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Thèse de Habilitation à Diriger des Recherches
DOI
10.11606/T.44.2013.tde-11042013-105737
Document
Auteur
Nom complet
Paulo Roberto dos Santos
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 1996
Jury
Campos, Antonio Carlos Rocha (Président)
Arid, Fahad Moyses
Coimbra, Armando Marcio
Fulfaro, Vicente Jose
Salamuni, Riad
Titre en portugais
Condicionamento geológico da sedimentação glacial |b o Neopaleozóico da Bacia do Paraná e o Terciário da Antártida
Mots-clés en portugais
Sedimentologia
Resumé en portugais
Durante o intervalo de tempo decorrido entre o Meso Carbonífero e o Eeopermiano, uma considerável parte do território brasileiro, atualmente situada entre as latítudes de 15° - 33° S e Iongitudes de 45º - 63º W, estiveram cobertas por gelo de geleiras relacionadas à glaciação gondvânica. Vários tipos de depósitos interpretados como tendo sido formados sob influência glacial, estão hoje preservados na bacia do Paraná. O Subgrupo Itararé, na bacia do Paraná, representa o registro mais espesso, extenso e, possívelmente, o apontamento mais longo da glaciação neopaleozóica de todo o supercontinente do Gondvana. Mapas paleogeográficos da bacia do Paraná durante a glaciação neopaleozóica representando quatro intervalos de tempo, controlados bioestratigraficamente, foram preparados para o Subgrupo ltararé. Estes foram construídos através da combinação de dados a respeito das litofacies, variação das espessuras, direção de fluxo do gelo, feições tectônicas e informações paleontológicas . Na bacia do Paraná a glaciação teve início no Mesocarbonífero, quando as margens do Manto de Gelo de Windhoek (MGW), deslocando-se a partir de um centro de dispersão situado na elevação de Windhoek na região austral da África, atingiram a margem leste da bacia. Extremidades lobadas das correntes de gelo ("ice streams", lobos Kaokoveld, Paraná e Rio do Sul) fluíram em direção ao N e NW, irradiando-se também de uma cobertura de gelo ("ice cap") que recobria o escudo do Rio Grande do SuI, na margem leste da bacia. Outra cobertura de gelo, provavelmente isolada, possivelmente se desenvolveu sobre o arco de Assunção, de onde correntes de gelo lobadas também fluíram para leste e nordeste, ali atingindo a bacia. Na bacia do Paraná, a glaciação, e a própria sedimentação glacial , foram, provavelmente, controladas pela interação da subsidência tectônica, trangressão e glácio- isostasia em regiões de média e alta latitude, enquanto o continente do Gondvana gradualmenle se afastava do polo sul. A inundação marinha da bacia por um mar epicontinental , iniciada no Meso-Carbonífero, provavelmente forneceu a umidade necessária para alimentar o crescimento do M.G.W. De maneira contrária, os episódios de elevação do nível do mar provavelmente afetaram a estabilidade das geleiras marinhas . Geleiras do tipo temperado avançaram aterradas até pelo menos 200 km bacia adentro; ao atingirem o nível do mar, estabilisaram-se como margens de maré ou intermaré. Um comportamento altamente oscilatório das margens de gelo é indicado pela alternância de períodos de crescimento com períodos de declínio dos lobos e da cobertura de gelo. Pelo menos nove avanços do gelo na bacia podem ser reconhecidos por níveis estratigraficamente distintos de depósitos delgados de tilitos subglaciais, repousando sobre ambasamento estriado, por pavimentos de clastos estriados ou substrato tectonizado glacial-mente. O desacoplamento das geleiras, associado à subida do nível do mar, foi, provavelmente, um fator importante que influenciou a desagregação rápida das geleiras, acompanhada de intensa fragmentação ("calving" ) . A retração das geleiras foi frequentemente marcada por processo de transgressão, deposição de camadas marinhas delgadas nas margens da bacia, seguida por rápida compensação isostática. Espessos depósitos “interglaciais / interestadiais" são caracterizados por intenso retrabalhament,o subaéreo