Evolução Tectono-Sedimentar da Formação Santa Bárbara na Sub-Bacia Camaquã Ocidental, RS

Na região centro-sul do Rio Grande do Sul, sobre rochas metamórficas e ígneas do Escudo Gaúcho, ocorrem coberturas não metamorfizadas de idade neoproterozóica a cambriana, agrupadas sob a denominação de Grupo Camaquã. De acordo com a proposta de Fragoso Cesar et al. (\'2000 POT. b\'), esse grupo é composto por três formações: Maricá (siliciclástica basal), Crespos (vulcânicas andesíticas e riolíticas, piroclásticas e rochas sedimentares associadas), e Santa Bárbara (siliciclástica superior). A Formação Santa Bárbara é caracterizada por uma espessa sucessão (mais de 4000 metros) de conglomerados e arenitos, com siltitos subordinados, de ambientes aluviais e marinhos costeiros. Essa unidade aflora em três sub-bacias contíguas limitadas por falhas de direção NNE, denominadas Camaquã Ocidental, Central e Oriental, compreendendo diversas ocorrências isoladas por coberturas mais recentes (formações Pedra Pintada e Guaritas da Bacia do Paraná) em uma faixa de aproximadamente 70 km de largura por 150 km de extensão. Na sub-bacia Camaquã Ocidental, a Formação Santa Bárbara aflora continuamente em uma área de mais de 500 km² na região dos Arroios do Seival, Lanceiros e Santa Bárbara que constitui a área-tipo da formação. Essa exposição foi estudada através da aplicação de diversas técnicas da geologia sedimentar visando a caracterização dos ambientes deposicionais, da evolução paleogeográfica e da estratigrafia de seqüências. A Formação Santa Bárbara na sub-bacia Camaquã Ocidental é composta por cinco unidades litoestratigráficas, incluindo conglomerados, arenitos e ritmitos arenosos e sílticos. A petrografia sedimentar revela o caráter imaturo desses sedimentos, com o predomínio de litoarenitos feldspáticos nas unidades de arenitos e na matriz dos conglomerados. Três seqüências deposicionais sensu Vail et al. (1977) foram identificadas com base no reconhecimento das principais superfícies erosivas que limitam pacotes com afinidade genética e no reconhecimento dos tratos de sistemas deposicionais. Os padrões de empilhamento e as variações de espessura dos tratos de sistemas sugerem um aumento gradual das taxas de subsidência da primeira para a segunda seqüência. A terceira seqüência apresenta evidências de um controle tectônico na arquitetura deposicional, condicionada pelo soerguimento de um alto interno à bacia. Os ambientes deposicionais da formação podem ser agrupados em dois grandes conjuntos: ambientes aluviais com abundantes fácies de rios entrelaçados rasos e amplos e de leques aluviais com predomínio de processos de enchentes em lençol; e ambientes marinhos rasos e transicionais, com fácies estuarinas com ação de marés, além de fácies lagunares e costeiras com ação de ondas. As análises de paleocorrentes indicam dois padrões de transporte sedimentar aluvial: um transversal à estruturação da bacia, associado aos leques aluviais; e outro paralelo ao eixo da bacia, com transporte axial para norte em planícies de rios entrelaçados. As paleocorrentes das fácies marinhas costeiras indicam bimodalidade de correntes de maré, com predomínio das correntes de vazante para norte e com correntes de enchente subordinadas para sul, além da presença, no trato transgressivo da terceira seqüência, de correntes de deriva litorânea para sudoeste, associadas à ação de ondas. A integração das análises de proveniência de clastos com as interpretações dos ambientes deposicionais e as análises de paleocorrentes levaram a duas conclusões. Primeiramente observou-se que há grande correlação entre os litoclastos presentes na bacia e os litotipos do embasamento hoje adjacente, indicando ausência de grandes movimentações transcorrentes nas falhas de borda. Além disso, identificou-se que a contribuição detrítica do alto de Caçapava do Sul, constituída de filitos, metabasitos e diversas fácies do Granito de Caçapava do Sul, passa a ocorrer apenas na terceira seqüência deposicional, fato interpretado como indício de que o isolamento entre as bacias Camaquã Ocidental e Camaquã Central ocorreu apenas em um período tardio de evolução da Formação Santa Bárbara. A integração de todas as informações obtidas sugere que a Formação Santa Bárbara depositou-se em uma bacia extensional tipo rift, com falhas limitantes de rejeito normal ou oblíquo, porém sem grandes rejeitos direcionais, com preenchimento sedimentar controlado principalmente pela subsidência tectônica, aporte clástico e padrões de transporte sedimentar, que modificam as respostas à variações eustáticas.The