Origem e Evolução da Serra do Mar e Mantiqueira

Origem e Evolução da Serra do Mar e Mantiqueira

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Revista Brasileira de Geociências28(2):135-150, junho de 1998 ORIGEM E EVOLUÇÃO DA SERRA DO MAR

ABSTRACT ORIGIN AND EVOLUTION OF THE SERRA DO M AR The origin of the subparallel mountain systems which compose the coastal Serra do Mar and the inland Serra da Mantiqueira is related to the Upper Cretaceous. These features - distributed along a quite singular continental atlantic border - nave a complex evolution arising controversial questions. The answers to these problems are mainly dependentto the dating of the Japi erosional surface and other younger ones, a study still faced by the small amount of detailed-scale surveys. The scarp domains covered by dense vegetation often impose difficult trail access. Nevertheless, the present knowledge stage allows us to admit that during Tertiary the evolution of the local relief hás affected into a considerable extent the synchronic oceanic phase sediments of the Santos Basin. There is a lot of evidence and proofs that the Serra do Mar hás been developed from a very different geographical position as compared to the existing one. The hypothesis supported by the present authors is a long-term scarp retreat from southeast to northwest due to erosional processes approximately starting at the Santos fault line in the present continental platform.

Keywords:

RESUMO A origem dos sistemas montanhosos subparalelos que compõem as serras do Mar e da Mantiqueira remonta provavelmente ao Paleoceno. A evolução de tais feições ímpares da borda atlântica do continente tem despertado questões controvertidas, cuja resolução é sobretudo balizada pela idade das superfícies de erosão do Japi e outras mais novas, cujos indícios são encontrados no Planalto Atlântico. O estudo é dificultado pelo pequeno volume de levantamentos em escala de detalhe ao longo desses domínios escarpados, muitas vezes de difícil acesso e recobertos por densa vegetação. Entretanto, os conhecimentos atuais permitem admitir que, durante o Terciário, a evolução do relevo regional tenha afetado grande parte dos registros sincrônicos da Bacia de Santos, restando muitas evidências e provas de que as escarpas da Serra do Mar desenvolveram-se bem mais a leste que a posição geográfica atual. A mudança de posição, hipótese defendida neste trabalho, é principalmente devida ao recuo erosivo diferencial condicionado pelas estruturas e unidades litológicas pré-cambrianas.

Palavras-chaves:

INTRODUÇÃO O sistema de montanhas representado pelas serras do Mar e da Mantiqueira constitui a mais destacada feição orográfica da borda atlântica do continente sul-americano (Fig. 1). Aspectos geológicos relacionados à origem e evolução das serras ainda são pouco conhecidos, e se constituem em problemas complexos sobre os quais as opiniões de geólogos e geomorfólogos divergem.

A Serra do Mar é um conjunto de escarpas festonadas com cerca de 1.0 km de extensão, em que termina o Planalto Atlântico no trecho voltado para a Bacia de Santos. Ela se estende do Rio de Janeiro ao norte de Santa Catarina, onde deixa de existir como unidade orográfica de borda escarpada de planalto, desfeita que se acha em cordões de serras paralelas e montanhas isoladas drenadas diretamente para o mar, sobretudo pela bacia do rio Itajaí. No Paraná configura uma cadeia de montanhas com cimos elevados até a 1.800 m de altitude. Em São Paulo, impõe-se como típica borda de planalto, frequentemente nivelada pelo topo em altitudes de 800 a 1.200 m. Na região centro-oriental do Rio de Janeiro apresenta-se como uma montanha constituída por bloco de falhas inclinado para nor-noroeste em direção ao rio Paraíba do Sul (Fig. 2), com vertentes abruptas voltadas para a Baixada Fluminense, a sul.

A origem da Serra do Mar tem suscitado dúvidas. Sobretudo geógrafos, mas também muitos geólogos, atribuem-na a processos tectônicos de movimentação vertical realizados no Cenozóico (Almeida 1976, Asmus & Ferrari 1978), no sítio onde ela se localiza. Seria portanto, em seu conjunto, um grande fronte dissecado de falhas em que termina o Planalto Atlântico.

