DOI: 10.1590/23174889201500020007
ARTIGO
Mapa geológico do cenozoico da região da bacia de Volta Redonda (RJ, segmento central do Rifte Continental do Sudeste do Brasil): identificação de novos grabens e ocorrências descontínuas, e caracterização de estágios tectonossedimentares Geological map of the Cenozoic of Volta Redonda Basin region (Rio de Janeiro State, Central Segment of the Continental Rift of Southeastern Brazil): identification of new grabens and discontinuous occurrences, and characterization of tectonosedimentary stages
André Pires Negrão1,2*, Renato Rodriguez Cabral Ramos3, Claudio Limeira Mello2, Marcel de Souza Romero Sanson4
RESUMO: O presente trabalho traz os resultados inéditos da cartografia ABSTRACT: This work aims to present new results of geological e análises tectonossedimentares do cenozoico da região da bacia de Volta mapping and tectonosedimentary analysis of the cenozoic of Volta Redonda, inserida no segmento central do Rifte Continental do Sudeste Redonda basin region, inserted in the central segment of the Conti- do Brasil (RCSB). Distribuídos na direção NE-SW, foram reconheci- nental Rift of Southeast Brazil (CRSB). Were recognized three paleo- dos três depocentros paleogênicos (grabens de Colônia Santo Antônio, genic depocenters (grabens of Colônia Santo Antônio, Dorândia, Casa Dorândia, Casa de Pedra - mais importante, por seu registro sedimentar de Pedra - most importantly, for its volcanic and sedimentary record) e vulcânico) e diversas ocorrências paleogênicas descontínuas (áreas de and discontinuous paleogenics deposits (areas of Belmonte, Jardim Belmonte, Jardim Amália, Cafundó, Vargem Alegre), além de dois im- Amalia, Cafundó, Vargem Alegre), and two expressives quaternary portantes grabens quaternários (grabens do Rio do Bananal e da Usina). grabens (grabens of the Rio Bananal and the Usinal), distributed O preenchimento paleogênico foi relacionado a três estágios tectônicos: in the NE-SW direction. The paleogenic filling was related to three fase Pré-Rifte, vinculada à deposição da Formação Ribeirão dos Quatis tectonic stages: Pre-Rift phase, linked to the deposition of the Ribeirão (fluvial); fase Rifte I (principal), a que se relaciona a Formação Resende Quatis Formation (fluvial); Rift phase I (main), related to Resende (sistemas fluviais e leques aluviais associados a bordas de falhas principais, Formation, characterized by a fluvial and alluvial fan systems as- além de vulcanismo basanítico intercalado); fase Rifte II (final), a que se sociated with major fault edges, and basanitic volcanism (Casa de relacionam os depósitos da Formação Pinheiral (fluvial), responsáveis pela Pedra Basanite); Rift phase II (final) relating to Pinheiral Formation colmatação dos depocentros paleogênicos. Acumulações significativas de fluvial deposits, responsible for clogging of paleogenics depocenters. depósitos aluviais recentes vinculam-se ao preenchimento dos grabens Significant accumulations of recent alluvial deposits are linked to the quaternários. A atual configuração da região da bacia de Volta Redonda fulfillment of the Quaternary grabens. The current configuration of resulta da geração de diversas estruturas rúpteis vinculadas a sua abertura e the Volta Redonda basin region is the results of a generation of several deformação neotectônica. Desta forma, este segmento do RCSB é repre- brittle structures associated to paleogenic opening and neotectonic de- sentado por um mosaico depocentros e ocorrências paleogênicas descon- formation. Thus, this segment of the CRSB is represented by a mosaic
1Petrobras, Centro de Pesquisas e Desenvolvimento, Gerência de Sedimentologia e Estratigrafia, Rio de Janeiro (RJ), Brasil, E-mail: [email protected] 2Departamento de Geologia, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, Rio de Janeiro (RJ), Brasil. E-mail: [email protected] 3Departamento de Geologia e Paleontologia, Museu Nacional, Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, Rio de Janeiro (RJ), Brasil. E-mail: [email protected] 4Petrobras, Unidade de Operações da Bacia de Campos, Exploração, Macaé (RJ), Brasil. E-mail: [email protected] *Autor correspondente Manuscrito ID: 30262. Recebido em: 18/03/2015. Aprovado em: 04/05/2015.
273 Brazilian Journal of Geology, 45(2): 273-291, June 2015 Bacia de Volta Redonda: grábens, ocorrências descontínuas, estágios tectonossedimentares
tínuas significativamente compartimentadas por deformação netectônica, of paleogenic dpocenters and discontinuous occurrences significantly além de depocentros quaternários, vinculados principalmente ao último compartmentalized by recent deformation, and quaternary depocen- evento distensivo, de idade holocênica. Da identificação e caracterização ters, mainly linked to the Holocene extension event. The identification destas feições, a região da bacia de Volta Redonda passa a apresentar um and characterization of these feautures, brings a new arrangement of novo quadro de distribuição do registro cenozoico, com dimensões em cenozoic record in the region of the Volta Redonda basin, measuring torno de 40 km na direção NE-SW e 10 km na direção NW-SE. around 40 km in the NE-SW and 10 km in the NW-SE direction. PALAVRAS-CHAVE: Cartografia Geológica; Volta Redonda; KEYWORDS: Geological Cartography; Volta Redonda; Tectonic; Tectônica; Sedimentação. Sedimentation.
INTRODUÇÃO de Casa de Pedra e são aqui definidas, respectivamente, como graben de Dorândia e graben de Colônia Santo Antônio. As Os primeiros trabalhos de mapeamento na bacia de semelhanças no preenchimento sedimentar e nos estilos estru- Volta Redonda foram publicados por Amador & Castro turais constatados nestas áreas, além da proximidade relativa (1976), que elaboraram os estudos pioneiros sobre seu pre- com aquelas já documentadas na literatura, permitiram rela- enchimento, identificando depósitos correlacionáveis aos da cionar geneticamente tais regiões com a evolução da bacia de Formação Resende na bacia homônima. Volta Redonda. Também é proposta a redefinição dos limites Melo et al. (1983) publicaram um mapa geológico do graben de Casa de Pedra e das demais ocorrências sedi- mais completo, definindo duas áreas de principal acúmulo mentares cenozoicas da região estudada. sedimentar paleogênico, sendo a mais importante definida como área de Casa de Pedra, incluindo derrames de rochas vulcânicas basaníticas intercalados aos sedimentos, poste- ÁREA DE ESTUDO riormente definida por Riccomini (1989) como graben de Casa de Pedra. Na região compreendida entre Barra Mansa A área do presente estudo localiza-se na região oeste do e Volta Redonda, em faixas marginais ao norte e ao sul da estado do Rio de Janeiro, estando inserida no médio vale planície do rio Paraíba do Sul, foram registradas ocorrên- do rio Paraíba do Sul, abrangendo os municípios de Volta cias isoladas de depósitos paleogênicos em topos de colinas. Redonda, Barra Mansa, Porto Real, Pinheiral, Piraí e Barra Sanson et al. (2006), com base principalmente em levan- do Piraí (Fig. 1). As coordenadas geográficas que limitam tamentos no graben de Casa de Pedra, reconheceram e mape- a área de estudo correspondem aos paralelos 22°25’00” e aram três unidades sedimentares paleogênicas: formações 22°40’00” sul e meridianos 44°20’00” e 43°50’00” oeste. Ribeirão dos Quatis, Resende — correlacionáveis a unidades A principal via de acesso à área de estudo é a Rodovia presentes na bacia de Resende, conforme definição de Ramos Presidente Dutra (BR-116), que liga o Rio de Janeiro a São et al. (2006) — e Pinheiral, esta última reconhecida como Paulo. A partir desta rodovia, pode-se alcançar a região da unidade distinta, de forma inédita. Foram ainda incluídas em bacia de Volta Redonda através das estradas de acesso direto seu mapa outras ocorrências de rochas vulcânicas basaníticas. à cidade de Volta Redonda (RJ-494, BR-393 e Rodovia dos Análises estruturais detalhadas e ampla discussão sobre Metalúrgicos) e pela estrada para Volta Redonda via Pinheiral. a evolução tectônica cenozoica da região da bacia de Volta Redonda encontram-se disponíveis em Negrão (2014) e estão sendo preparadas para publicação em periódico. CONTEXTO GEOLÓGICO Até o momento, os únicos dados de subsuperfície dis- poníveis para a região da bacia de Volta Redonda foram ela- A bacia de Volta Redonda está inserida no contexto do Rift borados por Padilha e Vitorello (1992). Estes autores, atra- Continental do Sudeste do Brasil (RCSB) (Riccomini 1989), em vés de levantamentos audiomagnetotelúricos no graben de seu segmento central. O embasamento da bacia, assim como os Casa de Pedra, indicaram uma espessura sedimentar máxima demais domínios do RCSB, desenvolve-se sobre terrenos prote- em torno de 120 m, em local próximo a borda norte desta área. rozoicos/eopaleozoicos da Faixa Ribeira, constituído por comple- O estudo aqui apresentado propõe um novo mapa das xos ortoderivados paleoproterozoicos, complexos paragnáissicos ocorrências cenozoicas na região de Volta Redonda a partir de neoproterozoicos e suítes intrusivas neoproterozoicas/eopaleo- análises de modelos digitais de elevação e imagens de satélite, zoicas, inserido no domínio dos terrenos Ocidental e Embu e da e de levantamentos de campo. São reconhecidas outras duas Klippe Paraíba do Sul (Heilbron et al. 2004). Invariavelmente, importantes áreas de acúmulo sedimentar paleogênico, além todas estas unidades do embasamento, na área de estudo, ocor- daquelas já identificadas e documentadas nos trabalhos ante- rem sob a forma corpos alongados, de direção NE-SW, seguindo riores. Estas áreas estão situadas ao leste e ao oeste do graben o trend regional da Faixa Ribeira (Fig. 1).
