Evolução geológica da "Bacia do Camaquã" (Neoproterozóico e Paleozóico inferior do Escudo Sul-riograndense, RS, Brasil) : uma visão com base na integração de ferramentas de esteatigrafia, petrografia e geologia isotópica

Abstract

O presente trabalho demonstra a aplicação integrada de ferramentas de estratigrafia, petrografia e geologia isotópica ao entendimento da evolução geológica das unidades sedimentares da “Bacia do Camaquã”, localizada no Escudo Sul-rio-grandense (RS, Brasil). As ferramentas utilizadas foram a análise faciológica, a estratigrafia de seqüências, a petrografia sedimentar e as análises isotópicas pelos sistemas Sm-Nd em rocha total e 40Ar/39Ar em K-feldspatos. Os resultados estão reunidos em cinco artigos, publicados ou submetidos a periódicos internacionais, e permitiram a proposição de arcabouços estratigráficos e modelos evolutivos para cada uma das unidades focalizadas: Formação Maricá, Grupo Bom Jardim e Formação Santa Bárbara. A sedimentação da Formação Maricá iniciou com sistemas fluviais com transporte para sudeste e proveniência a partir de um bloco granito-gnáissico de idade Paleoproterozóica. Áreas-fonte vulcânicas foram disponibilizadas ao longo do tempo, o que sugere a existência de vulcanismo sindeposicional. A posição da Formação Maricá, exclusivamente recobrindo rochas de assinatura mantélica juvenil do Neoproterozóico (unidades Cambaí e Vacacaí), contrasta com os dados obtidos, de TDM entre 1,76 e 2,37 Ga. Este contraste permite sugerir duas possibilidades: (a) a Formação Maricá teria origem em um bloco Paleoproterozóico, e o terreno juvenil seria apenas o substrato da bacia, sem participação como área-fonte; ou (b) a Formação Maricá poderia ser alóctone, representando a cobertura sedimentar de um continente Paleoproterozóico, posteriormente empurrada sobre as rochas juvenis durante processos colisionais do Neoproterozóico. A Formação Maricá, neste caso, poderia ser correlacionada a unidades metamórficas do Gondwana sul-ocidental, como os complexos Porongos, Passo Feio (RS) ou Lavalleja (Uruguai). O Grupo Bom Jardim, unidade vulcanosedimentar datada entre 600 e 580 Ma, revelou uma variação espacial de seus parâmetros de proveniência. A oeste, junto à região de Lavras do Sul, a proveniência é de arco não dissecado a transicional, com Nd atual de –7,32. A leste, no setor do Cerro da Árvore, a proveniência é de reciclagem orogênica, predominando quartzo e fragmentos metamórficos, e o parâmetro Nd é de –14,65. Nos setores centrais, há características intermediárias entre os dois extremos, e a possível contribuição de rochas ofiolíticas ou lamprofíricas como fontes da sedimentação. Imagina-se, para o Grupo Bom Jardim, uma bacia assimétrica, mais profunda e com bordas mais íngremes no leste, e dominada por vulcanismo no oeste. O caráter autofágico da bacia e a proximidade entre rochas sedimentares e suas áreas-fonte, mesmo após 580 Ma, sugere que esforços compressionais tenham sido mais significativos que a transcorrência para a formação desta bacia. A Formação Santa Bárbara, dividida em três seqüências deposicionais, possui uma variabilidade (petrográfica e isotópica) maior de áreas-fonte, iniciando a sedimentação com fontes vulcânicas dominantes, passando a um predomínio de fragmentos metamórficos e graníticos em direção ao topo. As seqüências I e II, diagnósticas de sedimentação aluvial rasa e periodicamente exposta a ressecamento, possui paleotransporte no sentido norte. A seqüência III, materializada no setor da Pedra do Segredo, representa uma inversão total do preenchimento da bacia, que passa a se processar de norte para sul, com remobilização de fragmentos já litificados das seqüências inferiores. Relações com rochas vulcânicas básicas intercaladas e a análise conjunta do empilhamento estratigráfico das Formações Santa Bárbara e Guaritas sugere a possibilidade de contemporaneidade entre as unidades e deposição concomitante do Grupo Camaquã a leste e a oeste do "alto de Caçapava”.

This thesis deals with the integrated application of stratigraphic, petrographic, and isotopic techniques to the understanding of the geologic evolution of the sedimentary units of the so-called “Camaquã basin”, located in the Sul-rio-grandense Shield (RS, Brazil). Facies analysis, sequence stratigraphy, sedimentary petrography, Sm-Nd data, and K-feldspar 40Ar/39Ar ratios were applied. The results, separated in five scientific papers, allowed the proposal of stratigraphic frameworks and models for the evolution of each unit: Maricá Formation, Bom Jardim Group, and Santa Bárbara Formation. The Maricá Formation has fluvial systems at its base, with paleoflow to southeast, derived from a Paleoproterozoic granite-gneissic block. Volcanic source areas were made available during the sedimentation, which suggests syn-depositional volcanism. The Maricá Formation, which covers juvenile Neoproterozoic units, has a crustal, old Sm-Nd isotopic signature, with TDM between 1.76 and 2.37 Ga. This contrast allows two suggestions: (a) the Maricá Formation would have had a Paleoproterozoic source area, and the juvenile units would constitute only its basin floor; or (b) the Maricá Formation could be older, representing the sedimentary cover of a Paleoproterozoic continent, thrust over the juvenile units during Neoproterozoic collisional events. In this case, it is possible to correlate this unit with metamorphic rocks of the Porongos, Passo Feio (RS) or Lavalleja (Uruguay) complexes. The Bom Jardim Group, a 600 to 580 Ma volcanosedimentary unit, revealed spatial (geographic) variation of its provenance parameters. In the west (Lavras do Sul sector), it shows undissected to transitional arc provenance, and present-day Nd of –7.32. In the east (Cerro da Árvore sector), the provenance is of recycled orogen, with the dominance of quartz and metamorphic fragments, and the present-day Nd parameter is of –14.65. In the central sectors, the parameters are intermediate between the end-members and there is a possible contribution of lamprophyric or ophiolitic source rocks. It is possible to envisage, for the Bom Jardim Group, an asymmetrical basin, deeper and with steeper margins in the east, and dominated by volcanism in the west. The autophagical character of the basin and the proximity between sedimentary rocks and their sources suggest that compressive rather than transcurrent stresses were more important during its evolution. The Santa Bárbara Formation, organized in three depositional sequences, shows a more diversified source area, both in terms of petrography and isotope geology. The deposition begins with dominant volcanic source rocks, reaching upsection more significant contribution of metamorphic and granitic clasts. The sequences I and II, typical of shallow alluvial deposition periodically exposed to desiccation, reveal a northward paleotransport. The sequence III, materialized in the Pedra do Segredo sector, marks the total inversion of basin filling, with paleotransport to south and reworking of lithified fragments of the basal sequences. The comparison of the stratigraphic stacking of the Santa Bárbara and Guaritas formations, as well as their relationship with basaltic volcanic rocks, suggests the possibility of contemporaneity between the two units of the Camaquã Group, deposited in both sides of the Caçapava paleohigh.