CAPITULO 1 - · PDF fileCAPITULO 1 1. INTRODUÇÃO ... Fapesp 99/12215-2,...

CAPÍTULO 1 – Introdução

CAPITULO 1

1. INTRODUÇÃO

Dentre as bacias tafrogênicas do Sudeste Brasileiro, a Bacia de São Paulo é uma

das unidades mais bem estudadas. A localização da cidade de São Paulo, assentada em

grande parte sobre a bacia, e a implantação de grandes obras como o Metrô,

favoreceram sobremaneira este conhecimento.

A maior parte do conhecimento geológico da bacia foi obtido através de

informações diretas de escavações, poços e furos de sondagem. No entanto com a

pavimentação e impermeabilização do solo, bem como a grande quantidade de materiais

enterrados em subsolo, tornou-se difícil o conhecimento geológico através de

investigações diretas. Deste modo as técnicas indiretas de investigação tornaram-se

ferramentas fundamentais no conhecimento geológico e geotécnico na bacia. Uma das

técnicas indiretas mais conhecidas é a geofísica. Dentre os métodos geofísicos mais

aplicados em área urbana temos: GPR (Ground Penetrating Radar),

Eletrorresistividade, Sísmica, Eletromagnético Indutivo e Gamaespectrometria. No

entanto todos os métodos podem ser aplicados, dependendo principalmente do objetivo

da investigaçao, nível de ruído e interferências superficiais.

A fim de se avaliar a potenciabilidade do método GPR na investigação de

variações geológicas na Borda da Bacia Sedimentar de São Paulo foi realizada uma

pesquisa dentro do campus da Universidade de São Paulo. A pesquisa foi efetuada

dentro do campus com o intuito de amenizar o máximo possível o nível de ruído e pela

facilidade logística.

1


1.2 OBJETIVOS

O principal objetivo desta pesquisa é caracterizar geologicamente os sedimentos

e o topo rochoso granito-gnáissico na borda da Bacia Sedimentar de São Paulo

utilizando-se os métodos GPR e eletrorresistividade. As áreas de pesquisa encontram-se

dentro do Campus da Universidade de São Paulo (USP), porção centro-oeste do

município de São Paulo, na margem esquerda do Rio Pinheiros (Figura 1.1). Os

trabalhos de campo foram realizados em duas áreas: a) uma área verde em frente ao

prédio do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) (Figura

1.2), e b) uma área próxima ao Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN)

(Figura 1.3).

As áreas escolhidas para aquisição dos dados situam-se dentro do Campus

Universitário devido, aos seguintes motivos:

i) Facilidade logística;

ii) Os locais já vêm sendo utilizados como áreas de testes de geofísica rasa

durante as atividades didáticas de geofísica aplicada, ministradas no IAG; e

iii) As áreas de estudo pertencem ao Projeto “Investigações Geofísicas de

Superfície e de Poço na borda da Bacia Sedimentar de São Paulo”, processo

Fapesp 99/12215-2, coordenado pelo Prof. Dr. Jorge Luís Porsani.

2

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Figura 1.1 - Área da Cidade Universitária, Campus da Universidade de São Paulo, com a localizaçãodas áreas de pesquisa.

Figura 1.2 -Área de detalhe em frente ao IAG/USP, com a localização das principaisaquisições geofísicas.

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LEGENDA

Limite do Campus

Sondagem Elétrica Vertical

Ruas, Avenidas

Poste de Iluminação

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Figura 1.3 -Área de detalhe próxima ao IPEN, com a localização dos principaislevantamentos geofísicos.

Sondagem de Velocidade CMP

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1.2 TRABALHOS ANTERIORES NO CAMPUS DA USP

Neste item será realizado um breve relato sobre os trabalhos anteriores

realizados dentro do campus da Universidade de São Paulo.

Ussami & Molina (1991) realizaram um levantamento gravimétrico em toda área

da cidade universitária. Este levantamento mostra que os valores mais elevados de

anomalia Bouguer foram encontrados na parte sul e sudoeste do campus, evidenciando

um embasamento mais raso nesta região, confirmado pela exposição de afloramentos e

pelo alto topográfico.

Taioli (1992) executou uma linha de levantamento sísmico de reflexão entre dois

poços de observação, localizados entre a Praça do Relógio e a Antiga Reitoria, com o

intuito de delinear o topo do embasamento e verificar a presença de uma falha. A

possível zona de cisalhamento não foi identificada. No entanto, ele verificou que o

embasamento da bacia sofre uma inflexão em direção ao rio Pinheiros.

Iritani (1993) apresentou o resultado de 17 sondagens elétricas verticais

realizadas pelo CEPAS (Centro de Pesquisas de Água Subterrânea) ao longo do campus

com o objetivo de determinar a variação da espessura do pacote sedimentar e auxiliar na

locação de poços tubulares profundos e de poços de observação hidrogeológica. Os

resultados demonstraram que o pacote sedimentar da bacia apresenta um espessamento

em direção às proximidades da Raia Olímpica.

