Arcabouço e evolução estrutural do arco de Ponta Grossa no grupo Sao Bento (mesozóico) : implicações na hidrodinâmica do sistema aqüífero guarani e na migração de hidrocarbonetos na Bacia do Paraná

Abstract

Resumo: O presente trabalho teve como objeto de estudo as estruturas tectônicas presentes nas rochas do Grupo São Bento (Mesozóico da Bacia do Paraná), mais especificamente onde a faixa aflorante dos quartzo-arenitos das Formação Pirambóia e Botucatu é secionada pelo Arco de Ponta Grossa, região centro-norte do Estado do Paraná. Análises estruturais descritiva, cinemática e dinâmica foram utilizadas na interpretação dos dados fotogeológicos, de campo e modelos digitais de terreno. O Arco de Ponta Grossa, uma das mais proeminentes estruturas da Bacia do Paraná, promove intensa segmentação tectônica das rochas da bacia e é acompanhado por um dos mais expressivos enxame de diques do planeta. O Mesozóico é a principal época de atividade do arco, o qual apresenta estreita relação com os processos magmáticos e epirogenéticos que levaram à abertura do Oceano Atlântico Sul, cujos reflexos na bacia são, além do próprio arco, os magmatitos intrusivos e extrusivos juro-cretáceos da Formação Serra Geral (Grupo São Bento). Compreender o arcabouço, evolução, compartimentação estrutural e morfoestrutural da área definem o objetivo central da pesquisa. Como objetivos conseqüentes deste, temos: (1) compreender a influência do arcabouço estrutural na hidrodinâmica do Sistema Aqüífero Guarani (um dos maiores do mundo), cujas rochas-reservatório são representadas pelas Formações Pirambóia e Botucatu; (2) implicações da evolução estrutural na migração de hidrocarbonetos no Sistema Petrolífero l-RB/P (Irati - Rio Bonito/Pirambóia), visto que as deformações ora estudadas são contemporâneas aos momentos críticos deste sistema petrolífero. Contíguo aos objetivos supracitados, a presença de uma diversidade de estruturas tectônicas penecontemporâneas na Formação Rio do Rasto (Grupo Passa Dois - Permiano Superior) motivou a descrição e interpretação expedita das mesmas. São relacionadas ao evento orogenético de colisão do Bloco da Patagônia com a Plataforma Sul-americana, no intervalo Neo-Permiano a Neo-Triássico (Orogenia Sanrafaélica). A área de estudo apresenta-se compartimentada por dois conjuntos de estruturas tectônicas principais, N40-55W e N40-60E (secundária), além de feições esparsas de direção E-W e N-S. Dois eventos tectônicos (D1 e D2) foram responsáveis pela geração e reativação das estruturas rúpteis das rochas do Grupo São Bento na área: - D1) atuou no Eo-Cretáceo e apresenta regime tectônico predominantemente extensional, com componente direcional dextral nas falhas noroeste; responsável pela colocação dos diques; - D2) compreende a maior quantidade de fraturas observadas nos afloramentos, dentre as quais bandas de deformação nos arenitos. Apresenta regime transtensional e o SHmáx varia entre NE-SW e ESE-WNW, com intervalo de atuação do Neo-Cretáceo ao Terciário. O arcabouço estrutural do Arco de Ponta Grossa promove inflexões e compartimentações nas curvas potenciométricas do SAG, que somadas ao condicionante regional do fluxo, controlado pelo mergulho regional das camadas, condiciona a hidrodinâmica do aqüífero. Os eventos tectônicos D1 e D2 promovem dois momentos de formação/destruição de trapas estruturais, que por sua vez condicionam pulsos de migração de hidrocarbonetos através das falhas enquanto estas apresentam-se ativas.

Abstract: Tectonics in the São Bento Group (Mesozoic of the intracratonic Paraná Basin), particularly in the quartz-sandstones of Pirambóia and Botucatu formations is analyzed. In the study area, these formations are intersected by the Ponta Grossa Arch, center-north of Paraná State, South Brazil. Descriptive structural analysis, plus kinematics and dynamics analyses were used in the interpretation of the photogeological data, field observation and digital terrain models. The Ponta Grossa Arch, one of the most prominent regional structure of the Paraná Basin, is defined by curved geological contacts which are tilted by an impressive swarm of dykes. The major tectonic movements of the arch happen in the Mesozoic. They are intrinsically related to the South Atlantic opening process. The main consequences of this tectonic process are, apart from the arch itself, the Juro- Cretaceous extrusive and intrusive basic rocks related to the Serra Geral (São Bento Group) basaltic floods. Understanding the structural framework and related tectonic evolution of the study area is the main objective of this research. Other more specific objectives include: (1) to understand the hydrodynamic implication of tectonics in the Guarani Aquifer System, one of world's largest groundwater reservoir, whose reservoir-rocks are constituted by Pirambóia and Botucatu formations; (2) to understand the effects of the tectonic evolution on the hydrocarbon migration, as the most important hydrocarbon generation took place while the tectonic activities were on Additionally, the observed diversity of syn-depositional tectonic structures in the Rio do Rasto Formation (Late Permian) is briefly described and interpretated. These structures are closely related to orogenic events that affected de southern rim of South America Platform during Hercynian Tectonic Cycle (La Ventana and Cape fold belts). Two main sets of lineaments are observed to compartmentalize the study area. Their directions are N40-55W and subordinate N40-60E. Sparse secondary trends EW and N-S are also seen. Two fragile deformation episodes (D1 and D2) were distinguished. They are responsible for the generation and reactivation of structures affecting rocks of the São Bento Group: - D1 - (Early Cretaceous): responsible for the emplacement of dolerite dyke swarm, an essentially extensional event, with local dextral strike-slip component; - D2 - (Late Cretaceous up to Tertiary): the event responsible for most outcroping structures, including deformation bands on sandstones. It exhibits a transtentional strike-slip regime, with SHmax varying between NE-SW to ESE-WNW directions. The structural framework of the Ponta Grossa Arch promotes inflections and segmentations of the potentiometric lines of the Guarani Aquifer System. These effects are added to the regional flux, conditioned by the dip of the strata. The two tectonic events promote two different hydrocarbon migration stages through the active faults, as well as trap formation and rearrangement episodes.