Usp – Universidade De São Paulo Igc – Instituto De Geociências
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USP – UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO IGC – INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS INVESTIGAÇÃO HIDROGEOLÓGICA DAS OCORRÊNCIAS TERMAIS E TERMO-MINERAIS DA REGIÃO CENTRO-SUL DA BORDA ORIENTAL DO ESTADO DE SANTA CATARINA E POSSÍVEIS MODELOS GENÉTICOS Rodrigo Del Olmo Sato Orientador: Prof. Dr. Uriel Duarte DISSERTAÇÃO DE MESTRADO Programa de Pós-Graduação em Recursos Minerais e Hidrogeologia SÃO PAULO 2006 ERRATA ii À meus pais Miltom Sato ( in Memoriam ) e Asunción del Olmo Sato iii AGRADECIMENTOS Devo em primeiro lugar agradecer a uma grande amiga que me incentivou a fazer este mestrado, pois sem o incentivo dela, talvez esta idéia tardasse alguns anos em se concretizar. A você Luciana Witovisk Gussela, meus sinceros agradecimentos. Agradeço também a meu Orientador Prof. Dr. Uriel Duarte, pela paciência em guiar- me neste trabalho e por ser um bom amigo. Não poderia esquecer meu colega Geógrafo Kleber Cavazza que muito me ajudou nestes 2 anos, com dicas de como sobreviver em São Paulo e pela ajuda nas correções e sugestões. Agradeço também a dois grandes colegas de profissão que me auxiliaram em inúmeras e importantes discussões acerca da geologia Catarinense, os geólogos Hélvio Luiz Deboni e Gabriel Oniris do Amaral Velho, ícones da geologia no Estado de Santa Catarina. Agradeço também a minha família, meu porto seguro, onde pude ancorar com segurança em momentos de tempestade em minha vida. Agradeço também os recursos da CAPES concedidos pela Coordenadoria de Pós-Graduação através do Instituto de Geociências- IGc-USP. E por fim, agradeço a todos que mesmo não nomeados, me auxiliaram direta ou indiretamente até a conclusão deste trabalho. iv v SUMÁRIO Errata ii Dedicatória iii Agradecimentos iv Sumário v Lista de Figuras ix Lista de Tabelas xii Lista de Gráficos xiii Lista de Abreviaturas e Siglas xiv Resumo xv Abstract xvi 1 Introdução 01 2 Objetivo 10 3 Metodologia 11 3.1 Bibliografia de Apoio 11 3.2 Coleta e apresentação dos dados 14 3.2.1 Inventário das Fontes Termais 14 3.2.2 Trabalhos de Campo 15 3.2.3 Caracterização Físico-química das Fontes Termais 16 3.2.4 Estudos Técnico-econômicos 17 4 Legislação e classificação das Fontes termais e Termo-minerais 18 5 Caracterização da Geologia Regional e da Área de Pesquisa 20 5.1 Histórico 20 5.2 Arqueano / Proterozóico Inferior 22 5.2.1 Complexo Tabuleiro 22 5.2.2 Complexo Águas Mornas 22 5.2.2.1 Faixa Granito-gnaissica Santa Rosa de Lima/ Tijucas 23 5.2.2.2 Faixa Granito-gnaissica Garopaba 23 5.3 Mesoproterozóico / Eo-Paleozóico 23 vi 5.3.1 Grupo Itajaí 23 5.3.1.1 Formação Campo Alegre 24 5.4 Eo-Paleozóico 25 5.4.1 Suíte Intrusiva Subida 25 5.4.1.1 Suíte Intrusiva Pedras Grandes 26 5.5 Paleozóico Inferior / Médio 27 5.5.1 Formação Rio do Sul 27 5.6 Paleozóico Superior / Mesozóico 27 5.6.1 Formação Iratí 27 5.6.2 Formação Serra Alta 28 5.6.3 Formação Terezina 29 