Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/42580
Type: Tese
Title: Thermochronology and landscape evolution of the Serra do Caparaó region, an onshore segment of the Brazilian South Atlantic continental margin
Authors: Tobias Maia Rabelo Fonte Boa
First Advisor: Tiago Amâncio Novo
First Co-advisor: Aline Tavares Melo
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Daniel Peifer
First Referee: Antonio Carlos Pedrosa Soares
Second Referee: Pedro Augusto da Silva Rosa
Third Referee: Andréa Ritter Jelinek
metadata.dc.contributor.referee4: Fábio Soares de Oliveira
Abstract: A origem e evolução de margens passivas elevadas tem intrigado a comunidade geocientífica uma vez que se encaixam melhor no contexto de riftes juvenis do que de riftes maduros. Um exemplo clássico é a margem continental brasileira que evoluiu de um rifte continental cretácico, há cerca de 130 Ma, e atualmente apresenta elevações que atingem mais de 2000 m acima do nível do mar. Por apresentar a morfologia considerada típica de margens passivas elevadas, o sistema de escarpas da Serra do Mar e Serra da Mantiqueira tem sido o principal foco da maioria dos estudos. No entanto a margem passiva elevada brasileira se estende por mais de 3000 km em um cinturão montanhoso que mostra padrões morfológicos bastante variados. Além do mais essa diversidade morfológica contradiz alguns estudos que frequentemente generalizam a margem brasileira como uma estrutura continua e homogenia ao invés de uma paisagem mais complexa e diversa. Com o intuito de explorar a diversidade morfotectonica da margem continental brasileira, este trabalho busca investigar as variações espaciais e temporais do padrão de denudação obtidas através de dados de termocronologia de baixa temperatura. O estudo se concentrou na Margem Continental do Sudeste do Brasil (CMSEB) que inclui a região onshore às bacias de Santos, Campo e Espírito Santo, com foco especial na região da Serra do Caparaó, um trecho montanhoso adjacente à Serra do Mar que é relativamente menos estudado e que não mostra a clássica morfologia escarpada. De forma geral a análise termocronológica da CMSEB mostra um perfil assimétrico de denudação no qual as idades de traço de fissão em apatita (AFT) tendem a aumentar com a elevação e em direção ao interior continental. O divisor de drenagem continental delimita uma região costeira intensamente dissecada (i.e., onde as idades ATF são geralmente mais jovens ou possuem valores similares à idade do rifte) de um interior continental relativamente menos dissecado (i.e., onde as idades AFT são mais antigas que o evento de quebra continental). Este perfil assimétrico é associado à denudação diferencial generalizada da região costeira em respostas a diversos processos associados com a ruptura da litosfera continental. Além disso, diferentemente de outras margens passivas, a costa brasileira mostra idades AFT substancialmente mais jovens que o evento rifte o que indica que esse setor da margem passiva Sul Atlântica experimentou uma quantidade de denudação superior ao previsto nos modelos genéricos. Modelos térmicos frequetemente mostram um pulso de resfriamento desassociado ao evento de rifteamento sugerindo que, além da denudação prolongada relacionada ao processo de rifteamento, a exumação da margem foi influenciada por algum fator transiente. A relação entre a trama estrutural e o contraste nos dados termocronológicos, que foi pela primeira vez caracterizada em detalhe na região onshore da Bacia do espírito Santo, indica que a exumação pós-rifte da CMSEB foi controlada pela reativação de estruturas litosféricas herdadas que acomodaram a deformação associada à movimentação relativa entre blocos do embasamento (i.e., soerguimento e subsidência relativos) colaborando para o complexo padrão denudacional ao longo da costa. Neste contexto, a Serra do Caparaó representa uma região interfluvial costeira desenvolvida nos primeiros estágios do rifte do Atlântico Sul que vem sofrendo modificações (i.e., capturas fluviais) decorrentes das reativações pós-rifte. Por fim, este estudo destaca que variações nos padrões de denudação à longo prazo corroboram as diferenças morfológicas ao longo da margem sugerindo que a margem continental brasileira não é um ambiente geotectônico homogêneo e contínuo. Além disso, apesar do reconhecimento de vários processos que atuaram durante a evolução pós-rifte da margem, a herança tectônica (i.e., trama estrutural, litologia, rigidez flexural da litosfera) impactou significativamente no padrão de denudação contribuindo para a diversidade morfológica ao longo da costa Sul Atlântica brasileira.
Abstract: The origin and evolution of elevated passive continental margins have intrigued geoscientists since their prominent topography is more reasonably explained in the context of an active rift than a mature `passive’ setting. A classic example is the Brazilian continental margin which evolved from a rift in Cretaceous, ca. 130 Ma ago, yet presents elevations that reach more than 2000 m above sea level. The Brazilian South Atlantic marginal upwarp extends for more than 3000 km and shows substantial morphological variation. Nevertheless, geoscientists have been mainly focused on studying the escarpment-form segments (e.g., the Serra do Mar in southeast Brazil) and frequently assuming the Brazilian elevated continental margin as a well-defined and continuous marginal upwarp instead of a diversified and more complex landscape. Attempting to understand the landscape variation along the Brazilian South Atlantic passive margin, this work uses the low-temperature thermochronology to explore how time-space denudation patterns differ along the southeast Brazilian coast with a particular focus on the Serra do Caparaó segment; a relatively less-studied area found adjacent to the Serra do Mar and where the typical escarpment form is absent. Overall, the thermochronology analysis shows an asymmetric denudation profile in which AFT ages tend to increase with elevation and toward the continental interior. The continental drainage divide delimits a dissected coastal region (i.e., where AFT ages are generally younger or similar to the rifting event) from a less denudated continental interior area (i.e., where AFT ages are older than continental breakup). This asymmetric denudation profile is associated with the generalized differential exhumation of the coastal region due to the continued erosion and unloading isostatic rebound triggered by the continental breakup processes, which are expected in generic passive continental margins evolution models. However, the Brazilian continental margin shows AFT ages substantially younger than rifting event, suggesting that the margin has experienced increased post-rift exhumation. Thermal models frequently show a pulse of cooling occurring long after rifting event, indicating that an additional transient factor than continued rifting-related denudation may have influenced the exhumation of the margin. The post-rift exhumation seemed to have been controlled by the reactivation of lithospheric inherited structures that triggered the relative uplift/subsidence between basement blocks resulting in contrasting denudation patterns along the coastal region, including the onshore segment related to the Espirito Santo basin (i.e., the Serra do Capraó region). In this situation, the Serra do Capraó is currently a high-elevation coastal interfluve segment that includes relicts of ancient long-lived syn-rift coastal catchment areas (i.e., syn-fit less-denudated coastal interfluve region) that has been changed and reestablished during the post-rift reactivation. Finally, this study highlights that the thermochronology pattern corroborates the morphological differences along the margin, supporting that the Brazilian continental margin is not a single and continuous tectonic setting. Furthermore, besides the variety of proposed mechanisms operating over the post-rifting evolution of the margin, tectonic inheritance (i.e., structural framework, lithology, the effective flexural strength of the lithosphere) has strongly impacted the denudation pattern contributing to the geomorphic diversification along the Brazilian South Atlantic coast.
Subject: Tempo geológico
Paisagens
Geomorfologia – Caparaó, Serra do (MG)
language: eng
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: IGC - DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Geologia
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/42580
Issue Date: 27-Apr-2022
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