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Rev. IG, São Paulo, 2(1) :31-38,jan./jun. 1981
ESTUDOS SEDIMENTOLóGICOS DAS FORMAÇÕESBOTUCATU E PIRAMBÓIA NA REGIÃO DE
SANTA RITA DO PASSA QUATRO, SP
ANNA ARTEMISIA BARRACCO DE AZEVEDO *MÁRCIA MARIA NOGUEffiA PRESSINOTTI ':'MA~COS MASSOLI '.'
RESUMO
Os estudos sedimentológicos realizados em 28 amostras de arenito tiveram por objetivo a caracterização, mediante parâmetros estatísticos de FOLK& WARD, das Formações Botucatu e Pirambóia, na folha de Santa RitJa do PassaQuatro. Os dados obtidos revelaram, para estas duas Formações, diferenças marcantes nos seus valores de grau de seleção e curtose, ao passo que a assimetriamostrou valores bastante próximos,
Através da distribuição granulométrica das amostras, pode-se fazer umacllassificação desses sedimentos, segundo SHEP.PARD, bem como construir osgráficos denominados Sedimentogramas, que contribuíram nas interpretações dosambientes deposicionais das referidas Formações.
ABSTRACT
This text presents sedimentologic studies through statistical analysis, in 28 sandl?tones samples from the Botucatu and Pirambóia Formations.The area is located nearby Santa Rita do Passa Quatro, in the Northeast part afthe São Peulo State.
The data obtained showed difEerent statistical values for the geologic formations, being the sort!ng coefficient and kurtosis different, but the skewness similar.
A sediment classification (SHEPPARD)i was carried out with the particlesize distribution. The Isize distribution gnaphic (Sedimentograma) allowed tostudy the sediments behaviours during transport and deposition.
INTRODUÇÃO
,Por ocasião do mapeamento geológico da folha topográfica de Santa Rita do Passa Quatro, escala 1:50.000,ficou constatada a presença de arenitos cuja posição estratigráfica confunde-se ora com os arenitos da Formação Botucatu, ora com os arenitosda Formação Pirambóia, (MASSOLI1980). Isto motivou o desenvolvimento do presente estudo, que teve doisprincipais objetivos:
a) caracterização sedimentológica das formações Botucatu ePirambóia, para efeito de mapeamento destas unidades, tendo em vista a uniformidadetextural e estrutural destessedimentos na região;
b) estudo das análises granulométricas como um métodoadequado para a caracterização ediferenciação de ambientes deposicionais.
" Geólogos:"'- Seção de Estudos Geológicos - Instituto Geológico.
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LOCALIZAÇAO
A área onde foram estudados ossedimentos mencionados, situa-se a NEdo Estado de São Paulo. Está dentroda região abrangida pela folha topográfica de Santa Rita do Passa Quatro, escala 1:50.000, IBGE, compreendida entre os parale'los 21°30' e 21°45'e entre os meridianos 47°15' e 47°30'.
ASPECTOSGEOLóGICOSE GEOMORFOLóGICOS
A área pesquisada, localizada naborda Leste da Bacia do Paraná, apresenta de baixo para cima as seguintes unidades geológicas: Formação Tatuí, coniposta por' siltitosarenosos;Formação Estrada Nova constituída desiltitos e argilitos arroxeados e avermelhados; Formação Botucatu e Pirambóia, apresentando arenitos rosados e avermelhados e arenitos conglomeráticos; Formação Serra Geral e intrusivas básicas associadas" representadas por basaltos e diabásios; sedimentos terciários, constituidos porareias inconsolidadas com linhas deseixos na base; e depósitos aluviais recentes (Figura 1).
Geomorfológicamente predominaa província das "Cuestas Basálticas" .A "Depressão Periférica" aparece -empe'quena escala a SW, E-SE e NE daárea.
FORMAÇãO BOTUCATUE/OU PIRAMBÓIA
Sob os derrames basálticos e acima da Formação Estrada Nova ocorrem arenitos homogêneos de coresavermelhadas, às vezes apresentandocoloração acastanhada e muito raramente amarelada. Pelas suas características macroscópicas, descritasadiante, não foi possível determinar aformação geológica à qual pertencem,isto é, se Fm. Botucatu de origem eóli-
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ca, ou se Fm. Pirambóia de origemfluvial, segundo WASHBURNE(1930).