5.6.4 Formação Rio do Rasto 29 5.6.5 Formação Botucatú 30 5.6.6 Formação Serra Geral 30 5.6.7 Corpo Alcalino de Anitápolis 31 5.7 Cenozóico 32 5.7.1 Neógeno – Depósitos recentes 32 5.7.2 Depósitos Aluviais e Coluviais 32 5.7.3 Sedimentos Marinhos 32 5.8 Geologia de Detalhe da Área de Pesquisa 34 5.8.1 Área 01 – Santo Amaro da Imperatriz, Águas Mornas, São José e Palhoça 34 5.8.2 Área 02 – Tubarão, Pedras Grandes, Gravatal e Região 36 5.9 Caracterização do Arcabouço Tectônico Regional e da Área de Pesquisa 40 5.9.1 Tectônica Regional 40 5.9.2 Tectônica da Área de Pesquisa 43 5.9.2.1 Área 01 – Santo Amaro da Imperatriz, Águas Mornas, São José e Palhoça 43 5.9.2.2 Área 02 – Tubarão, Pedras Grandes, Gravatal e Região 44 vii 6 Características Fisiográficas 45 6.1 Características Climáticas 45 6.1.1 Pluviosidade 48 6.1.2 Temperatura 50 6.1.3 Evapotranspiração Potencial 51 6.1.4 Correlação entre Precipitação e Evapotranspiração Potencial 52 6.1.5 Tipos climáticos Regionais 53 6.2 Geomorfologia 54 6.3 Hidrografia 56 6.4 Vegetação 56 6.5 Solos da Área pesquisada 58 7 Termalismo e Modelos Genéticos Aplicáveis 60 7.1 Convecção 65 7.2 Fluxo de Calor nos Continentes 66 7.3 Análise Global da distribuição do Fluxo de Calor ao longo da Terra 68 7.4 Estrutura Térmica do Manto e do Núcleo 69 7.5 História do Termalismo no Brasil 73 8 Características Físico-químicas das Águas Termais e Termo- minerais de Santa Catarina 77 8.1 Características Químicas 79 8.1.1 Radioatividade 83 8.2 Características Físicas 83 8.2.1 Temperatura 83 9 Termalismo em Santa Catarina 89 9.1 Introdução 89 9.2 Histórico de Exploração de águas Termais no Estado de Santa Catarina 91 9.3 Santo Amaro da Imperatriz 93 9.4 Águas Mornas 98 9.5 Gravatal 101 viii 9.6 Tubarão 102 9.7 Pedras Grandes 103 9.8 Imaruí 104 9.9 Modelos Genéticos Propostos para as Águas Termo-minerais do Estado de Santa Catarina 106 9.9.1 Modelo do Vulcanismo no Mesozóico – Triássico ao Juro-Cretáceo 106 9.9.2 Modelo do Vulcanismo Alcalino – Cretáceo Superior até o Eoceno 107 9.9.3 Modelo do Gradiente Geotérmico 107 9.9.4 Modelo Genético Associado 109 9.9.4.1 Primeira Fase Termo-tectônica 109 9.9.4.2 Segunda Fase Termo-tectônica 113 9.9.4.3 Terceira Fase Termo-tectônica 115 9.9.4.4 Quarta Fase Termo-tectônica 118 10 Características Sócio-econômicas das Populações nos Municípios com Ocorrência de Águas Termais e Termo-min erais 124 10.1 Santo Amaro da Imperatriz – Área 01 127 10.2 Águas Mornas – Área 01 128 10.3 Gravatal – Área 02 129 10.4 Pedras Grandes – Área 02 129 10.5 Setores Industriais para as Águas Termo-minerais 130 10.5.1 A Indústria da Água Envasada 130 10.5.2 A Indústria dos Balneários 132 10.6 Breve Comentário sobre o Desenvolvimento Sustentável e Turismo Associado às Águas Termais e Termo-minerais 133 10.6.1 Conceitos 133 10.6.2 Balneabilidade e Termalismo 136 11 Conclusões 140 12 Bibliografia 143 13 Anexos 157 ix LISTA DE FIGURAS Capítulo 1 Fig. 1.1 Ruínas de Mohenjo-Daro, distrito de Larkana, Sindh, Paquistão. 