e subaquático, assim como ressedimentação de depósitsos glaciogênicos prévios, além de sedimentação de outros depósitos "normaís" não glaciais, incluindo camadas delgadas de carvão. A expansão máxima das geleiras no Eopermiano, associadamente com a máxima transgressão marinha na bacia, foi seguida por gradual encolhimento dos lobos e coberturas de gelo e por extensiva progradação de lobos delitáicos clásticos, alimentados por áreas elevadas gIácio - isostaticamence. A influência glacial ainda persistiu localmente na bacia durante o final do Eopermiano, como no escudo do Rio Grande do SuI , por exemplo, e, possivelmente, até mais tarde na região norte da bacia do Paraná. Nesta área os avanços do lobo Kaokoveld foram possivelmente associados a processos de "surge" das geleiras, que se moviam sobre substrato deformável. As espessuras dos sedimentos envolvidos nesse processo indicam que a deglaciação final foi um fenômeno relativamente rápido. A contínua migração translatitudinal do Gondvana sugere que o fator mais importante que influenciou o término (terminação) da glaciação foi o clima. A presente pesquisa incluiu, também, alguns resultados preliminares de uma revisão em curso dos sedimentos glaciais terciários da ilha Rei George, ilhas Shetland do Sul , oeste da Antártida, que sugerem uma história sedimentar um tanto diferente daquela até então reconhecida por pesquisadores poloneses. Os novos dados obtidos indicam que a maior parte dos sedimentos glaciogênicos do Membro Krakowiak Glacier (Formação Polonez Cove, Eo-oligoceno) acumulou-se rapidamente, através de espísódios alternados de processos de fluxo gravitacional de sedimentos, associados a um leque subaquático construído em condições marinhas rasas, em frente a uma geleira em recuo. À ausência de canais de conglomerados e areias estratificadas, características de depósitos de lavagem subáqüea e, adicionalmente, a presença de argilas laminadas, constituem evidências sugestivas de uma deposição intermediária desta pilha sedimentar em relação à margem do gelo. A bacia do Paraná e a ilha Rei George contém registros sedimentares glaciais marinhos acumulados sob condicionamentos tectônicos contrastantes. Os depósitos glacioclásticos terciários da ilha Rei George são considerados como depositados em uma bacia de retro-arco, em margem continental tectonicamente ativa. Na bacia do Paraná os depósitos neopaleozóicos são interpretados como representando uma seqüência glacial depositada em uma bacia intracratônica. Do pcnto de vista tectônico, esse tipo de ambiente pode ser considerado como semelhante ao de uma margem continental passiva. Estas duas áreas são consideradas como representativas de grande parte do registro glacial antigo. Assim, o estudo comparativo desses depósitos pode proporcionar critérios úteis para a identificação de sequências glaciogênicas formadas em condições semelhantes no registro geológico. Os estudos comparativos aqui desenvolvidos a respeito das litofacies e arquitetura/geometria dos depósitos glácio-marinhos da bacia do Paraná e da ilha Rei George, mostram que as facies sedimentares identificadas nos dois tipos de bacia são muito semelhantes. Além dessas similaridades faciológicas, uma outra característica comum refere-se à associação faciológica que, basicamente, exibe o mesmo padrão nas duas bacias. Ern termos de mecanismos de preenchimento sedimentar, verificou-se que uma das características que, potencialmente, permitiria diferenciar os depósitos formados em dois tipos de ambiente semelhantes aos estudados, diz respeito às diferenças na geometria dos corpos sedimentares. No caso da bacia do Paraná (margem continental passiva), os corpos litológicos formariam unidades extensas, proporcionalmente pouco espessas em relação à sua extensão. Em bacias de margens ativa (ilha Rei George, Antártida), a espessura dos depósitos seria proporcionalmente maior em relação à sua extensão.
Mots-clés en anglais
Não informadas pelo autor.