Iritani (op. cit.), com o objetivo de estudar o potencial hidrogeológico do

campus da cidade universitária, executou a perfuração de 11 poços de observação

hidrogeológica e seis poços tubulares profundos, além de gerar um banco de dados de

poços tubulares perfurados próximos ao campus, dando origem a um mapa de

isoespessura dos sedimentos da Bacia de São Paulo (Figura 1.4). Através de

observações em campo, a área em que a referida autora determina o embasamento

aflorante está encoberta por uma cobertura sedimentar, no entanto um afloramento de

granito-gnaisse é observado próximo ao Hospital Universitário.

A partir de 1997, a área em frente ao IAG/USP passou a ser utilizada como

laboratório prático de todas as disciplinas da área de geofísica aplicada do

Departamento de Geofísica do IAG/USP (Mendonça et al., 1999) sendo, assim,

6


executados levantamentos magnéticos, elétricos, eletromagnéticos (GPR e EM34) e

sísmicos.

Le Diagon (2000) realizou um levantamento de sísmica de reflexão paralelo a

Rua do Matão, em frente ao IAG/USP. Através de dados de reflexão foram gerados

modelos superestimado e subestimado de velocidades de ondas sísmicas para a área em

frente ao IAG. Foi encontrada uma profundidade do embasamento variando de 35 a 57

metros, sofrendo uma inflexão para NW em direção à Prefeitura do Campus da Cidade

Universitária (Figura 1.5).

Porsani (2000), através do projeto de pesquisa “Investigações Geofísicas de

Superfície e de Poço na borda da Bacia Sedimentar de São Paulo”, Processo 99/12215-2

FAPESP, executou a perfuração de três poços de investigação geológica na área em

frente ao IAG/USP (Figura 1.6, 1.7 e 1.8).

7

Figura 1.4 - Mapa de Isoespessura de sedimentos da Bacia de São Paulo dentro do campus da Universidade

de São Paulo (modificado de Iritani, 1993).

40

50

60

80

70

50

30

40

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Figura 1.6 - Perfil litológico do poço P1, executado em frente ao IAG/USP, na distância 100mno perfil IAG/Física.

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Aterro areno-argiloso

Argila siltosa pouco arenosamarrom clara

Areia média e grossa siltosa

Areia média a grossa compedregulhos esparsos

Areia média a grossa, siltosa,com pedregulhos finos

e médios

Argila siltosa, dura, marrom escura

Granito-Gnaisse cinza escuro

0

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Descrição Litológica

POÇO P1

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Com detritos vegetais

Com detritos vegetais

Marrom amarelada

Com lentes de argila siltosa

Com pedregulhos de quartzo

Argila siltosa amarelae cinza clara

Fina siltosaFina a média

Areia fina siltosaMédia a grossa com pedregulhosArgila siltosa cinza clara

Areia média a grossa siltosa, com pedregulhos e lentes de argila

Argila siltosa pouca arenosa com lentes de areia

Fina a médiaArgila siltosa

Fina a média

Fina a média

Silte arenoso pouco argiloso,com fragmentos de rocha alterada

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Aterro areno-argiloso

Argila siltosa com areia fina e materia organica

Argila siltosa roxa a cinza

Areia fina a média siltosa

Areia media a grossa compedregulhos de quartzo

Areia fina a média siltosa

Argila siltosa

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Argila siltosaArenosa

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Areia média a grossa com pedregulhos de quartzo

Lentes de argila

Argila siltosa roxa a cinza

Areia média a grossa com pedregulhos de quartzo

Areia fina siltosa

19,520,5

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Argila siltosa pouco arenosa37,0


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Descrição LitológicaPerfil

Geológico

POÇO P2


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Aterro argila-siltosa com materia orgânica

Areia siltosa fina a média com pedregulhos de quartzo

Argila siltosa com pedregulhosfinos de quartzo

0

7,79,8

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46,2

80,2

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Descrição LitológicaPerfil

Geológico…

34,7

Aterro argilo-arenoso de cor marrom avermelhada

Argila arenosa de cor cinza clara

Argila siltosa com concreções ferruginosasAreia media a grossa argilosa, avermelhada

Argila siltosa dura, cor cinza


POÇO P3


Areia fina a média

Areia média a grossa siltosa, com pedregulhosfinos e médios de quartzo

Lentes de argila



Areia fina a médiaAreia média a grossa siltosa, com pedregulhos de quartzo

NE


1.3 ASPECTOS GEOLÓGICOS REGIONAIS E LOCAIS

Geologicamente, a área encontra-se na borda da Bacia Sedimentar de São Paulo

que, juntamente com outras bacias (Curitiba, Taubaté, Resende, Volta Redonda e

Itaboraí) e pequenas depressões (Fm Alexandra, Fm Pariquera-Açu e Graben de Sete

Barras), definem o Rift Continental do Sudeste Brasileiro (Almeida, 1976), Figura 1.9.