Camaquã Group crops out in the central region of the state of Rio Grande do Sul, laying above the igneous and metamorphic rocks of the Gaúcho Shield. This group is composed of thick sedimentary successions of neoproterozoic to cambrian age, divided into three formations: Maricá (lower siliciclastic), Crespos (volcanic and volcano-sedimentary) and Santa Bárbara (upper siliciclastic). The Santa Bárbara formation is characterised by a thick (over 4000 meters) succession of conglomerates and sandstones, with minor siltstones, of alluvial and coastal marine environments. It crops out in three contiguous sub-basins limited by NNE trending faults, named Camaquã Ocidental (Western Camaquã), Camaquã Cental (Central Camaquã) e Camaquã Oriental (Eastern Camaquã), including various occurrences isolated by younger sedimentary deposits (Pedra Pintada and Guaritas formations of the Paraná Basin) in a belt 70 km wide and 150 km long. The Camaquã Ocidental sub-basin has a continuous exposition of the Santa Bárbara formation of more than 500 km². The eastern part of this sub-basin, namely the region of Seival, Lanceiros and Santa Bárbara rivers, is the type-area of the formation. The present study has focused on this area and was based on the application of a series of techniques of sedimentary geology to characterise the depositional environments, paleogeographic evolution and sequence stratigraphy of the unit. The Santa Bárbara formation in the Camaquã Ocidental sub-basin is composed of five lithostratigraphic units, including conglomerates, sandstones and sandstone/siltstone rhythmites. Sedimentary petrography analysis have revealed the immature nature of the sandstones and the sandy matrix of the conglomerates, characterised as feldspathic lithoarenites. A sequence stratigraphy approach has been applied to understand the evolution of the sedimentary infill through the identification of erosional unconformities bounding units with chronostratigraphic significance. Three stratigrahic sequences were recognised. The first two represent eustatic cycles preserved in a context of rising subsidence rates, as deduced from the stacking pattern and the variation of thickness of the systems tracts. The third stratigraphic sequence shows evidences of tectonic control upon the depositional architecture, with both the subsidence end the volume of detritus being strongly influenced by the uplift of the Caçapava do Sul Highland. The depositional environments of the Santa Bárbara formation can be grouped into two categories: alluvial environments, mainly shallow and wide braided rivers and sheetflood-dominated alluvial fans; and shallow marine / coastal environments, with tide-dominated estuarine facies, lagoons and wave-dominated shorelines. Paleocurrent analysis indicate two main patterns of alluvial sedimentary transport: one transversal to the basin axis and related to the alluvial fans, and another parallel to the axis, with axial transport towards north related to braided river distal plains. The paleocurrents of the coastal marine facies indicate bimodality of tidal currents, with the ebb current being the dominant one (towards north) and the flood current the subordinate (towards south). Longshore currents related to a wave-dominated shoreline were identified in the transgressive tract of the third sequence, with currents towards southeast. The comparison between the provenance analysis and the basement lithologies, considering also the depositional environments and paleocurrent data, has lead to two main conclusions: l) There is great correlation between the composition of the lithoclasts of the basin and the basement lithologies that crop out today at their vicinity, suggesting that there were no great transcurrent movements at the border faults. 2) The clastic contribution from the Caçapava do Sul Highland, consisting mainly phylites, metabasics and various facies of the Caçapava do Sul Granite, is present only in the third sequence, indicating that the isolation of the Camaquã Ocidental sub-basin from the Camaquã Central sub-basin occurred only at the last stages of the evolution of the Santa Bárbara formation. All of the data and interpretations obtained suggest that the Santa Bárbara formation has been deposited in an extensional rift basin, with normal (dip-slip) border faults, maybe with some oblique movement but without great strike-slip displacement. The sedimentary architecture seems to be controlled mainly by tectonic subsidence, sedimentation rates and transport patterns, which have modified the response to eustatic fluctuations