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De acordo com a última proposta para a litoestratigrafi a por conglomerados quartzosos médios a grossos, ocor- dos depósitos sedimentares paleogênicos da bacia de Volta rendo intercalações de arenitos feldspáticos e ainda, de Redonda (Fig. 2), apresentada por Sanson et al. (2006), tem- forma subordinada, pelitos. Foram interpretados como se, da base para o topo, a seguinte sucessão: sistemas fl uviais entrelaçados de alta energia; ■ Formação Ribeirão dos Quatis – associada à fase pré-rifte ■ Formação Resende – relacionada à fase principal de da evolução da bacia de Volta Redonda. Os depósitos sedimentação da bacia de Volta Redonda. Os depósi- desta unidade estão dispostos diretamente sobre o emba- tos desta unidade encontram-se dispostos em inconfor- samento cristalino pré-cambriano, geralmente não ultra- midade com o embasamento cristalino pré-cambriano. passando mais do que 10 m de espessura. São constituídos São caracterizados essencialmente por intercalações de
44º0’W
44º30’W 22º30’S
44º30’W km 44º0’W 0 3.5 7 14 21 28 Depósitos quaternários Granitoides sintectônicos brasilianos Metassedimentos do Complexo Paraíba do Sul
Depósitos paleogênicos Metassedimentos dda Megassequência Andrelândia Ortogranulitos do Complexo Quirino Rochas alcalinas cretáceas Metassedimentos do Complexo Embu Ortogranulitos do Complexo Juiz de Fora
Falhas indiferenciadas Zona de cisalhamento de baixo ângulo Área de estudo
Figura 1. Mapa geológico simplifi cado do segmento central da Faixa Ribeira na região das bacias de Resende e Volta Redonda, apresentando a localização da área do presente estudo. Mapa geológico original modifi cado de Heilbron et al. (2004) sobre MDE/SRTM adquirido no site: http://seamless.usgs.gov.
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arenitos feldspáticos estratificados e conglomerados finos, Sanson (2006) identificou quatro fases tectônicas rúpteis ocorrendo ainda, de forma expressiva, lamitos esverde- na evolução da bacia (Fig. 2), correlacionadas àquelas propos- ados e brechas. Estes depósitos são associados a leques tas por Riccomini et al. (2004) para o RCSB. A primeira fase aluviais e sistemas fluviais axiais de padrão entrelaçado; (E1), correspondendo a uma distensão NW-SE e idade paleo- ■ Basanito Casa de Pedra – derrames de rocha vulcânica gênica, é responsável pela abertura e principal preenchimento ultramáfica alcalina posicionado entre as formações sedimentar e vulcanismo na bacia. As demais fases (TS, TD Resende e Pinheiral. A rocha apresenta textura afaní- e E2) têm caráter deformador. A fase TS, relacionada a uma tica, contendo microfenocristais, vesículas e amígda- transcorrência sinistral E-W, é representada por estruturas afe- las, e feições que sugerem, pelo menos, dois derrames tando somente depósitos paleogênicos, não atingindo cobertu- superpostos. Ramos et al. (2005, 2008) registraram no ras neogênicas e quaternárias, conferindo-lhe uma idade entre bairro Vila Rica (Volta Redonda) uma espessura total o Oligoceno final e o Mioceno. A fase TD é relacionada a uma dos derrames em torno de 11 m, e obtiveram, através transcorrência dextral E-W, admitindo-se uma idade pleisto- do método Ar-Ar, idade de 49,5 ± 0,4 Ma para estas cênica, por apresentar estruturas afetando depósitos paleogê- rochas, posicionando-as no Eoceno inicial (Lutetiano); nicos e neogênicos, e não tendo sido constatada deformação ■ Formação Pinheiral – depósitos que colmatam o pre- por estruturas desta fase nos depósitos holocênicos. A fase enchimento sedimentar paleogênico da bacia de Volta E2, vinculada a uma distensão NW-SE, é representada por Redonda, encontrando-se em discordância sobre o emba- estruturas afetando todo o registro Cenozoico até o Holoceno. samento, a Formação Resende e, localmente, sobre o Basanito Casa de Pedra. São caracterizados por conglo- merados e arenitos estratificados, relacionados a canais MATERIAIS E MÉTODOS fluviais entrelaçados, com a presença de espessos inter- valos pelíticos relacionados a períodos de afogamento Primeiramente, foram gerados e analisados modelos digi- do sistema fluvial. tais de elevação (MDEs) produzidos pelo Projeto RJS-25
Litoestratigra a Geocronologia Ambiente Fases Tectônicas Ma Unidades Tempo Litologia Deposicional
Era Época Formação
Grupo E1 TS TD E2 Período NW SE Holoceno Qt. Pleistoceno NEO Coberturas
Plioc. EO NEO 10 MESO Neogeno
20 Mioceno EO
NEO 30 EO Fluvial Oligoceno Pinheral PIN entrelaçado NEO
40 Cenozoico
Vulcanismo MESO Basanito casa ultrabásico de pedra alcalino 50 RES Paleogeno Eoceno Fluvial Leques aluviais Resende entrelaçado EO Ribeirão dos Quatis Fluvial entrelaçado 60 NEO E2 - Extensão NW-SE EO holocênica Paleoceno TD - Transcorrência Dextral E-W TS - Transcorrência Complexo sinistral E-W Proterozoico EMB gnáissico- E1 - Extensão NW-SE migmatitico paleogênica Figura 2. Coluna litoestratigráfica e fases tectônicas da bacia de Volta Redonda (Sanson et al. 2006).
