, A.;VIEIRA CAETANO, S.L.; ALVES PI-RES, F.; LUCAS DANTAS, A.S.; TEIXEIRA, A.L.; DEHIRA, L.K.; HACHIRO, J.; STEFANI,F.L.- 1985- Geologia das Folhas Iporanga (SG.22-X-B-V-2) e Gruta do Diabo (SG.22-X-B-VI-I), Estado de S˜ao Paulo. S˜ao Paulo, IPT/Pr´o-Min´erio. (Relat´orio no 22.352).
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