O Sistema fluvial distributivo da Formação Guará, Jurássico superior, Gondwana ocidental

Abstract

Os sistemas fluviais distributivos têm sido um dos temas mais discutidos em sedimentologia nos últimos anos. Foi proposto que estes sistemas constituam a maior parte do registro estratigráfico de sistemas fluviais em bacias continentais, contudo o seu reconhecimento exige estudo na escala de bacia que considerem a distribuição espacial das características sedimentológicas. Esta tese investiga a hipótese de que a Formação Guará constitua um sistema fluvial distributivo de grande porte, depositado entre o Sul do Brasil e o Uruguai, por meio do reconhecimento da extensão total da unidade e da construção de um modelo deposicional quantificado em escala de bacia. Foram levantados 1.071,2 m de perfis colunares em 64 localidades (62 afloramentos e 2 poços) entre os estados do Paraná e Rio Grande do Sul, no Brasil, e no nordeste do Uruguai. A análise de fácies permitiu a expansão da área de ocorrência da Formação Guará, antes restrita ao Rio Grande do Sul e Uruguai, até o estado do Paraná, distinguindo esta unidade das Formações Pirambóia e Botucatu. Por meio da quantificação de parâmetros sedimentológicos, foram reconhecidas variações espaciais no sistema ao longo de uma transecta NNE-SSW, paralela as paleocorrentes fluviais. Parâmetros como tamanho de grão, espessura dos corpos arenosos de canais fluviais, número de storeys por corpo arenoso e tamanho das barras indicam uma redução na profundidade dos canais, competência do fluxo e canalização para jusante, reflexo do aumento da bifurcação dos canais, infiltração e evapotranspiração. Baseado na distribuição espacial de quatro associações de fácies (canais fluviais perenes, canais fluviais efêmeros, depósitos de planície de inundação e depósitos eólicos) foi construído um modelo deposicional dividido em 4 zonas: zona 1, onde dominam os canais fluviais perenes; zona 2, onde canais perenes e efêmeros se intercalam no registro; zona 3, onde a proporção de depósitos intercanais aumenta, representados principalmente por depósitos eólicos; e zona 4, onde os depósitos intercanais são dominados por planícies de inundação. A complexidade estratigráfica da Formação Guará, que não permite o reconhecimento de padrões de empilhamento regionalmente correlacionáveis, é atribuída a flutuações de descarga controladas por variações climáticas de alta frequência. O modelo deposicional demonstra que a Formação Guará registra a deposição de um megaleque fluvial terminal com interação eólica na sua porção distal, um dos maiores sistemas fluviais distributivos já estudados no registro geológico antigo e recente, com pelo menos 1050 km de extensão. A deposição desta unidade constitui o registro da inversão tectônica e 2 reciclagem da Bacia do Paraná durante o Kimmeridgiano-Tithoniano. A criação de espaço de acomodação para a deposição da Formação Guará, bem como sua posterior deformação e erosão são atribuídas à influência tectônica da pluma Paraná-Etendeka no Gondwana ocidental entre o Jurássico Superior e o Cretáceo Inferior.

Distributive fluvial systems have been one of the most discussed topics in sedimentology in recent years. It has been proposed that these systems constitute the major part of the stratigraphic record of fluvial systems in continental basins, however, their recognition requires basin-scale studies that consider the spatial distribution of sedimentological characteristics. This thesis investigates the hypothesis that the Guará Formation constitutes a large distributive fluvial system, deposited between Southern Brazil and Uruguay, through the recognition of the total extension of the unit and the construction of a basin-scale quantified depositional model. A total of 1,071.2 m columnar sections were logged in 64 locations (62 outcrops and 2 wells) between the states of Paraná and Rio Grande do Sul, in Brazil, and in the northeast of Uruguay. The facies analysis allowed the expansion of the occurrence area of the Guará Formation, previously restricted to Rio Grande do Sul and Uruguay, to the state of Paraná, distinguishing this unit from the Pirambóia and Botucatu Formations. Through the quantification of sedimentological parameters, spatial trends were recognized along an NNE-SSW transect, parallel to the fluvial paleocurrents. Parameters such as grain size, thickness of the channel bodies, number of storeys per channel body and bar thickness indicate a reduction in the depth of the channels, competence of the flow and channelling downstream, reflecting an increase in bifurcation, infiltration and evapotranspiration. Based on the spatial distribution of four facies associations (perennial fluvial channels, ephemeral fluvial channels, floodplain deposits and aeolian deposits), a depositional model divided into four zones was constructed: zone 1, where the perennial fluvial channels dominate; zone 2, where perennial and ephemeral channels alternation is recorded; zone 3, where the proportion of inter-channel deposits increases, mainly represented by aeolian deposits; and zone 4, where inter-channel deposits are dominated by floodplain deposits. The stratigraphic complexity of the Guará Formation, which does not allow the recognition of regionally correlated stacking patterns, is attributed to discharge fluctuations controlled by high-frequency climatic variations. The depositional model demonstrates that the Guará Formation records the deposition of a terminal fluvial megafan with aeolian interaction in the distal portion, one of the largest distributive fluvial systems ever studied in the ancient and modern geological record, with at least 1050 km extent. The deposition of this unit constitutes the record of the tectonic inversion and recycling of the Paraná Basin during the Kimmeridgian-Tithonian. The accommodation space creation for the Guará Formation deposition, as well this subsequent deformation and erosion are attributed to the tectonic influence of the Paraná-Etendeka plume in Western Gondwana between the Upper Jurassic and the Lower Cretaceous.