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(IBGE 2006), na escala 1:25.000, abrangendo uma área RESULTADOS correspondente à articulação dos seguintes quadrantes das folhas 1:50.000 do IBGE: Bananal (NE), Volta Redonda Foram caracterizados, na região da bacia de Volta Redonda, (NE e NW), Piraí (NW), Resende (SE), Nossa Senhora do três depocentros principais com registro sedimentar paleogê- Amparo (SE e SW) e Barra do Piraí (SW). nico e dois depocentros com registro afl orante essencialmente Com o uso da função Hillshade do ArcMap™ 9.2 (ESRI quaternário, além de diversas ocorrências descontínuas de 1999), foram geradas imagens a partir de dois azimutes idade paleogênica (Fig. 3). Os limites entre estes setores são de iluminação (45° e 315°), de modo a ressaltar diferentes defi nidos, principalmente, por complexos sistemas de falhas orientações de estruturas do terreno, mantendo-se o ângulo vinculadas ao estágio Rifte e amplamente reativadas por estru- zenital de 45°. turas neotectônicas. Alguns detalhes destes aspectos (arranjo A distinção entre morfoestruturas vinculadas ao embasa- estrutural geral e desenvolvimento de zonas de transferên- mento e unidades de mapeamento cenozoicas também foram cia e acomodação) serão discutidos ao fi nal deste capítulo. auxiliadas pela análise de mapas hipsométricos e ortofotos O mais relevante dos depocentros paleogênicos corres- do Projeto RJ25 (IBGE 2006). ponde ao graben de Casa de Pedra (Melo et al. 1983) que, A etapa de campo consistiu em levantamentos sistemá- além de conter o registro aluvial mais completo da bacia, ticos, com o objetivo de detalhar os limites das ocorrências também inclui em seu preenchimento as únicas manifesta- de depósitos paleogênicos já conhecidas e de cartografar ções vulcânicas eocênicas reconhecidas no segmento central novas ocorrências. Sempre que possível, foram elaborados do RCSB. No presente estudo, são propostos novos limi- perfi s litofaciológicos e painéis arquiteturais dos afl oramentos tes para este setor. Ao leste e contíguo ao graben de Casa investigados, tendo como fi nalidade a correlação entre asso- de Pedra, encontra-se o graben de Dorândia, ora proposto, ciações de fácies e o reconhecimento das unidades litoestra- com preenchimento essencialmente aluvial. Na porção oeste tigráfi cas da bacia de Volta Redonda. Foi realizado, ainda, o da área de estudo, encontra-se a menor feição com registro levantamento de estruturas rúpteis (falhas) controladoras e aluvial paleogênico contínuo, aqui defi nida como graben deformadoras do registro sedimentar cenozoico. de Colônia Santo Antônio.
570000 575000 580000 585000 590000 595000 600000 605000 610000 615000 7515000 7515000 7510000 7510000 7505000 7505000
570000 575000 580000 585000 590000 595000 600000 605000 610000 615000 Litoestratigra a Estruturas (simpli cado) Domínios de principal acúmulo sedimentar cenozoicos Falhas normais/oblíquas Área de Cafundó Graben de Dorândia indiferenciadas (Estágio Graben de Colônia Área de Vargem Alegre Rifte e/ou neotectônicas) Santo Antônio Graben da Usina Fraturas ou falhas transcorrentes/ Área de Belmonte oblíquas de direção NW-SE, Graben do Rio relacionadas a zonas e/ou Área de Jardim Amália do Bananal estruturas neotectônicas Graben de Zona de transferência Casa de Pedra de Barra Mansa A - Sedimentos Aluviais P - Formação Pinheral BCP - Basanito Casa de Pedra R - Formação Resende RQ - Formação Ribeirão dos Quatis
Figura 3. Mapa geológico do cenozoico da região da bacia de Volta Redonda exibindo os diversos domínios estabelecidos no presente estudo, além dos principais sistemas de falhas responsáveis pela geração e deformação deste setor do Riſt e Continental do Sudeste do Brasil.
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De oeste para leste, as principais áreas com registros distribuídos segundo a direção NE-SW e compartimen- paleogênicos descontínuos foram defi nidas como: área de tados transversalmente (Fig. 4). As principais formas de Cafundó (descrita inicialmente por Carmo 1996), situada relevo do registro paleogênico caracterizam-se por colinas no extremo oeste da área de estudo; área de Belmonte, situ- com topos e encostas relativamente suaves em relação às ada na borda norte/noroeste da área; área do Jardim Amália, do embasamento, apresentando moderado grau de disseca- situada na porção central da área de estudo, ao norte/noroeste ção e dispostas em arranjos lineares em diferentes direções, do graben de Casa de Pedra; área de Vargem Alegre, situ- sendo mais marcantes as de orientação NE-SW e NW-SE. ada ao sul/sudeste do graben de Dorândia, contíguo a este. Normalmente, ocorrem em cotas topográfi cas entre 420 e Os grabens com registro sedimentar afl orante exclusiva- 500 m de altitude. Em diversos locais, mas principalmente mente quaternário são aqui defi nidos como: graben da Usina, na região do graben de Casa de Pedra, estes depósitos são com maior expressão em área, situado na porção centro-norte observados sustentando relevo de colinas de cristas forte- da área de estudo, acomodando a ampla calha sedimentar mente alinhadas e com maior grau de dissecação. Nestes atual do rio Paraíba do Sul, onde se localiza o principal núcleo casos, tais feições estão frequentemente relacionadas ao urbano e industrial da cidade de Volta Redonda; e graben do desenvolvimento de falhas. Rio do Bananal, situado no baixo curso do rio homônimo até O embasamento se distingue dos depósitos paleogênicos a confl uência com o rio Paraíba do Sul, na porção oeste da área por apresentar formas de relevo com rugosidade mais elevada, de estudo e ao norte do graben de Colônia Santo Antônio. apresentando encostas com alta declividade, vales estreitos e cristas fortemente alinhadas segundo as direções NE-SW Aspectos morfoestratigráficos e NW-SE. Entretanto, em diversas situações, tais critérios e morfoestruturais da área de geomorfológicos não foram sufi cientes para a distinção mapeamento entre embasamento e registro sedimentar paleogênico, Os registros sedimentares paleogênicos mais relevan- sendo distinguidas somente através dos levantamentos de tes da região da bacia de Volta Redonda apresentam-se campo. Ainda assim, algumas dúvidas permanecem devido
570000 575000 580000 585000 590000 595000 600000 605000 610000 615000 7515000 7515000 7510000 7510000 7505000 7505000
570000 575000 580000 585000 590000 595000 600000 605000 610000 615000 Litoestratigra a Domínios de principal acúmulo Seção geológica sedimentar cenozoicos 0 1 2 4 6 8 10 MDE composta km Área de Cafundó Graben de Dorândia Pontos apresentados Altimetria (m): Graben de Colônia Área de Vargem Alegre neste trabalho Projeção universal transversa de mercator Max.: 784 Santo Antônio Geographic Coordinate System: GCS_WGS_1984 Graben da Usina Rio Paraíba do Sul Área de Belmonte Datum: D_WGS_1984 Graben do Rio Zone: 23k_South Min.: 328 Área de Jardim Amália Principais a uentes do Bananal Base de dados espaciais: IBGE (2006) Iluminação Azimutal: 315° Graben de Cidades Casa de Pedra Iluminação Zenital: 45° A - Sedimentos Aluviais P - Formação Pinheral BCP - Basanito Casa de Pedra R - Formação Resende RQ - Formação Ribeirão dos Quatis
Figura 4. Mapa geológico das unidades cenozoicas sobre modelos digitais de elevação, de modo a se enfatizar as principais morfoestruturas controladoras do registro paleogênico e quaternário. Estão indicadas as áreas ora defi nidas e a localização dos pontos com painéis litofaciológicos, além do traçado das seções geológicas apresentadas nas Discussões deste trabalho.