MEZZALIRA(1965) no mapa geológico da folha topográfica de CasaBranca, na escala 1 :100.000 situouesses arenitos na Fm. Botucatu. Nomapa geológico da PETROBRÁS(1971) na escala 1: 100.000, esses sedimentos foram separados em duasunidades geológicas (Fm Botucatu eFrn.Pirambóia), o mesmo ocorrendo nomapa executado pela CPRM (1977,Projeto Sapucaí), na escala 1 :250.000.
No mapa geológico da folha deSanta Rita do Passa Quatro MASSOLI(1980), esse pacote de arenitos permaneceu indiviso por se apresentarmacroscopicamente homogêneo, o quemotivou o estudo sedimentológico detalhado de tais sedimentos para verificação da possível existência de duasunidades sedimentares distintas.
Segundo SOARES (1973), na base do arenito Botucatu ocorre, ge-ralmente, uma camada de arenito conglomerático, que foi encontrada naárea pesquisada, porém em zona de falha, não fornecendo, portanto, a posição estratigráfica real do referido sedimento.
Esses sedimentos indivisos sãoconstituídos por arenitos de granulação variando entre média a fina, àsvezes grosseira, com matriz síltico-ar~gilosa em porcentagens variadas.
Sua composição é essencialmentequartzosa, apresentando grãos subarredondados a sub-angulosos. Foi observada, também, pequena quantidadede minerais ferromagnesianos.
Esses arenitos apresentam acamamento plano paralelo e estratificaçãocrüzada de pequeno a médio porte,tangencial na base, podendo tratar-sede uma sedime·ntação em ambientetanto fluvial como eólico.
O contato desses arenitos com ossiltitos da Formação Estrada Nova é
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marcado por uma discordância erosivaonde se encontra uma camada constituída por fragmentos de silex e siltitosem matriz areno-argilosa.
SEDIMENTOLOGIA
Amostragem
Foram coletadas 28 amostras dearenito, do tipo pontual, devido à homogeneidade apresentada nos afloramentos. Cada amostra, com cerca de1 kg de peso, foi guardada em sacosplásticos devidamente rotulados, paraposterior ensaio.
Análise granulométrica
As amostras foram processadasem laboratório através da combinaçãode métodos de peneiramento, para partículas maiores que 0,062'mm (areias),e pipetagem, para frações menoresque 0,062 mm (siltes e argilas).
Obtidas as porcentagens em pesodas diferentes frações granulométricasdas amostras analisadas, construiramse em papel de probabilidade aritmética, as curvas de frequência acumuladacorrespondentes, estando no eixo dasabcissas o diâmetro em mm e no dasordenadas uma escala de frequência,variando de O a 100%. Estas curvasde frequência é que forneceram osdados com os quais foram calculadosos parâmetros estatísticos de FOLK &WARD, SUGUIO (1973).
ANÁLISE ESTATÍSTICA
A tabela a seguir mostra Os parâmetros estatísticos obtidos através dasanálises granulométricas, levando-seem conta a distribuição total de' cadaamostra.
a) CASSIFICAÇÃO DE SHEPPARD
Segundo SHEPPARD, SUGUIO(1973), um sedimento que contenhaacima de 75% da fração areia é classificado como arenito; contendo entre50% e· 75% é classificado como are-
nito siltoso pu argiloso, dependendoda quantidade de silte ou argila, respectivamente. Assim sendo, dentre· as28 amostras estudadas, 25 são arenitos, 2 arenitos siltosos e 3 arenitos argilosos.
SOARES (1975) constatou que aFm. Pirambóia, na região NE do Estado, apresenta um teor em lama (silte+argila) de 20%, duas vezes maior queo da Fm. Botucatu. Baseado nisto, asamostras areno-siltosas e areno-argilosas foram classificadas como pertencentes à Fm. Pirambóia.
