Relação estratigráfica entre deltas, depósito de transporte em massa e sistemas turbidíticos da bacia do Paraná, paleozoico superior, sul do Brasil

Abstract

Resumo: No leste de Santa Catarina, os estratos permocarboníferos da Bacia do Paraná constituem uma sucessão progradante com turbiditos, depósitos de transporte em massa e deltas, incluídos na porção superior do Grupo Itararé (Formação Rio do Sul) e inferior da Formação Rio Bonito. A presente pesquisa teve como objetivo caracterizar a arquitetura estratigráfica e evolução desses depósitos para auxílio na análise das relações entre sistemas deposicionais costeiros e marinhos profundos. A área de estudo compõe um polígono alongado, de 100 km de comprimento e direção noroeste, entre Alfredo Wagner (SE) e Vitor Meireles (NW). Os principais métodos incluíram levantamentos de perfis estratigráficos verticais, mapeamento de detalhe, análise de fácies e paleocorrentes. O mapeamento de detalhe na região de Presidente Getúlio (noroeste da área) proporcionou melhor compreensão da arquitetura estratigráfica. As associações faciológicas definidas correspondem, em ordem estratigráfica, a depósitos subglaciais, folhelhos marinhos profundos, fluxos gravitacionais de sedimento e massa, depósitos de prodelta, frente deltaica e planície deltaica, sobrepostos vales fluviais incisos. Os depósitos glaciais abrangem tilitos subglaciais dispostos sobre o embasamento ígneo-metamórfico. Folhelhos com clastos caídos são derivados da decantação lenta, sob influência de gelo flutuante, em ambiente marinho profundo. Fluxos gravitacionais de sedimentos são representados por turbiditos arenosos delgados e espessos, sobrepostos por depósitos de fluxos densos não-coesivos (conglomeráticos). Por outro lado, os depósitos de transporte em massa (DTM) incluem diamictitos com blocos alóctones de arenitos deltaicos e turbidíticos, característicos de talude deposicional. Heterolitos e arenitos (estratificados e laminados) configuram os depósitos de prodelta, frente deltaica e shoreface, que localmente apresentam clastos caídos. A planície deltaica é constituída por arenitos, lamitos e carvão. Por fim, arenitos mal selecionados com estratificações cruzadas formam o sistema fluvial. A partir dos turbiditos espessos até os estratos deltaicos, os paleofluxos mostram sentidos S e SW e confirmam a relação genética entre esses depósitos, abaixo dos vales incisos. Contudo, os turbiditos delgados, superpostos pelos turbiditos espessos, possuem paleocorrentes com sentido NW. Em linhas gerais, esse empilhamento estratigráfico também foi verificado nas porções central e sudeste da área. Entretanto, nessas regiões, os paleofluxos de todas as associações faciológicas apresentam sentidos para NW e SW. Compreende-se, portanto, que os turbiditos delgados aflorantes em Presidente Getúlio estão geneticamente relacionados aos sistemas deltaicos e turbidíticos provenientes de sudeste. A configuração paleogeográfica deduzida a partir da análise faciológica e dos paleofluxos, e confirmada por mapas de isovalores (e.g. mapas de isópacas), seria de um depocentro de direção NW-SE (Depocentro de Rio do Sul) preenchido por sistemas deltaicos provenientes de nordeste (alimentação transversal) e sudeste (alimentação axial). Mapas de isovalores sugerem que a área fonte nordeste estaria condicionada pela Zona de Cisalhamento Caçador. As contribuições científicas decorrentes da presente pesquisa incluem dois artigos com as seguintes temáticas: a) reavaliação do arcabouço tectono-estratigráfico da sucessão permocarbonífera da Bacia do Paraná no depocentro de Rio do Sul; b) delimitação de clinoformas de deltas de margem de plataforma por meio da integração de afloramentos descontínuos. Palavras-chave: Sistemas deposicionais costeiros a marinhos profundos. Paleogeografia. Formações Rio do Sul e Rio Bonito.

Abstract: The Carboniferous-Permian deposits of the Paraná Basin (southern Brazil) are composed of a prograding succession with turbidites, mass-transport deposits, and deltas, included in the upper portion of the Itararé Group (Rio do Sul Formation) and lowermost Rio Bonito Formation. The present research aimed to characterize the stratigraphic architecture and evolution of these deposits to aid in the analysis of the relationships between coastal depositional systems and deep-marine deposits. The study area consists of an elongated polygon, between Alfredo Wagner (SE) and Vitor Meireles (NW) localities. The main methods embraced the construction of vertical stratigraphic profiles, detailed mapping, facies and paleocurrent analysis. The detailed mapping in the region of Presidente Getúlio, northwest portion of the area, provided a better understanding of the stratigraphic architecture. The defined facies associations correspond to, vertically stacked, subglacial deposits, shales of deep-marine setting, mass and sediment gravitational-flow deposits, as well as prodelta, delta-front and delta-plain deposits, covered by fluvial strata (incised valley). The subglacial tillites rest on the igneous-metamorphic basement. Shales, under the influence of floating ice (dropstones), configure the deep-marine beds. Sediment gravitational-flow deposits are represented by thick and thin-bedded turbidites and non-cohesive density-flow deposits. On the other hand, mass-transport deposits (MTD) include diamictites with allochthonous blocks of sandstones (deltaic and turbidite), characteristic of the depositional slope. Heterolithic beds and sandstones (stratified and laminated) constitute the deposits of prodelta and delta front, which show locally influence of floating ice (dropstones). The delta plain consists of sandstones, mudstones, and coal. Finally, poorly-selected sandstones with cross-stratification form the fluvial system. The paleoflows of the thicker turbidites, non-cohesive density-flow deposits, MTD and deltaic deposits are to the S and SW, which supports the genetic link between these deposits, under the incised valley. However, the paleocurrents obtained from thin-bedded turbidites are to the NW. In general, this stratigraphic stacking was also verified in the central and southeast portions of the study area. However, in that areas, deltaic and all subaqueous gravitational systems have similar paleoflows to the NW and SW. It is understood, therefore, that the thin-bedded turbidites in Presidente Getúlio locality are genetically correlated with the deltaic and turbidite systems from the southeast. The paleogeographic configuration deduced from the analysis of facies, paleocurrents and attribute maps (e.g. isopach map) consist in a depocenter with NW-SE direction (Rio do Sul Depocenter) filled by deltaic systems with source areas from the northeast, southeast, and east. The attribute maps suggest that the northeastern source area was conditioned by the Caçador Shear Zone. The scientific contributions resulted from the present work include two papers with the following themes: a) reevaluation of the stratigraphic framework and the geological evolution of the Carboniferous-Permian succession of Paraná Basin in the Rio do Sul Depocenter; b) delimitation of delta-slope clinoforms through non-continuous outcrops. Keywords: Deep-marine to coastal depositional systems. Paleogeography. Rio do Sul and Rio Bonito formations.