Salienta-se o interesse prático do estudo da origem e evolução desse extenso e elevado desnível topográfico, quando se considera que desde há muito a engenharia e a técnica nacionais são desafiadas pela sua transposição. O presente texto assinala fatos importantes para a ocupação humana que decorrem da peculiar situação geológica e geográfica da serra. Diante dos múltiplos e diferentes efeitos da ação humana na serra, torna-se conveniente apontar aspectos relacionados à apropriação desse espaço pelo Homem, como subsídio a novas pesquisas sobre a dinâmica das encostas, cujo entendimento é fundamental para a preservação de tais domínios.

Os modernos conhecimentos sobre a estratigrafia da Bacia de Santos (Pereira et al 1986, Pereira & Feijó 1994), obtidos pela Petrobrás, indicam que um relevo destacado existiu no Cretáceo Superior não longe de sua borda, relevo cuja erosão forneceu grande quantidade de detritos grossos que se acumularam na plataforma externa e na borda proximal da bacia. Seria uma proto-Serra do Mar.

Neste trabalho os autores procuram analisar a origem e evolução da Serra do Mar a partir de falha situada na atual plataforma continental, de onde recuou sobretudo por erosão até a posição geográfica que atualmente ocupa.

ESTRUTURA GEOLÓGICA Geologia do Escudo Atlântico A direção geral da Serra do Mar acompanha a orientação ENE das estruturas do Escudo Atlântico (Fig. 3). Em mapas de escala maior, porém, a crista das escarpas é extremamente festonada (Ponçano et al. 1981), pois acompanha estruturas menores e falhas, além de obedecer à decisiva, embora heterogénea, influência de corpos rochosos resistentes à denudação. A complexa história registrada entre o Pré-cambriano e o Eopaleozóico, que deu origem a diversas associações migmatíticas e metamórficas, bem como a inúmeros complexos ígneos, explica a ampla variedade de tipos litológicos do embasamento exposto.

Os estágios evolutivos do embasamento costeiro são ainda mal conhecidos. As idades mais antigas distribuem-se do Arqueano ao Proterozóico Inferior. Tais núcleos são englobados por rochas e estruturas representativas de três grandes

*Professor Catedrático Aposentado (Mineralogia, Petrografia e Geologia) da Escola Politécnica, USP. Al. Franca 432, Ap. 9, CEP 01422-0, São Paulo SP

* * Departamento de Geociências Aplicadas ao Ensino, Instituto de Geociências UNICAMP. Caixa Postal 6152, CEP 13083-970, Fax (019) 239 1562, Campinas SP. E-mail: cedrec@ige.unicamp.br

Revista Brasileira de Geociências, Volume 28,1998 colagens proterozóicas vinculadas aos supercontinentes Atlântica (Paleoproterozóico), Rodínia (Mesoproterozóico- Neoproterozóico) e Gondwana Ocidental (final do Neoproterozóico). As sucessivas colagens e interações de placas formaram faixas móveis acrescionárias, colisionais ou transpressionais, retomadas sucessivas vezes (Almeida et al. 1997). Após cada uma delas, sucederam-se processos de tafrogenia e dispersão de supercontinentes, acompanhados de magmatismo anorogênico e sedimentação intracratônica. As faixas móveis circundam núcleos menores, que foram reestruturados e afetados pela orogenia transamazônica. Rochas arqueanas - que abrangem desde gnaisses, migmatitos e granulitos, até rochas ultramáficas e metaultramáfícas - estão preservadas no bloco neoproterozóico Luís Alves (SC-PR), no extremo sul da Serra do Mar, estendendo-se até aproximadamente a Serra dos Itatins, no litoral sul de SP.

As faixas Paraíba do Sul e Ribeira - compostas por associações complexas de gnaisses e xistos, com relíquias de rochas metasupracrustais - incluem na sua infra-estrutura os complexos Juiz de Fora, Cabo Frio e Embu, formados por rochas transamazônicas. Na parte marginal sul da faixa Apiaí (Fig. 4), o bloco situado entre as faixas brasilianas Ribeira e Dom Feliciano é formado por migmatitos, gnaisses, granulitos e xistos subordinados, afetados por retrabalhamento mesozonal extensivo. Nela ocorre longo colar de granitos alcalinos

Figura l - Posição geográfica das principais serras da região sudeste do Brasil

Figure l - Geographic position of the main coastal mountain belts in the southeastern region of Brazil anorogênicos, neoproterozóicos a cambrianos que, por sua resistência à erosão, sustentam a borda da Serra do Mar na região do primeiro planalto paranaense.