Observando-se os parâmetros estatísticos das 23 amostras restantes,arenitos segundo SHEPPARD, verificou-se que ocorre uma grande variaçãoem seus valores, o que sugere ambientes deposicionais diferentes. Dessemodo, parte destes arenitos podempertencer à Fm. Botucatu e parte àFm. Pirambóia.
Tomando-se como base' os parâmetros das 5 amostras já classificadascomo Pirambóia" (arenitos siltosos e argilosos), fez-se uma comparação comos parâmetros dos outros sedimentosclassificados como arenito, no intuitode distinguir as duas unidades.
b) DIÂMETRO MÉDIO
Comgarando-se os diâmetros mé·dios das amostras classificadas comopertencentes à Fm. Pirambóia (amostras 04, 16, 24, 82, 94), cujos valoresvariam de areia muito fina a silte grosso com os diâmetros médios das demaisamostras, cujos valores variam deareia média a areia muito fina, verifi·cou-se que este parâmetro não constitui um critério para determinar a uni·dade sedimentar da amostra, pois osvalores encontrados são muito próximos.
c) GRAU DE SELEÇÃO
Como os sedimentos da Fm. Botucatu são de origem eólica, enquant.oque' os da Fm. Pirambóia são fluviais,
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Amostra
% de areiaClass. deDiam.Grau deGrau deCurtosesilte
SheppardMédioseleçãoAssimetria
argila(mm)
02
79,9arenito0,0591,9000,8522,6857,2
sil. gr.pob. s.m. +m.lep.
12,8 0462,7arenito0,0432,7800,4350,653
16,5
si!. gr.m. pob. s. m. +m. pl.
20,7argiloso
1581,9 0,1171,9000,6070,830
9,0
arenitoar.m.f.pob. s.m.+ pl.
9,0 1671,0arenito0,0682,4660,6041,365
14,4argilosoar.m.f.m. pob. s.m. +lep.
14,5 2178,4arenito0,0671,8670,8282,889
8,8
ar.m.f.pob. s.m. +m.lep.
12,7 22-A86,7 0,1591,1990,580'3,548
8,0
arenitoar. f.pob. s.m. +ext. lep.
5,3 22-B80,7 0,0831,4780,6123,091
7,9arenitoar.m.r.pob. s.m. +ext. lep.
11,4 2388,0 "0,1561,2580,6784,545
1,9arenitoar. f.pob. s.m. +ext. lep.
10,1 2471,7arenito0,0492,5830,6501,198
1~,1argilososi!. gr.m. pob. s.m. +lep.
16,2 2585,1 0,1441,4740,5582,293
9,5arenitoar. f.pob. s.m. +m.lep.
5,4 2684,6 0,1281,2950.,6323,488
8,8arenitoar. f.pob. s.m. +ext. lep.
6,6 3094,7 0,2511,1750,2941,236
1,0arenitoar. medopob. s.+lep.
4,2 5192,5 0,1731,0760,5925,452
2,1arenitoar. f.pob. S.m. +ext. lep.
5,4----
-_.--~_.------52 77,1 0,1271,8200,7451,833
13,1arenitoar. f.pob. s.m. +m.lep.
9,8 5383,8 0,1461,8180,2051,871
4,6arenitoar. f.-pob. s.m. +m. lep.
11,5 5583,0
3,4arenito0,1121,536~0,6212,936
13,6ar. f.pob. S.m. +m.lep.
(Cont. na pág. seg.)34
&ev. IG, São Piaulo, 2(1) :31-38,jan'/jun. 1981
Amostra
% de areiaClass. deDiam.Grau deGrau deCurtosesilté
SheppardMédioargila
(mm)seleçãoAssimetria
60
92,1 0,1941,4240,2272,3533,2
arenitoar. f.pob. s. +m.lep.4,7 61
79,3 0,0432,3740,8202,8633,7
arenitosilo gr·m. pob. S.m. +m.lep.17,0 67
85,2 0,1511,3090,5802,82411,1
arenitoar. f.pob. S.m. +m.lep.