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à escassez de afl oramentos, principalmente na região do no graben de Casa de Pedra são caracterizados, essencial- graben de Dorândia. mente, por arenitos lamosos e lamitos arenosos esverdeados Os depósitos aluviais quaternários são caracterizados por (Fig. 5), conglomerados fi nos a médios e lentes de argilitos formas de relevo planas, relacionados a terraços e planícies esverdeados, relacionados a sistemas fl uviais entrelaçados, de inundação, ocorrendo, quase sempre, próximos às cotas apresentando frequentes direções de paleocorrente para topográfi cas do nível de base local. sudeste. Fácies fanglomeráticas proximais são observadas junto à borda sul, diagnosticando esta como a borda prin- Grabens paleogênicos cipal (Fig. 6). Ao longo da borda oposta, não são verifi cados depósitos desta natureza, sugerindo uma provável assimetria Graben de Casa de Pedra e área de Jardim Amália nas taxas de subsidência deste setor. O graben de Casa de Pedra constitui o principal depo- Os derrames basaníticos afl oram na porção oeste do centro da região da bacia de Volta Redonda, apresentando graben de Casa de Pedra, sobre os depósitos da Formação dimensões máximas em torno de 9 km na direção NE-SW Resende e sobrepostos por depósitos da Formação Pinheiral e 3 km na direção NW-SE. Seu preenchimento compreende (Fig. 7). O avançado grau de alteração dos afl oramentos os depósitos aluviais das formações Resende e Pinheiral, disponíveis deixa dúvidas acerca de seu exato posiciona- além do registro de rochas vulcânicas ultrabásicas alcalinas mento estratigráfi co. Desta forma, permanece a questão se (Basanito Casa de Pedra). tal vulcanismo ocorreu durante a deposição da Formação Neste depocentro, a Formação Resende é a que apresenta Resende (conforme Riccomini 1989; Riccomini et al. 2004) maior distribuição em área, perfazendo um preenchimento ou após (conforme Sanson 2006; Sanson et al. 2006). contínuo. Seu contato discordante com o embasamento Neste estudo, assume-se o posicionamento estratigrá- é frequentemente observado nas bordas do graben, não fi co proposto por Riccomini (1989) e Riccomini et al. sendo verifi cado em seu interior. A espessura máxima afl o- (2004), sendo sugerida a possibilidade de a incisão fl uvial rante identifi cada para esta unidade alcança cerca de 30 m, da Formação Pinheiral ter promovido a erosão de possíveis sendo o local de maior espessura constatada da unidade em depósitos da Formação Resende que estariam recobrindo toda região da bacia. Os depósitos da Formação Resende os derrames basaníticos.
S N
0 2,5 5m Formação Resende Formação Pinheral Pelito com laminação incipiente Pelito laminado Arenito maciço Arenito com estrati cação cruzada Discordância erosiva Conglomerado com estrati cação horizontal Conglomerado com estrati cação cruzada
Figura 5. Ponto I (UTM: 0597610/7509309 – Fuso 23k, Datum WGS-1984). Seção faciológica representativa das formações Resende e Pinheiral na borda norte do graben de Casa de Pedra, Rodovia do Contorno (BR-393).
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Os depósitos da Formação Pinheiral são verifi cados no gra- Alegre, contíguos ao graben de Casa de Pedra, sendo sepa- ben de Casa de Pedra dispostos quase sempre em discordân- rados deste apenas pelo rio Paraíba do Sul, sob forte con- cia sobre a Formação Resende (Fig. 5) e, mais raramente, em trole estrutural de direção NW-SE. alguns locais de suas bordas, sobre o embasamento. Neste e nos O graben de Dorândia apresenta dimensões máximas demais domínios, a Formação Pinheiral não apresenta variações em torno de 8,2 km na direção NE-SW e 2,5 km na dire- faciológicas signifi cativas, sendo caracterizada por espessos paco- ção NW-SE. O preenchimento sedimentar paleogênico é tes de arenitos feldspáticos estratifi cados e ortoconglomerados dado pelas associações de fácies das formações Resende quartzosos, com níveis de intraclastos argilosos, relacionados ao e Pinheiral, além de ocorrências restritas de depósitos rela- preenchimento de canais fl uviais, e espessos pacotes pelíticos, cionados à Formação Ribeirão dos Quatis sobre altos estru- depositados em planícies de inundação e canais abandonados. turais em seu extremo leste. Ocorrências ao norte do graben de Casa de Pedra, aqui Neste graben, a Formação Resende é frequentemente reunidas como área de Jardim Amália, são constituídas observada em contato direto com o embasamento e, quando por depósitos fl uviais relacionados às formações Resende e assim registradas, exibe espessuras inferiores a 20 m. Fácies Pinheiral. Nesta área, os limites dos depósitos são marcados lamíticas maciças são as mais recorrentes neste setor. Arenitos por recuos erosivos e por falhas geradas ou reativadas por lamíticos e conglomerados ocorrem de forma subordinada, eventos neotectônicos. como elementos arquiteturais de canais estreitos (Fig. 8). Tal associação sugere paleoambientes caracterizados por Graben de Dorândia e área de Vargem Alegre planícies lamosas distais com canais fl uviais entrelaçados Na porção leste da área de estudo, encontram-se os seto- esparsos. Fácies fanglomeráticas proximais são constata- res defi nidos como graben de Dorândia e área de Vargem das nas proximidades da borda norte/nordeste desta área,
SW NE
encoberto
Embasamento Depósitos gnaissico fanglomeráticos 1m
Figura 6. Ponto II (UTM: 602754/7508630 – Fuso 23k, Datum WGS-1984). Depósitos fanglomeráticos da Formação Resende, dispostos diretamente sobre o embasamento da bacia. Borda sul do graben de Casa de Pedra, município de Pinheiral.
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sugerindo uma significativa atividade tectônica no tempo A área de Vargem Alegre, que se encontra separada de sua deposição. do graben de Dorândia por um alto de provável origem A Formação Pinheiral também apresenta espessura neotectônica, consiste em uma depressão com dimensões máxima em torno de 20 m, sendo encontrada quase sempre máximas em torno de 6 km na direção NE-SW e 3 km em discordância sobre a Formação Resende, com exceção das na direção NW-SE, com registro sedimentar paleogênico áreas de borda, onde é verificada em onlap ou em contato relativamente descontínuo. Abriga, ainda, uma ampla por falha com o embasamento. Em termos de associações de calha de sedimentação aluvial quaternária, relacionada à fácies, a Formação Pinheiral não apresenta variações em rela- dinâmica do rio Paraíba do Sul, que a atravessa em toda ção às características descritas no graben de Casa de Pedra. sua extensão. Os limites do graben de Dorândia, ao norte e ao sul, são O preenchimento sedimentar paleogênico da área de definidos por sistemas de direção NE-SW. Admite-se que este Vargem Alegre é caracterizado essencialmente por depósi- graben possua perfil assimétrico, com sua borda de falha princi- tos da Formação Pinheiral (Fig. 9), com espessura máxima pal situada a norte, assim definida em decorrência da presença aflorante em torno de 30 m. As formações Ribeirão dos de litofácies fanglomeráticas e devido às expressões morfoestru- Quatis e Resende têm ocorrências bastante restritas, sendo turais/topográficas. Nos limites ao leste e ao oeste, são obser- que a primeira apresenta boas exposições de depósitos vadas estruturas subordinadas, aproximadamente ortogonais conglomeráticos e areníticos com frequentes estruturas de às principais, predominando direções NW-SE e NNW-SSE. liquefação (Fig. 10).