Resumé en anglais
During the Middle Carboniferous to the Early Permian large parts of the Brazilian territory between present latitudes of 15°-33°S and longitudes of 45-63°W were covered by glacier ice related to the Gondwana glaciation. Deposits interpreted as formed under glacial influence are now preserved in the Paraná basin. The Itararé Subgroup in Paraná Basin contains the thickest, most extensive and possibly Iongest record of the Late Paleozoic glaciation in all the Gondwana supercontinent. Paleogeographic maps of the Paraná Basin during the Late Paleozoic glaciation were prepared for four biostratigraphically controlled time slices of the ltararé Subgroup. They were constructed on the basis of combined lithofacies, isopach, ice-flow directions, tectonic features and paleontological data. Glaciation in the Paraná Basin started in the Middle Carboniferous when the margin of the Windhoek Ice Sheet (WIS) reached the eastern border of the basin moving from a spreading center situated on the Windhoek highlands in austral Africa. Lobate termini of ice streams (Kaokoveld, Paraná and Rio do Sul lobes) flowed towards N and NW and irradiated from an ice cap that covered the Rio Grande do Sul shield on the eastern margim of the basin. Another isolated ice cap may have grown on the Asunción arch from where lobate ice streams also moved towards east and northeast into the basin. Glaciation and glacial sedimentation in the Paraná Basin were probably controlled by the interaction of tectonic subsidence, transgression and glacio- isostacy, at middle-high paleolatitudes, while Gondwana was gradually moving away from the South Pole. Marine flooding of the basin by an epicontinental sea initiated in the Middle Carboniferous may have provided moisture for nourishing the growth of the WIS. Glaciers of temperate type advanced grounded at least 200 km into the basin reaching sea level and stabilising as intertidaI or tidal margins. A highly oscillatory behaviour of the ice margins is indicated by waxing and waning of the lobes and ice caps. At least nine adances of the ice into the basin are recognized by stratigraphically distinct, thin deposits of subglacial tillites resting on striated bedrock, striated boulder pavements or glaciotectonized substrate. Decoupling of the glaciers associated to sea level rise was probably an important factor influencing fast disintegration of glaciers accompanied by intense calving. Retreat of ice was often marked by transgression with deposition of thin marine beds over the basin margins, followed by fast isostatic rebound. Thick "interglacial" / "interstadial" deposits are characterized by intense subaerial and subaquatic (submarine) reworking and ressedimentation of previously deposited glaciogenic sediments, and sedimentacion of other "normal" (non-glacial) deposits including thin coal beds. Maximum glacial expansion in the Early Permian associated with maximum sea transgression in the basin was followed by gradual shrinking of the lobes and ice caps and extensive progradation of clastic deltaic aprons or lobes sourced from glacio-isostalically uplifted areas. Glacial influence persisted locally in the basin during the late part of the Early Permian in the Rio Grande do SuI shield and possibly [even later] in the northern part of the basin. In the latter area advances of the Kaokoveld lobe were possibly associated with surging behaviour of glaciers moving on deformable substrate. Judging from thickness of sediments involved, final deglaciation was relatively fast. Continuous translatitudinal migration of Gondwana suggests that climate may have been the main single factor influencing termination of glaciation. The present work also includes some preliminary results from a current review of the Tertiary glacial sediments of King George Island, South Shetland Islands, west Antarctica. These results suggest a sedimentary history very different than that one previously recognized by Polish workers. The newly-obtained data indicate that the majority of the glaciogenic sediments of the Krakowiak Glacier Member (Polonez Cove Formation, Early Oligocene) accumulated rapidly in alternating episodes of sedimentation associated with a shallow marine fan in front of a retreating glacier. The absence of conglomerate channels and stratified sandstones typical of subaqueous outwash deposits, coupled with the presence of laminated mudstones, suggests a depositional environment somewhat remowed from the edge of the retreating glacier. The Paraná Basin and King George Island contain marine glacial sediments accumulated under contrasting tectonic conditions. The Tertiary glacial deposits of King George Island are considered to have been deposited in a back-arc basin of a tectonically-active continental margin. In the Paraná Basin, the Late Paleozoic deposits are interpreted as a glacial sequence deposited in an intracratonic basin. From a tectonic point of view, this is the equivalent of a passive continental margin. These two areas are considered to be representative of most of the ancient glacial record. As such the comparative study of these deposits could provide useful critreria for the identification of similarly formed glaciogenic sequences in the geological record. The comparative studies documented here concern the lithofacies and architecture/geometry of glacial-marine deposits of the Paraná Basin and King George Island. It is demonstrated that the sedimentary facies identified in the two different basin types are very similar. Besides the similarity in the facies themselves, another common characteristic of the two basins is the distribution pattern of these facies. In terms of sedimentary filling, the geometry of these sedimentary bodies could potentially be used to distinguish between the two type-basins formed in similar geological environments. In the passive margin case (Paraná Basin) the Iithological deposits would be more extensive and proportionally thinner. In the active Ancarctica) the thickness of the deposits would be greater and not as areally extensive.
 
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Date de Publication
2013-05-14
 
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