3,7 6985,2 0,1331,0190,3351,706
6,2
arenitoar. f.pob. s.m. +m.lep.8;6 80
85,2 0,1131,2470,6694,3126,2
arenitoar. f.pob. s.m. +ext. lep.8,6 82
71,5arenito0,1081,9700,1621,27422,5
silticoar.m.f.pob. s.+lep.6,0 84
80,1 0,0942,0400,8042,2958,7
arenitoar.m.f.m. pob. s·m. +m.lep.11,2 88
94,2 0,3760,8380,5592,1703,2
arenitoar. méd.modo S.m. +m.lep.2,3 94
74,7arenito0,1001,8500,3871,61917,7
sílticoar. m. f.pob. S.m. +m.lep.7,6 98-A
78,2 0,0941,4320,6372,17614,9
arenito·ar. m. f.pob. s.m. +m.lep.6,9 99
76,2 0,1121,7230,3261,79011,9
arenitoar. m. f.pob. S.m. +m.lep.11,9 100
76,2 0,1032,1480,3401,76211,9
areIÜtoar. m. f.m. pob. S.m. +m.lep.11,9
si!. gr.
silte grossoar.
m.f. areia muito finaar. f.
areia fina
ar. medo
areia média
modo ·S.
moderadamente selecionado
m· pob. ·S.
=:muito 'pobremente selecionadoabreviações pob.
S. pobremente 'selecionado
m.+
muito positiva
+positiva
lep.
leptocúitica
m.lep.
muito .leptocúrticaext.lep.
extremamente leptocúrtica
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aqueles são melhor selecionados doque estes, o que também foi comprovado por SOARES (1975).
Comparando-se- as amostras doPirambóia, cujo grau de· seleção variade 1,8 a 2,8, com as restantes, cujos valores vão de 0,8 a 2,1, pode-se adotarcomo critério preliminar o limite degrau de seleção 1,5 (valor médio dointervalo correspondente a um sedimento pobremente selecionado segundo FOLK & WARD). Baseado nisto,amostras com grau de seleção inferiorao limite podem pertencer à Fm. Botucatu, e com grau superior podempertencer à Fm. Pirambóia. Este critério não é decisivo, porém pode serconfirmado pela assimetria e curtose.
d) ASSIMETRIA
Nas amostras da Fm. Pirambóia,constatou-se que os valores de assimetria variam de 0,11 a 0,61, indicandoassimetria positiva a muito positiva,isto é, a distribuição acha-se desviadapara o lado das partículas finas. Omesmo foi observado nas demais amostras, concluindo-se, portanto, que esteparâmetro não auxiliou na classificação das mesmas.
e) CURTOSE
Todas as amostras estudadas possuem curvas granulométricas do tipounimodal, observadas através dos valores da curtose.
,Nas amostras do Pirambóia, foramencontrados valores de curtose entre1,0 a 1,5 (arenitos leptocúrticos, segundo FOLK & WARD), mostrandotratarem-se de sedimentos mal selecionados na parte central da distribuição,o que reforça a idéia de uma origemfluvial.
Os valores de curtos e superiores a3,0 (extremamente leptocúrtica, segundo FOLK & WARD) , indicam umsedimento bem selecionado na partecentral da distribuição, evidenciandoum ambiente de deposição eólico. Sendo assim, pertencem à Fm. Botucatu
as amostras 22-A, 22-B, 23, 26, 51 e 80.Estas, por sua vez, também apresentam, um valor de' grau de seleção inferior a 1,5, confirmando o critério citatado anteriormente. Deste modo, asamostras 30, 60, 67, 69 e 88, por apresentarem grau de seleção inferior a 1,5€, curtose muito próxima a 3,0, foramincluídas na Fm. Botucatu.
As amostras 2, 15, 21, 52', 53, 55,61, 84, 99 e 100 foram classificadascomo da Fm. Pirambóia pois os dadosobtidos de grau de seleção são superiores a 1,5 e a curtose é bastante inferior a 3,0. As amostras 25 e 98A, embora apresentem características granulométricas mais próximas às da Fm.Botucatu que do Pirambóia, foram englobadas nesta última unidade baseado em d~dos de campo (posição estratigráfica) .