NE SW
0 2 m
Sedimento quaternário Discordância Arenitos estrati cados erosiva Formação Pinheral Conglomerados estrati cados Falhas Rocha vulcânica basanítica Basanito Casa de Pedra
Figura 7. Ponto III (UTM: 0595843/7506870 – Fuso 23k, Datum WGS-1984). Fotomosaico e seção geológica ilustrando depósitos relacionados à Formação Pinheiral em discordância erosiva sobre derrames de rocha ultrabásica alcalina, localizado no final da Rua 42, bairro Vila Rica, no município de Volta Redonda. Notar que todo o conjunto encontra-se intensamente intemperizado.
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O limite sul da área de Vargem Alegre é defi nido por uma Graben de Colônia Santo Antônio e área do Cafundó pronunciada borda estrutural, que em seu prolongamento No extremo oeste da área de estudo ocorre um para oeste alinha-se com a borda sul do graben de Casa de depocentro contínuo, aqui definido como graben de Pedra. Nesta área, não foi identifi cado nenhum registro fan- Colônia Santo Antônio, bem como a área do Cafundó, glomerático que pudesse estabelecer de forma efetiva uma caracterizada por ocorrências descontínuas de depósi- borda de falha principal. tos paleogênicos.
SE NW
Ortoconglomerados Arenito maciços/gradados conglomerático Cobertura intemperizada 0 1 2m Embasamento Arenito lamoso Pelito laminado gnaissico
Figura 8. Ponto IV (UTM: 0606073/7513332 – Fuso 23k, Datum WGS-1984). Seção faciológica ilustrando depósitos fl uviais da Formação Resende, dispostos diretamente sobre o embasamento. Afl oramento situado próximo à borda norte do graben de Dorândia, Rodovia Lúcio Meira (BR-393).
SE NW
0 2,5 5m Arenitos Conglomerados Arenitos Pelitos Pelitos Linha de seixos Cobertura estrati cados estrati cados maciços arenosos maciços (Pleistoceno-?) intemperizada
Figura 9. Ponto V (UTM: 0611100/7513217 – Fuso 23k, Datum WGS-1984). Seção ilustrando depósitos fl uviais da Formação Pinheiral no extremo leste do área de Vargem Alegre. Afl oramento em corte de estrada, Rodovia Lúcio Meira (BR-393), Barra do Piraí.
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O graben de Colônia Santo Antônio apresenta dimensões e arcóseos lamosos, sem o registro de fácies fanglomeráticas. máximas em torno de 3,0 km na direção NE-SW e 1,4 km A Formação Pinheiral caracteriza-se por fácies arcoseanas, na direção NW-SE, sendo seu preenchimento correlacio- conglomeráticas e pelíticas, similarmente ao que se obser- nável às formações Resende e Pinheiral. Depósitos dessas vam nos demais domínios da bacia. duas unidades, e também da Formação Ribeirão dos Quatis, O graben apresenta bordas de falha bem defi nidas ao foram registrados sobre o alto topográfi co/estrutural que norte e ao sul, sendo a primeira de natureza aparentemente defi ne a borda norte deste graben. Neste setor, a Formação deformacional, a julgar pela ocorrência descontínua de Resende apresenta-se em contato discordante com o emba- depósitos paleogênicos no topo deste. A borda sul é possi- samento e é constituída por fácies essencialmente pelíticas velmente a principal, uma vez que se apresenta com maior
SE NW
Conglomerados Arenitos Estruturas/pilares estrati cados estrati cados de liquefação 1,0 m
Figura 10. Ponto VI (UTM: 0610345/7513042 – Fuso 23k, Datum WGS-1984). Intecalação de ortoconglomerados e arenitos relacionados a Formação Ribeirão dos Quatis, apresentando notáveis estruturas de liquefação.
283 Brazilian Journal of Geology, 45(2): 273-291, June 2015 Bacia de Volta Redonda: grábens, ocorrências descontínuas, estágios tectonossedimentares
declividade e presença de facetas triangulares e knickpoints médios a grossos correlacionáveis à Formação Ribeirão dos (Fig. 11). Os limites ao leste e ao oeste são marcados por Quatis sotopostos a depósitos lamíticos esverdeados rela- estruturas subordinadas de direção NW-SE. cionados à Formação Resende (Fig. 12), e também a depó- Na ocorrência situada sobre a borda norte deste gra- sitos areníticos e conglomeráticos da Formação Pinheiral. ben foram identifi cados, de forma inédita, conglomerados Desta forma, fi ca estabelecida, pela primeira vez, a relação
SE NW
Figura 11. Ponto VII (UTM: 0578177/7503855 – Fuso 23k, Datum WGS-1984). Aspecto morfoestrutural da borda de falha ao sul/sudeste do graben de Colônia Santo Antônio.
SE NW
Fm. Pinheiral Fm. Pinheiral
Fm. Resende
Fm. Ribeirão Fm. Ribeirão dos Quatis dos Quatis
Figura 12. Ponto VIII (UTM: 0579216/7505966 – Fuso 23k, Datum WGS-1984). Fotomosaico e fotos de detalhe ilustrando os provaveis contatos entre unidades estratigráfi cas. À esquerda, sucessões de camadas conglomeráticas relacionados à Fm. Ribeirão dos Quatis sotopostas a lamitos da Fm. Resende e, ao topo, arenitos e conglomerados da Fm. Pinheiral. Notar que todo este conjunto encontra-se rotacionado tectonicamente para SW. À direita, associação de fácies constituída por arenitos e conglomerados relacionados à Fm. Pinheiral em discordância (linha vermelha) à associação de fácies essencialmente conglomerática relacionada à Fm. Ribeirão dos Quatis.
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de contato entre as três unidades paleogênicas da região da de conglomerados médios a grossos, polimíticos; arenitos bacia de Volta Redonda. feldspáticos estratificados; além de delgadas lentes pelí- Na área do Cafundó ocorrem depósitos paleogênicos ticas subordinadas. Neste e em outros estudos (Ramos correlacionáveis a Formação Ribeirão dos Quatis, apre- 1997, 2003, Ramos et al. 2006, Sanson 2006, Sanson et al. sentando-se isolados, com espessura máxima em torno de 2006), os depósitos desta unidade são relacionados a um 15 m, e observados sempre sobre o embasamento. Consiste registro de sistemas fluviais entrelaçados. Outro aspecto em sucessões de litofácies ortoconglomeráticas polimíticas, diagnóstico desta unidade é a presença de estruturas de intercaladas com arenitos feldspáticos. liquefação (Fig. 13) desenvolvidas em resposta a even- tos sísmicos enquanto encontravam-se saturadas em água Área de Belmonte (Bezerra et al. 2005). Com alguma frequência, também se A área de Belmonte, situada na porção noroeste da região observa a ocorrência de conglomerados basais portadores estudada, consiste no principal sítio deposicional da Formação de matacões arredondados de quartzo com até 40 cm de Ribeirão dos Quatis. Nesta área, os depósitos desta unidade diâmetro (Fig. 14). ocorrem de forma descontínua sobre colinas de embasamento Depósitos fluviais relacionados às formações Resende e de direção NE-SW, quase sempre restrito aos altos estruturais Pinheiral, apresentando dimensões não mapeáveis, são obser- ao norte e ao sul da calha do rio Paraíba do Sul. Apresentam vados nesta área, em sua porção ao norte do rio Paraíba do Sul. pouca espessura, normalmente menor que 10 m, sendo seus limites laterais frequentemente condicionados por falhas. Grabens quaternários As associações de fácies desta unidade não apresen- Na região da bacia de Volta Redonda, é notável a presença tam diferenças significativas nas suas diversas ocorrências, de pelo menos dois depocentros de sedimentação contro- caracterizando-se por intercalações de camadas tabulares lada por eventos neotectônicos. O mais expressivo, definido
N
S
1m Embasamento Ortoconglomerados Arenitos grossos e Cobertura Estruturas de gnaissico polimítico grânulos-arenitos intemperizada liquefação
Figura 13. Ponto IX (UTM: 0590044/7510422 – Fuso 23k, Datum WGS-1984). Seção ilustrando associação de depósitos areníticos e conglomeráticos da Formação Ribeirão dos Quatis, com destaque para a presença de estruturas de liquefação e possível basculamento tectônico do conjunto. Área de Belmonte, município de Volta Redonda.