Na região focalizada afloram abundantes granitos neoproterozóicos, sobretudo formados durante o processo de consolidação do embasamento da Plataforma Sul-Americana (final do Proterozóico a Cambriano). Esses corpos, associados às derradeiras colisões de placas e soerguimento de cadeias montanhosas, dão suporte a grandes setores da Serra do Mar. No final do Proterozóico, com o arrefecimento do calor e mudança no regime de esforços, a compressão originou inúmeras falhas transcorrentes que recortam o sudeste brasileiro. Desse estágio final, no Cambro-Ordoviciano, resultou denso arranjo de zonas de cisalhamento dextrais anastomosadas, orientadas segundo ENE a E-W (Hasui & Sadowski 1976).

Durante a separação mesozóica, que subdividiu o supercontinente Gondwana e culminou na abertura do Oceano Atlântico, inúmeras descontinuidades mais antigas foram reativadas em pulsos descontínuos que perduraram desde o Cretáceo até o Terciário. As rochas das falhas reativadas e mesmo das zonas de cisalhamento antigas, devido à baixa resistência à erosão diferencial, governam o traçado da rede de drenagem. Nos planaltos, há que se lembrar ainda a rede densa e onipresente de sistemas de juntas, que obedecem a distintas direções preferenciais. Em adição, Riccomini et al. (1989) descrevem evidências de falhamento tectônico em camadas sedimentares de idade pleistocênica ou até mesmo mais novas.

O traçado da Serra do Mar tem notável descontinuidade, entre as cercanias do Maciço de Itatins até a zona limítrofe de São Paulo e Paraná (ver Carneiro et al. 1981), onde a erosão avançou para o interior do continente, alcançando rochas da bacia Açungui, constituída de filitos, metarenitos, xistos, rochas carbonáticas a dolomíticas e, localmente, rochas metavulcânicas e formação ferrífera bandada. Dispostas em domínios adjacentes, cuja distribuição primária é de difícil recomposição, tais rochas foram afetadas por cavalgamentos, dobramentos e transcorrências (Fiori 1994). No Paraná as escarpas da Serra do Mar não atingiram tais formações, retardadas nos processos erosivos por um conjunto de stocks e batólitos graníticos fini-brasilianos. Não obstante, a erosão remontante da bacia hidrográfica do rio Ribeira propiciou forte entalhamento que se abre desde a zona costeira, junto aos tipos litológicos da Zona de Cisalhamento (ZC) Lancinha- Cubatão (Salamuni 1995), até atingir a região a norte de Curitiba, aproveitanto sua menor resistência à erosão diferencial.

Ainda quanto ao controle litológico do relevo, desempenham papel expressivo rochas resistentes como os maciços

Figura 2 - Perfil esquemático transversal às estruturas geológicas da região entre o Oceano Atlântico e o Vale do Paraíba, no estado do Rio de Janeiro. A região correspondente ao Gráben da Guanabara acha-se indicada. Escala vertical logarítmica

(modificado de Ruellan 1944)

Figure 2 - Section perpendicular to the geologic structures of the region between the Atlantic Ocean and the Paraíba do Sul Ri ver Valley, Rio de Janeiro state. The position of the Guanabara Gráben is indicated. Logarithmic vertical scale (modified from Ruellan 1944)

Revista Brasileira de Geociências, Volume 28, 1998

Figura 3 - Distribuição das principais feições geológicas da região sudeste do País adjacentes à Bacia de Santos, entre Santa Catarina e o Rio de Janeiro. Convenções: 1. Rede de drenagem no embasamento, 2. Bacia do Paraná, 3. Bacias tafrogênicas continentais: (CT) Curitiba, (SB) Sete Barras, (CN) Cananéia, (SP) São Paulo, (T) Taubaté, (RZ) Resende, (VR) Volta Redonda, (GB) Guanabara, (IB) São José de Itaboraí, (SJ) Barra de São João, 4. Cobertura cenozóica, 5. Alinhamentos estruturais e falhas, 6. Linhas de contorno estrutural do embasamento, 7. Diques, 8. Corpos alcalinos, 9. Limites topográficos de rifles, 10. Falhas na área submersa