SEDIMENTOGRAMA
Com a finalidade de uma melhorvisualização das diferenças texturaisdos sedimentos, correlacionando-oscom o seu ambiente de deposição, foram construidos os SedimentogramasFREITAS (1973) de cada unidade pe'Squisada (Figura 2 e 3).
O Sedimentograma é um gráficoconstruído com base em percentis obtidos das curvas de frequência acumulativa das amostras, representados pelos seguintes símbolos:
PlO: valor do diâmetro correspondente·a 90% em peso
Poo: valor do diâmetro correspondentea 10'% em peso
Ql: valor do diâmetro correspondentea 75% em peso
Q3: valor do diâmetro correspondentea 25% em peso
MD (Mediana): valor do diâmetro. correspondente a 50% em peso
L .A. (Limite das admisturas finas e
Ql + Q3(grossas) = ---
2
A classificação das amostras, baseada nos parâmetros estatísticos, per-
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mitiu a construção de um Sedimentograma para a Frn. Botucatu e outropara a Fm. Pirambóia.
Tais Sedimentogramas vem de encontro à classificação feita apenas combase em dados granulométricos, poismostram configurações distintas, sugerindo que os sedimentos estudados tiveram condições diferentes de transporte e deposição, o que influiu emsuas caracteristicas texturais.
Foi através do Sedimentogramaque se pode estudar comparativamentea competência do transporte dos arenitos de cada unidade sedimentar, umavez que "competência" refere-se à habilidade de transporte em função dotamanho das partículas.
A partir deste conceito, verificouse que a parte mais representativa dossedimentos da Fm. Botucatu, 65% daamostra (intervalo compreendido entre P90 e Ql), encontra-se exclusivamente dentro da classe areia· enquanto que esta mesma porcentagemrepresentativa da Fm. Pirambóiaabrange desde a classe areia muito fina até silte.
Tem-se, portanto, que as partículas da Fm. Botucatu são mais grossas (de maior diâmetro) que as da Fm.Pirambóia, sugerindo para a primeiraum transporte mais competente queo da segunda.
Com a finalidade de se relacionaros diferentes agentes de transporte para cada unidade, quanto à seleçãodas partículas, estudou-se' o comportamento do espaço compreendido entreQl e Q3, que representa 50% de cadaamostra.
Os arenitos da Fm. Botucatuapresentam uma largura entre Ql e Q3bem menor que os da Fm. Pirambóia,sugerindo um agente de transportemais seletivo para a primeira unidade.Quanto mais estreito for o espaço entre Ql e Q3,menor será a variação dosdiâmetros dos grãos que compõem osarenitos, o que implica um maior selecionamento das partículas.
É importante ressaltar que nosSedimentogramas estudados. há diferenças no comportamento da linha damediana (MD) e da linha do limite'das admisturas (L. A.) . No Sedimentograma relativo aos arenitos da Fm.Botucatu, a mediana é quase coinçidente com o limite das admisturas,com a maioria dos pontos na admistüra fina, enquanto que na Fm. Pirambóia a mediana tende a se afastarmais do limite das admisturas, para olado da admistura fina. Esta característica estatística indica mecanismosdistintos de sedimentação entre as unidades pesqui.sadas, sendo que a deposição da Fm; Pirambóia deu-se comum decréscimo lento de energia detransporte que contribuiu para a sedimentação de material mais fino, aopasso que a deposição dos arenitos daFm. Botucatu ocorreu num ambientecujo agente transportador comportouse de'maneira uniforme em termos deenergia.
CONCLUSÕES
O estudo destes sedimentos permite, através dos estudos sedimentológicos as seguintes conclusões;
1 - Pode-se constatar que os parâmetros estatísticos obtidos de análises granulométricas', auxiliam na caracterização de unidades sedimentaresque apresentam diferentes mecanismos de sedimentação.
2 - Estas análises granulométricas contribuíram para a diferenciaçãoentre os arenitos da Fm. Botucatu e osda Fm. Pirambóia, auxiliando, assim,nos trabalhos de mapeamento geológico.