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como graben da Usina, está situado na porção central da área antigos. Foram observados, em escavações para obras da de estudo (Figs. 3 e 4 – mapas), e acomoda o núcleo urbano rede de água e esgoto nos limites sul/sudeste do graben e industrial do município de Volta Redonda. Com menor da Usina, a uma profundidade de aproximadamente 4 m, expressão em área, foi defi nido o graben do Rio do Bananal, depósitos com características semelhantes aos registros situado na porção oeste da área de estudo. Verifi ca-se, ainda, a fl uviais da Formação Resende. Desta forma, admite-se presença de outras áreas com importante sedimentação quater- que este graben tenha a sua origem, ao menos em parte, nária ao longo da calha do rio Paraíba do Sul, entre Pinheiral vinculada aos estágios de abertura da bacia. Esta hipótese e Barra do Piraí. também é corroborada pela ocorrência de depósitos das O graben da Usina apresenta dimensões máximas em formações Resende e Pinheiral encerrados abruptamente torno de 11 km na direção NE e 3 km na direção NW. por falhas normais ao longo da borda sul deste graben, na Seus limites ao norte e ao sul são defi nidos por falhas nor- área do Jardim Amália. mais, consideradas assim com base em dados estruturais O graben do Rio do Bananal comporta o baixo curso obtidos em campo e, também, pelo caráter morfoestrutu- do rio homônimo, até o encontro deste com o rio Paraíba ral de suas bordas. A proximidade do Rio Paraíba do Sul, do Sul. Apresenta uma alta relação comprimento/largura, quase sempre junto à borda norte deste gráben, sugere que tendo dimensões máximas em torno de 7,5 km na dire- esta apresente maior atividade recente em relação à borda ção NE por 1,0 km na direção NW. A borda norte deste oposta. Os limites ao leste e ao oeste do graben da Usina graben consiste em uma proeminente feição topográfi ca, são defi nidos por estruturas subordinadas de direção pre- com alta declividade e desnível por vezes superior a 200 m, dominante NW-SE. interpretada como a borda principal. Adicionalmente, o Quando afl orante, o registro sedimentar é composto rio do Bananal fl ui, de forma persistente, junto à borda por litofácies arenosas, lamosas e cascalhosas, relacionando- norte, sendo outra evidência de subsidência recente, com se à dinâmica fl uvial recente. Do ponto de vista morfoes- assimetria para NW. tratigráfi co, são observados diversos níveis de sedimenta- O preenchimento sedimentar afl orante no graben do ção quaternária, desde barras de acreção lateral e demais Rio do Bananal consiste em uma estreita faixa de depósitos elementos arquiteturais relacionados à dinâmica atual do fl uviais atuais, além de terraços fl uviais com prováveis ida- rio Paraíba do Sul, até níveis de terraços mais elevados e des pleistocênicas a holocênicas.
NW SE
Embasamento Arenitos grossos e Conglomerados Estrutura de Megaclastos basais 1m gnaissico conglomerados nos gossos liquefação
Figura 14. Ponto X (UTM: 0586120/7507640 – Fuso 23k, Datum WGS-1984). Seção ilustrando associação de depósitos areníticos e conglomeráticos da Formação Ribeirão dos Quatis, com destaque para a presença de estruturas de liquefação e de megaclastos de quartzo em sua porção basal, em contato com o embasamento. Área de Belmonte, município de Barra Mansa. 286 Brazilian Journal of Geology, 45(2): 273-291, June 2015 André Pires Negrão et al.
Síntese sobre a distribuição forma mais isolada, a exemplo das áreas de Jardim Amália do registro cenozoico e Vargem Alegre. Em síntese, todo o registro cenozoico ocorre, predomi- nantemente, ao longo de trend estrutural de direção NE-SW, Coluna litoestratigráfica estando segmentados ortogonalmente. Apresenta-se aqui um novo desenho da coluna litoestra- Os depósitos da unidade mais antiga, Formação Ribeirão tigráfi ca para a região da bacia de Volta Redonda (Fig. 15). dos Quatis, encontram-se sempre dispostos sobre o embasa- A sucessão e idades máximas e mínimas das unidades não mento, ao longo de altos estruturais externos aos principais foram alteradas em relação à coluna proposta por Sanson depocentros paleogênicos. (2006). Entretanto, foram efetuadas correções em relação A Formação Resende tem sua ocorrência essencial- às discordâncias erosivas e seu controle sobre as amplitudes mente restrita aos grabens paleogênicos ora defi nidos, com temporais de cada unidade, principalmente sobre os regis- exceção para a área de Jardim Amália, que se confi gura em tros da Formação Resende e derrames vulcânicos do Basanito alto estrutural entre os grabens de Casa de Pedra (ao sul) e Casa de Pedra. Com base na distribuição espacial, aspectos da Usina (ao norte). A esta unidade vincula-se o principal faciológicos e natureza de suas discordâncias, as unidades estágio tectônico da bacia, a julgar por sua relação com o paleogênicas também foram individualizadas em termos de basanito Casa de Pedra e presença de depósitos de leques tectonossequências, por corresponderem a diferentes está- aluviais relacionados a bordas de falhas ativas, constatados gios tectônicos de abertura dos depocentros paleogênicos. na borda sul do graben de Casa de Pedra e borda nordeste Desta forma, a Formação Ribeirão dos Quatis foi deno- do graben de Dorândia. minada como Tectonossequência I, correspondendo à fase De forma similar, a Formação Pinheiral também tem Pré-rifte; Formação Resende como Tectonossequência II, cor- sua ocorrência predominantemente sobre os depocentros respondendo a Fase Rifte I (inicial e principal); e Formação paleogênicos. Entretanto, apresenta-se, em alguns locais, de Pinheiral como Tectonossequência III, correspondendo a Fase
Litoestratigra a Geocronologia Ambiente NW SE Fases Tectônicas Unidades Fisiogra a Deposicional Época Tempo MA Tempo Per. Era Formação E1TS TD E2 Holoceno Qt. Pleistoceno Unidades Fluvial/ 2,6 haloestratigrá cas leque aluvial Plioceno 5,3 diversas Eluvial
? Neogeno Mioceno 23 ? ? Chattiano Tectonossequência III 28 Fluvial Pinheral Fase Rifte II entrelaçado Prupeliano 34 ? Cenozoico Priaboniano Fluvial 38 entrelaçado 40 Bartoniano Tectonossequência II Fase Rifte I Leque aluvial Lutetiano distal Leque
Resende Vulcanismo
Basanito casa aluvial proximal 48 Paleogeno Eoceno Oligoceno de pedra ultrabásico alcalino Ypresiano ? ? 56 Ribeirão dos Quatis Tectonossequência I Fluvial entrelaçado 60 Thanetiano Fase Pré-rifte Selandiano ? 62 E2 - Extensão NW-SE Daniano holocênica 66 Paleoceno TD - Transcorrência Dextral E-W TS - Transcorrência Paragnaisses Sinistral E-W 541 Unidades diversas Proterozoico Embasamento ortognaisses E1 - Distensão NW-SE da Faixa Ribeira migmatitos Figura 15. Coluna litoestratigráfi ca da região da bacia de Volta Redonda, modifi cada a partir da proposta de Sanson (2006).
