Controles geológicos da carstificação em metadolomitos da formaçao Capiru - neoproterozóico, região metropolitana de Curitiba, Paraná

Abstract

Resumo: Este trabalho tem por objetivo caracterizar a influência dos controles geomorfológicos, estruturais e principalmente faciológicos nos processos de carstificação em metadolomitos da Formação Capiru, Grupo Açungui, Neoproterozóico, na Região Metropolitana de Curitiba (RMC), Estado do Paraná. O estudo foi desenvolvido num corte de pedreira (Pedreira Solofiller) e na Gruta de Bacaetava, localizadas no Município de Colombo. Com base em produtos de geoprocessamento, levantamentos de campo para aquisição de dados estruturais e faciológicos, análises petrográficas, químicas, mineralógicas e isotópicas, integradas à interpretação dos processos de dissolução, apresenta-se uma concepção da carstificação, ressaltando o papel da faciologia. Nos controles geomorfológicos, tem-se que as cavernas ocorrem nas cotas entre 800 e 900 metros e que as drenagens de 1ª ordem formam sumidouros e/ou dolinas, enquanto o Rio de Bacaetava, de 2ª ordem, com direção aproximada leste – oeste, é responsável pela abertura e ampliação da gruta. O sistema hidrográfico do Rio Bacaetava é coletado pelo Rio Capivari (3ª ordem), na cota de 750 metros. Como controle estrutural, tem-se que as principais direções estruturais da região de Morro Grande são predominantemente N20-30E, N30-50W e EW. Estas direções estão relacionadas à evolução dos sistemas cársticos da Gruta de Bacaetava, pois as direções das fraturas EW são as mesmas do acamamento e da abertura da caverna, onde há um predomínio horizontal da dissolução. As fraturas abertas de direção N20-30E estão relacionadas às fendas de dissolução, onde há predomínio vertical da dissolução e fazem a ligação entre os salões da gruta. As fraturas fechadas N30-50W são responsáveis pela ornamentação da Gruta de Bacaetava. De acordo com as características estruturais, observou-se que na área da Bacaetava, as direções principais e definidoras da dissolução são as direções NE e EW. Na faciologia, enfoque principal deste trabalho, tem-se que a seqüência deposicional possui aproximadamente 90,0 m de espessura, composta por metadolomitos. A seção foi dividida em quatro unidades as quais englobam diferentes fácies: metadolomito com estruturas biogênicas (Meb), maciço (Mma), estromatólitos colunares (Mec), maciço impuro (Mmi), estromatólitos bifurcados (Mbi) e microbial trombolítico (Mmt), onde predominam dolomita e calcita (>90% dolomita) e no Mmi, com predomínio de quartzo (35% SiO2), dolomita e calcita. Do ponto de vista metamórfico, as rochas do Grupo Açungui enquadram-se na fácies xisto verde, sendo a fácies sedimentar impura mais deformada. Resultados isotópicos obtidos de 18O (-7.07 até -4.03) e de 13C (-3.48 até -0.3) no CO3de dolomita e calcita indicam diagênese influenciada por águas meteóricas. Verificou-se que as unidades 2 e 4 por representadas pelas fácies Mmi, com baixa permeabilidade, apresentam pouca ou nenhuma dissolução. A unidade 1, por estar situada abaixo do nível de dissolução local, também não apresenta dissolução. Por fim, a unidade 3, representada pela fácies trombólito é a que apresenta as maiores taxas de dissolução, devido à sua textura característica (trombólito), favorecida também, pela variação da granulação da dolomita. Por conseqüência, é a fácies onde ocorrem as maiores cavidades na área.

Abstract: The present paper aims to characterize the influence of geomorphologic, structural, and principally, faciologic controls to identify the karstification processes in metadolomites of Capiru Formation of Neo-Proterozoic Açungui Group, at the Metropolitan Area of Curitiba, State of Paraná. The study area performed is the Solofiller Quarry (Pedreira Solofiller) and the Bacaetava Cave (Gruta de Bacaetava), both localized in the municipality of Colombo. Based on the products of geoprocessing, field studies for structural and faciological data, and petrographic, chemical, mineralogic and isotopic analysis, integrated to the interpretation of dissolution processes, a concept of karstification is revealed with its focus on the faciology. The geomorphologic controls show that the caves occur at the topographic levels between 800 and 900 meters, and that the first order drainage forms sinkholes and/or dolines whilst the East-West second order Bacaetava river, is responsible for the opening and amplification of the cave. The hydrographic system of the Bacaetava river is collected by the Capivari river (third order) at the altitude of 750 meters. As for the structural controls, the principle directions of the Morro Grande region are predominantly N20-30E, N30-50W and EW. These structural directions are directly related to the evolution of the karstic systems of the Bacaetava Cave, where the EW fractures correspond to bedding planes and the opening of the cave, where the dissolution is chiefly horizontal. The N20-30E open fractures are related to the cracks, with mainly vertical dissolution, connecting the rooms inside the cave. The closed N30-50W fractures are responsible for the ornamentation of the Bacaetava Cave. According to the structural characteristics observed in regional, mesoscopic and macroscopic scales, has been that in the area of the Bacaetava cave must important the directions of dissolution are NE and EW. The faciology, the main focus of the present study, shows that the deposicional sequency is approximately 90,0 meters thick, constituted principally by metadolomites. The section was divided into four units comprising different facies: metadolomite with biogenic structures (Meb), massive (Mma), columnar stromatolites (Mec), massive with impurities (Mmi), bifurcated stromatolites (Mbi) and microbial trombolite (Mmt), composed mainly of dolomite and calcite (>90% of dolomite), and Mmi, with predominant quartz (35% SiO2), dolomite and calcite. The rocks of the Açungui Group belong to the Greenschist Facies, where the impure sedimentary facies are the most deformed. The isotopic results obtained from 18O (-7,07 to –4,03) and 13C (-3,48 to -0,30) from CO3 of dolomites and calcites, indicate that the diagenesis was influenced by meteoric waters. It was verified that the units 2 and 4, representing the facies Mmi with low permeability, shows low or no dissolution. On the other hand, the unit 1, for situating below the local level of dissolution, is also insoluble. Finally, the unit 3, represented by trombolite facies, is the one with major rates of dissolution, due to its distinct texture, also favoured by the crystallinity variation of dolomite. Consequently, this is the facies where most of the caving occurs.