3 - Os arenitos da Fm. Pirambóia apresentam, em média, 22,8% empeso de finos. (silte + argila). ao passoque os arenitos da Fm. Botucatu contém 11,8%.
4 - Os valores médios dos parâmetros estatísticos de FOLK & WARD,para cada unidade geológica são;
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UNiDADEGEQLóÓrcÁ
Fm Bbtucattl
Fm Pirambóia
DIÂMETROMEDIa
0,164mmar. f.
0,087mmar. m. f.
àRAU DESELEÇÂO
1,220pob. s.
1,980pob. S.
GRAU DEASSIMETRIA
0,519m. +0,564m. +
CURTOSE
3,201ext. lep.
1,966m. lep.
5 - Os Sedimentogramas contribufram para a caracterizaçao do transpo'rlê e deposição sofridos pelôs sediméntos arenosos.
6 -'- G transporte sofrido pelosarenitos da Fm. Botúcatu, foi de·maiorCôni,petência e decarater bem maisseletivo e ó dos arenitos da Ftil. Piram::.bóia 'foi menos competehtee· menosseletiVo,sendo que adepãsiçãó destesúltimos deu-se com um lento decrés"cimo da energia de transporte'.
'7- Com basé nos parâmetros estatísticos de FOLK & WARD, nos Sedimentogramase em dados de campo,constatou-se que os ambientes de sedimentação da Fm. Botucatu e da Fm.Pirambóia foram distintos, sugerindoum ambiente eólico (deserto com campos dê dul'la) para a primeira, e umambiente fluvial (fácies de canal) para a segunda, concordando com SOARES (1973).
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MAPA GEOLÓGICOFIGURA N21
Gr SãoBeolo
} Gr Passa Do;,
} Gr Tubarão
Fm Bolucalu
F m Pirambóia
Fm Estrada Nova
Fm Taluí
~ Fm Serro Geral
o~~
IVI. ,Il!......-J!l lotrus;vas Basicas
COLUNA ESTR AT IGRÁFICA
Triássico
O{ 8<> --
~õ Permiaoo -
j Permo-Car- b-'-dlf Dooífero .-.
:1 {Quo,ernáfIO O~ Terciário ~Cretáceo
aooo
J
ESCALA
1000.. o '000 2000~ ..•. !!
CIDADE
DRENAGEM
ESTRADA DE RODAGEM
el'4 AFLORAMENTOS AMOSTRADOS
CONVENÇÕES GEOLÓGICAS
+-l-+ ESTRADA DE FERRO
-.......J' CONTATO GEOLÓGICO
F F-a- FAL.HA
LOCALIZAÇÃO DA FOLHANO ESTADO
13t51045~oo
• I
I·.. ; 25°
21045'
470 30'
ARTICULAÇÃO DA FOLHA
" .. d";"••.~ ~<F I
FORMAÇÃO,
SEDIMENTOGRAMA DAPI RAMBOIA FIGURA N!2AREIA
ISILTE IARGilA
Areia IAreia
IAreia
I AreiaGrossaMe'diaFinaMuito Fina
Amostras
SR-99SR-53bSR-53aSR-53SR- 24
CI>/1I I//AIo \\SR-82 ""-l
,{//{I (I\d
~
ct
SR-16 -l I) //1 )~, '>1 z~e:t
SR-52 -l 1<'-/<1<l... Ia::J~!Q~1
I">/~,oSR-98a-l e:t
SR-94 'SR-lOOSR-04
I L.A. MOIP90 Q3 IQ1I I1,000
0,100O,OlO
DIÂMETRO
EM .MIL/METROS
Amostras
AreiaGrc~sso
AREIA
AreiaMédia
AreiaFina
SEDIMENTOGRAMADA FORMAÇÃO. .
SIL TE
Arei aMuito Fino
eOTUCATU
I ARGILA
FIGURA N~3
SR-30 II
1,000
SR-69
SR-60
SR-220
SR.-67
SR-26
SR-88
SR-BO
SR-23
SR-51
SR-22b
PgO Qs L.A. MO Q1 I P10I0,100
FM MIIIMJ:'Tgnc:
II0,010
II
0,001