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Estruturas de liquefação Bacia de Volta Redonda: grábens, ocorrências descontínuas, estágios tectonossedimentares
Rifte II (fi nal). Também foi atualizada a distribuição late- Paraíba do Sul em seu trecho entre as bacias de Resende e ral das unidades cenozoicas, além da inserção de um perfi l Volta Redonda. fi siográfi co regional, de modo a confrontar, genericamente, a distribuição do registro sedimentar e vulcânico em relação aos principais elementos geomorfológicos. DISCUSSÕES
Considerações sobre o arranjo estrutural geral da Seções geológicas e região da bacia de Volta Redonda evolução tectonossedimentar A partir do mapa geológico ora apresentado (Figs. 3 e 4), As seções ora apresentadas (Figs. 16A e 16B) demostram a região da bacia de Volta Redonda foi subdividida em três as interpretações, em subsuperfície, dos principais padrões setores estruturais principais. estruturais e de preenchimento sedimentar ao longo do eixo O mais relevante deles é o graben de Casa de Pedra e suas transversal da bacia em seus depocentros cenozoicos mais regiões contíguas, o que inclui o graben da Usina e área de relevantes, abrangendo, portanto, o graben da Casa de Pedra, Jardim Amália ao norte/noroeste; e graben de Dorândia e área de Jardim Amália, graben da Usina e área de Belmonte. área de Vargem Alegre, ao leste/nordeste. Os atuais limites estruturais entre estes compartimentos estão, muito prova- Estágio Rifte velmente, relacionados à reativação neotectônica de zonas de Ao admitir-se que as unidades paleogênicas da bacia se depo- transferência e de acomodação (sensu Faulds & Varga 1998) sitaram em estágios tectonossedimentares distintos, optou-se paleogênicas. A este conjunto de depocentros e ocorrências por elaborar a seção rifte ao tempo de deposição da Formação descontínuas, controlados por tais sistemas de estruturas, Pinheiral, de modo a se apresentar um quadro geral para o atribui-se a bacia de Volta Redonda stricto sensu. Paleógeno. O arranjo geométrico da seção rifte (Fig. 16A) Da mesma forma, o gráben de Colônia Santo Antônio apresenta aquele que se interpretou ser o mais coerente com e suas regiões contíguas (graben do Rio do Bananal e área os resultados obtidos. As principais premissas que sustentam o de Cafundó), também constituiriam, durante o Paleógeno, modelo ora proposto são: geometria em hemigraben do setor um sistema de calhas conectadas por zonas de transferência do graben da Casa de Pedra, com borda de falha principal e de acomodação locais, posteriormente deformadas por situada ao sul; diminuição progressiva da espessura sedimen- estruturas neotectônicas. tar paleogênica para norte/noroeste no eixo transversal entre Ao que tudo indica, a área de Belmonte, com seu regis- o graben de Casa de Pedra e área de Belmonte; ausência de tro sedimentar constituído essencialmente por depósitos registros fanglomeráticos junto à borda norte/noroeste da bacia; pré-rifte (Formação Ribeirão dos Quatis), teria se compor- direção e mergulho das falhas potencialmente relacionadas aos tado como uma área topografi camente mais elevada quando estágios de abertura da bacia; conjuntos de morfoestruturas da abertura desta região do RCSB. Fato este, corroborado, (bordas de falhas, altos estruturais e grabens) que, analisadas principalmente, pela ausência quase total de depósitos rela- em conjunto, confi guram sistemas grabens/horsts neotectô- cionados às formações Resende e Pinheiral. nicos, herdados, em grande parte, dos processos de abertura. Além das zonas de transferências locais, também foi Com base nos resultados apresentados, estabeleceram-se reconhecida uma importante zona de transferência regio- três principais momentos tectonossedimentares: o primeiro nal de caráter dextral, defi nida neste trabalho como Zona corresponde à fase Pré-rifte, provavelmente marcado por fra- de Transferência de Barra Mansa (ZTBM), responsável, turamento crustal e desenvolvimento de falhas normais de durante o Paleógeno, pelo deslocamento dos esforços dis- rejeito incipiente, sendo representado pelo registro fl uvial tensivos entre as bacias de Resende e Volta Redonda. Na área da Formação Ribeirão dos Quatis. A fase Rifte I está relacio- de estudo a ZTBM teria promovido o desenvolvimento iso- nada ao principal estágio de abertura, com o desenvolvimento lado entre o setor da bacia de Volta Redonda (stricto sensu) e de falhas profundas e geração de hemigrabens com signifi - o setor do graben de Colônia Santo Antônio. Esta hipótese cativas taxas de subsidência, responsável pela deposição dos fundamenta-se, sobretudo, pelo signifi cativo afastamento registros fl uviais e de leques aluviais da Formação Resende, (aprox. 12 km) e o não alinhamento entre os setores da bacia além de magmatismo basanítico associado (Basanito Casa de Volta Redonda e do graben de Colônia Santo Antônio. de Pedra). A fase Rifte II, responsável pela colmatação pale- Neste contexto, a ZTBM teria se desenvolvido em sobre- ogênica da bacia, é ainda caracterizada por forte controle na posição a área de Belmonte, o que explicaria a ausência de geração de espaço e na distribuição dos depósitos fl uviais da depocentros neste setor e, em parte, a grande densidade Formação Pinheiral. Entretanto, esta última fase paleogê- de lineamentos NW-SE e o forte controle estrutural do rio nica apresenta prováveis taxas de subsidências inferiores às
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observadas na fase Rifte I, dado o caráter faciológico de seus Em relação ao registro sedimentar cenozoico, tem-se depósitos fl uviais e ausência de registros fanglomeráticos. que as formações Ribeirão dos Quatis e Pinheiral estão De acordo com a presente interpretação, a bacia se apresen- representadas com suas espessuras aproximadamente reais, taria totalmente preenchida nos setores abrangidos pela seção uma vez que os limites basais destas unidades afl oram geológica do Estágio Rifte. Na extremidade sudeste, o principal ao longo da seção analisada. Da mesma forma, é possí- depocentro, caracterizado pelo hemigraben de Casa de Pedra, vel se fazer uma estimativa da espessura dos depósitos da teria seus sistemas de falhas principais e sintéticas ao sul; a por- Formação Resende na área de Jardim Amália. O mesmo ção central seria caracterizada pelo alto estrutural onde atual- não ocorre com os depósitos da Formação Resende no mente ocupa a área de Jardim Amália; desta feição até a extre- graben de Casa de Pedra e com os aluviões quaternários midade norte/noroeste a bacia teria se desenvolvido através de no graben da Usina, onde suas porções basais são afl oran- sistemas alternados de falhas sintéticas e antitéticas, com depo- tes apenas nas extremidades deste depocentros, tornando- centros progressivamente mais rasos em direção à borda norte. se especulativa a espessura máxima destes registros. Para a Formação Resende no graben de Casa de Pedra, esti- Configuração atual mou-se uma espessura em torno de 200 m. No que con- A seção geológica esquemática que representa a confi - cerne ao Basanito Casa de Pedra, seu posicionamento e a guração atual da bacia foi construída a partir da extração de espessura estimada na seção é aproximadamente o que se perfi l topográfi co ao longo do eixo escolhido e extrapolação observa em campo, em torno de 5 a 10 m. A presença de de feições morfoestruturais e de dados de falhas coletados derrames mais antigos, soterrados pelo registro paleogê- em campo (Fig. 16B). nico, não é descartada.