01 (Fonte: www.harappa.com ) Fig. 1.2 Vista do complexo Balneário de Mohenjo-Daro 02 (Fonte: www.harappa.com ) Fig. 1.3 Termas de Stabiano em Pompéia (Fonte: www2.pompeiisites.org) 04 Fig. 1.4 Termas Romanas de Évora, localizadas no subsolo dos Paços do Conselho de Évora - Portugal (Fonte: www.cm-evora.pt ) 04 Fig. 1.5 Mulheres se banhando em um banho público Japonês – Autor: Torii Kiyonaga (1752 - 1815) (Fonte: www.japonismus.com ) 06 Fig. 1.6 Termas de Bath – Inglaterra (Fonte: www.imagensviagens.com/bath.htm ) 07 Fig. 1.7 Lord Willian Thonson Kelvin (1824-1907) (fonte: scienceworld.wolfram.com/biography/Kelvin.html ) 08 Capítulo 5 Fig. 5.1 Mapa Geológico detalhado da região chamada Águas Mornas, Município de Imaruí 39 Fig. 5.2 Mapa do Arcabouço Estrutural da Bacia do Paraná e Santa Catarina 42 Capítulo 6 Fig. 6.1 O ciclo Hidrológico (Fonte: PORTO, 1973) 45 Fig. 6.2 Disposição da água nos diferentes níveis de circulação 53 Fig. 6.3 Vista da Planície Costeira a partir da serra do Leste Catarinense. A foto foi tirada no extremo sul da área, próximo ao município de Tubarão. 55 Fig. 6.4 Vista do afloramento da Suíte Intrusiva Pedras Grandes a partir da Planície Costeira. A foto foi tirada na porção central da área, próximo ao município de Imbituba. 55 Capítulo 7 Fig. 7.1 Relação entre temperatura e profundidade. (Fonte: MIRANDA 64 et alli , 2005) Fig. 7.2 Modelo matemático de convecção do manto em 3D. Os azuis representam as temperaturas mais fria do que médias, temperaturas médias são as amarelas e verdes, e temperaturas mais quente do que médias do vermelho. (Fonte: Cardiff Marine Institute - www.earth.cf.ac.uk ) 66 Fig. 7.3 Fluxo de Calor nos Continentes. Em vermelho as regiões mais quentes e com vulcanismo ativo e em azul as mais frias. Observar a cadeia meso-oceânica entre Américas e África. x (MULLER et alli , 1997) 69 Fig. 7.4 Modelo do núcleo 3D em vermelho, com diferenças de viscosidade. A zona da viscosidade baixa (no azul) corresponde ao manto Superior da terra. (Fonte: Nasa. ct.gsfc.nasa.gov/olson.finalreport) 70 Capítulo 8 Fig. 8.1 Mapa de Fluxo geotérmico do Estado de Santa Catarina. (fonte: CARDOSO, 2004) 87 Capítulo 9 Fig. 9.1 mapa de Santa Catarina com os municípios com ocorrências Termais e termo-minerais conhecidas 90 Fig. 9.2 Em sentido Horário da foto maior, vistas da Estâncias de Horrogate e abaixo o “ The Royal Bath Hospital ”, balneário para tratamento crenoterápico de Horrogate. (Fonte: www2.northyorks.gov.uk ) 91 Fig. 9.3 Em sentido Horário da foto maior, vistas da Estâncias de Horrogate E abaixo o “ The Royal Bath Hospital ”, balneário para tratamento crenoterápico de Horrogate. (Fonte: www2.northyorks.gov.uk ) 91 Fig. 9.4 Em sentido Horário da foto maior, vistas da Estâncias de Horrogate E abaixo o “ The Royal Bath Hospital ”, balneário para tratamento crenoterápico de Horrogate. (Fonte: www2.northyorks.gov.uk ) 91 Fig. 9.5 Homenagem ao dia do massacre da Guarda Imperial. 93 Fig. 9.6 índios botocudos do Vale do Itajaí in " Índios e Brancos no Sul do Brasil " - Sílvio C.