Figure 3 - Distribution of the principal geologic features of the southeastern coast adjacent to the Santos Basin, between Santa Catarina and Rio de Janeiro states. Legend: l. Basement drainage, 2. Paraná basin, 3. Continental taphrogenic basins: (CT) Curitiba, (SB) Sete Barras, (CN) Cananéia, (SP) São Paulo, (T) Taubaté, (RZ) Resende, (VR) Volta Redonda, (GB) Guanabara, (IB) São José de Itaboraí, (SJ) Barra de São João, 4. Cenozoic cover, 5. Structural lineaments and faults, 6. Structural contour lines of basement, 7. Dikes, 8. Alkaline bodies, 9. Topographic limits of rifts, 10. Faults in the submerged área alcalinos mesozóicos que ocorrem em Itatiaia e Passa-Quatro, sustentando montanhas destacadas em relação às mais altas elevações da Serra da Mantiqueira. Da mesma forma, três dos quatro corpos reconhecidos na Ilha de São Sebastião são principalmente formados por nefelina sienitos. O corpo das Canas é composto de rochas básico-alcalinas, como ijolitos a gabros nefelínicos (Hennies & Hasui 1977). Adiante é discutido que a presença desse grande promontório é em parte explicada pela existência, em direção ao mar, das proeminentes elevações sustentadas por rochas alcalinas.

Rochas resistentes sustentam planaltos e escarpas, enquanto falhas, zonas de cisalhamento, fraturas e grandes domínios de rochas supracrustais condicionam lineamentos maiores e segmentos locais da rede de drenagem. Evidências de reativação têm sido descritas para muitas das principais zonas de cisalhamento e falhas regionais do sudeste brasileiro. Tal evolução, originada no Mesozóico e talvez interrompida com a cessação dos pulsos magmáticos que originaram os diques de intrusivas básicas instalados em muitas dessas ZCs, acentuou-se no Paleógeno e prosseguiu, atenuada, durante o

Neógeno e Quaternário, até os dias atuais (Riccomini et al. 1989, Suguio 1996). Esse contexto litológico constitui embasamento para deposição de vários pacotes de rochas sedimentares, entre o Terciário e o Quaternário, nas bacias tafrogênicas de Curitiba, São Paulo, Taubaté, Resende e Volta Redonda. Os grábens de Sete Barras e Cananéia constituem zonas deprimidas, em cotas que não excedem 50 m, que foram escavadas durante o recuo erosivo da serra. Seu assoalho encontra-se respectivamente a 100-200 e até cerca de 500 m sob o nível do mar.

AS SUPERFÍCIES DE EROSÃO DO PLANALTO ATLÂNTICO Uma referência deve ser feita às principais superfícies de erosão pós-paleozóicas da região sudeste do Planalto Atlântico do País. Como se verá, elas fornecem indícios sobre a origem e evolução da Serra do Mar a partir de um sítio que não é o que ela hoje ocupa. A mais antiga delas foi identificada por Martonne (1943) como "Superfície das Cristas Médias" e por Almeida (1958) denominada Japi. Sua

Figura 4 - Principais domínios tectônicos continentais adjacentes à Bacia de Santos. Convenções: 1. Bacias tafrogênicas terciárias, 2. Bacia do Paraná, 3. Domínios retrabalhados e metavulcano-sedimentares das Faixas Paraíba do Sul, Apiaí e Ribeira, 4. Domínios metavulcano-sedimentares da Faixa Tijucas, 5. Colar de granitos cálcio-alcalinos, 6. Rochas granito-gnáissico-migmatíticas retrabalhadas no Brasiliano, 7. Complexo Costeiro, 8. Rochas arqueanas gnáissico-granulíticas retrabalhadas no

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