A A B Seção geológica A-B − Estágio rifte (fases rifte I + rifte II) - Paleogeno NW SE X+n
X (m)0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000 Falhas normais Fm. Ribeirão dos Quatis Basanito Casa de Pedra Fase Rifte I Fraturas/falhas Embasamento pré-cambriano Fm. Pinheiral Falhas normais Fm. Resende normais Fase Fase Rifte II pré-rifte
A B Seção geológica A-B − Con guração atual B NW Área de Graben Área de Graben de SE 600 Belmonte da Usina Jardim Amália Casa de Pedra 500 Rio Paraíba do Sul 400 300 200 (m)0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000 Fm. Ribeirão dos Quatis Fm. Pinheiral Depósitos paleogênicos inferidos Basanito Casa de Pedra Depósitos aluviais Falhas normais/obliquas Embasamento pré-cambriano Fm. Resende quaternários Eventos neotectônicos
Figura 16. Seções geológicas compostas, abrangendo, conforme demarcado na Fig. 4, o graben de Casa de Pedra, área de Jardim Amália, graben da Usina e área de Belmonte. (A) Seção interpretativa do Estágio Riſt e, exibindo uma bacia totalmente preenchida e com geometria geral em hemigraben, com sistemas de falhas sintéticas mergulhando para NW. (B) Seção esquemática representando a confi guração atual dos setores abrangidos da bacia, onde se nota uma inversão parcial de depocentros paleogênicos na região defi nida como graben da Usina, juntamente com uma inversão topográfi ca relativa da área de Jardim Amália.
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Em síntese, a geometria geral dos depocentros da área eixo principal, de direção NE-SW e, aproximadamente, de estudo apresenta-se sob a forma de hemigrabens, com o 10 km ao longo de seu eixo transversal, de direção NW-SE. graben de Casa de Pedra basculado para sul (borda de falha Quanto à evolução paleogênica da região da bacia de principal) e progressiva diminuição da espessura sedimentar Volta Redonda, são admitidos pelo menos três estágios tec- para norte; e o graben da Usina, apresentando basculamento tônicos distintos. Cada um destes sendo representado por para norte, sendo esta característica interpretada como uma uma tectonossequência limitada por discordâncias erosivas. inversão por deformação neotectônica, relacionada, princi- O primeiro estágio, definido como Pré-rifte, correspon- palmente, à atuação do evento E2 (distensão NW-SE). Altos deria à geração de fraturas e falhas precursoras à abertura estruturais de direção NE-SW são as principais feições rela- deste segmento do RCSB e deposição da tectonossequên- cionadas à segmentação dos hemigrabens descritos, a exem- cia mais antiga, representada pela unidade litoestratigráfica plo da área de Jardim Amália, que limita os dois depocentros Formação Ribeirão dos Quatis. Esta tectonossequência vin- representados na seção geológica. Considera-se que tais altos cula-se ao registro de um sistema fluvial entrelaçado de alta possam ter sua origem já na geração da bacia; entretanto, energia, fluindo em calhas relativamente estritas e rasas, de encontram-se reativados por eventos neotectônicos, eviden- direção predominante NE-SW, e fortemente controladas por ciado pela presença de falhas afetando o embasamento e o tais sistemas de fraturas e falhas precursoras ao estágio rifte. registro paleogênico e, frequentemente, o registro quaternário. Considerando-se sua distribuição espacial e relações estratigrá- ficas com as demais unidades, considera-se que os principais sítios deposicionais da Formação Ribeirão dos Quatis, a exem- CONCLUSÕES plo da área de Belmonte, tenham se comportado como altos estruturais quando da instalação do estágio Rifte, mantendo, O mapa e as seções geológicas produzidos neste estudo desta forma, tais registros fora dos depocentros paleogênicos. apresentam uma nova perspectiva da distribuição do registro O estágio Rifte foi subdividido em duas fases, sendo a cenozoico na região da bacia de Volta Redonda, bem como fase Rifte I a mais importante em termos de abertura e pre- de suas principais estruturas controladoras, vinculadas tanto enchimento sedimentar/vulcânico, e a fase Rifte II respon- ao estágio rifte quanto aos estágios de deformação neotectô- sável pelos pulsos tectônicos finais e colmatação dos depo- nica. Desta forma, a região da bacia de Volta Redonda passa centros paleogênicos. a apresentar um mosaico de ocorrências descontínuas e de A fase Rifte I está relacionada à tectonossequência repre- depocentros de idade paleogênica e quaternária. sentada pela Formação Resende, que corresponde a um regis- A contiguidade e correspondência de aspectos tectônicos tro de sistema fluvial entrelaçado, com desenvolvimento de e estratigráficos entre as áreas do graben de Casa de Pedra, amplas planícies lamosas e arenosas em direção às bordas graben de Dorândia, área de Vargem Alegre, área de Jardim flexurais dos depocentros, e sistemas de leques aluviais junto Amália e graben da Usina, permite vinculá-las a um mesmo às suas bordas de falha principais. A este estágio também se sistema de depocentros conectados durante o Paleógeno, atribui o vulcanismo basanítico (Basanito Casa de Pedra), definindo, portanto, a bacia de Volta Redonda stricto sensu. que tem sua provável origem vinculada aos momentos de Da mesma forma, o setor oeste, definido pelo graben de máximas taxas de estiramento deste setor do RCSB. Colônia Santo Antônio, graben do Rio do Bananal e área A fase Rifte II está relacionada a uma nova tectonosse- do Cafundó teria se originado, durante o Paleogeno, como quência, representada pela Formação Pinheiral, que corres- uma calha deposicional única e isolada, sendo limitada ao ponde a um sistema fluvial entrelaçado, com possível for- leste pela Zona de Transferência de Barra Mansa. mação de corpos lacustres restritos. Pelas características das Os resultados indicam que os registros da Formação associações faciológicas desta tectonossequência, considera- Ribeirão dos Quatis teriam se depositado anteriormente ao se que fase Rifte II tenha tido taxas de subsidência relativa- estágio Rifte, preferencialmente sobre áreas periféricas àque- mente menores que a fase Rifte I. las que se instalaram os principais depocentros paleogênicos. Desta forma, propõe-se para a região de Volta Redonda Adicionalmente, também não se descarta a hipótese de esta uma analogia ao modelo de Gawthorpe & Leeder (2000), unidade possuir idade mais antiga que a admitida (Paleogeno que estabelece diferentes estágios de bacias extensionais, inicial). Desta forma, os registros desta unidade não foram enfatizando a propagação e conexão dos sistemas de falhas incluídos no contexto da bacia de Volta Redonda stricto sensu. normais que controlam a geração, coalescência e preen- Ao estarem todos estes depocentros e demais ocorrências chimento sedimentar de grabens, além do controle dos isoladas ao longo de um mesmo trend estrutural, a abran- sistemas de drenagens. Assim, o momento de máxima gência da região da bacia de Volta Redonda é aqui redefi- atividade tectônica da região da bacia de Volta Redonda nida com dimensões em torno de 40 km ao longo de seu (deposição da Formação Resende) corresponderia ao estágio
290 Brazilian Journal of Geology, 45(2): 273-291, June 2015 André Pires Negrão et al.
intermediário (interaction and linkage stage) de Gawthorpe Rio do Bananal, e demais ocorrências aluviais expressivas & Leeder (2000), onde há a conexão parcial entre sistemas ao longo de trends NE-SW. de falhas de gerações distintas e também coalescência par- cial dos principais depocentros. A atual distribuição dos depocentros da região de Volta AGRADECIMENTOS Redonda teria sido condicionada pela atuação dos sucessivos eventos neotectônicos de deformação, gerando altos estrutu- Os autores agradecem ao CNPq e ao PROAP-CAPES rais e reativando estruturas pretéritas, o que teria promovido (PPGL/UFRJ) bem como ao Departamento de Geologia da a segmentação de áreas contínuas. Ao evento de distensão UFRJ pelo fornecimento de recursos e infraestrutura necessário NW-SE holocênico (E2), atribui-se a geração dos principais ao desenvolvimento deste estudo. Os autores também agrade- depocentros quaternários, como os grabens da Usina e do cem os valiosos comentários e sugestões dos revisores do BJG.
REFERÊNCIAS
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