Figura

pela or

Rift Co

com so

contin

Convençoes: 1. Cobertura cenozóica, 2. Bacias tafrogênicas continentais: (CT) Curitiba, (SB) Sete Barras, (CN)Cananéia, (SP) São Paulo, (TT) Taubaté, (RZ) Resende, (VR) Volta Redonda, (GB) Guanabara, (IB) São José doItaboraí, (SJ) Barra do São Joao. 3. Bacia do Paraná, 4. Alinhamentos estruturais e falhas, 5. Linhas de Isoespessura desedimentos em Km.

1.9 - Rift Continental do Sudeste Brasileiro e Bacias Associadas (adaptado de

Almeida, 1976).

Segundo Almeida (1969), a Reativação Wealdeniana foi o processo responsável

igem deste rift. Posteriormente, Asmus & Porto (1980) relacionaram a origem do

ntinental do Sudeste Brasileiro ao processo de abertura do Oceano Atlântico Sul,

erguimento da região, ruptura da litosfera continental e afastamento dos novos

entes, no quadro clássico da tectônica global.

13


1.3.1 Geologia Regional

A Bacia de São Paulo exibe forma irregular, aproximadamente elíptica de 60 por

30Km, com uma ramificação da Lapa para Barueri e outra de Itaquaquecetuba para Poá

e Mogi das Cruzes, ambas acompanhando o vale do rio Tietê (Figura 1.10). A espessura

máxima de sedimentos alcança 311m (Hasui & Carneiro, 1980; Silva, 1999).

Os sedimentos da Bacia de São Paulo foram identificados e descritos

inicialmente por Mawe (1812 apud Yamamoto, 1995). Pissis (1842 apud Yamamoto,

op. cit.) foi o primeiro a utilizar a denominação Bacia de São Paulo, comparando suas

camadas sedimentares com as da Bacia “de la Parahyba” (Bacia de Taubaté).

A Formação São Paulo foi inicialmente designada de “argilas de São Paulo” por

Moraes Rego (1930 apud Yamamoto, op. cit.). Posteriormente, o mesmo autor (Moraes

Rego, 1933 apud Yamamoto, op. cit.) adotou o termo “camadas de São Paulo”, utilizada

também por Almeida (1955 apud Yamamoto, op. cit.). A unidade foi designada

Formação São Paulo por Mezzalira (1962 apud Yamamoto, op. cit.), cujas litologias

predominantes são argilas, siltes e areias argilosas finas, sendo raras as ocorrências de

areias grossas e cascalhos finos (Suguio, 1980).

Riccomini (1989) propôs uma revisão formal da litoestratigrafia das bacias do

Rift Continental do Sudeste do Brasil, com base na caracterização das diferentes fácies e

posterior agrupamento destas em sistemas deposicionais. Segundo este autor,

ocorreriam na Bacia de São Paulo quatro sistemas deposicionais: i) leques aluviais

associados à planície aluvial dos rios entrelaçados; ii) lacustres; iii) fluvial meandrante;

e iv) fluvial entrelaçado de Itaquaquecetuba. O sistema lacustre, correlacionável à

Formação Tremembé, é constituído por argilas verdes, maciças (Fácies C), alternadas

com níveis de argila rica em matéria orgânica. O sistema fluvial meandrante,

correspondente à Formação São Paulo e constitui-se de arenitos grossos

conglomeráticos, localmente conglomerados, com granodecrescência ascendente até

siltitos e argilitos, que correspondem a depósitos de canais meandrantes, com

sedimentos finos laminados lenticulares, por vezes ricos em matéria orgânica, como

sendo prováveis testemunhos de lagoas oriundas da migração e abandono de canais

(oxbow-lakes). Ocorrem ainda depósitos de rompimento de diques marginais (crevasse-

14


splay) e de planície de inundação. Já o sistema fluvial entrelaçado de Itaquaquecetuba

corresponde, no conjunto, à Formação Itaquaquecetuba.

Takiya (1991), ao utilizar métodos geoestatísticos e a estatística clássica,

apresentou resultados em forma de mapas de contorno estrutural, isópacas, isólitas e a

porcentagem dos sedimentos terciários da Bacia de São Paulo, mais precisamente em

sua porção centro-oeste. Segundo a autora, a bacia compreende, na concepção

estratigráfica de Riccomini (1989), à Formação Resende, constituída

predominantemente por depósitos rudáceos proximais e lamíticos distais de leques

aluviais, cuja espessura pode ultrapassar 200m. Os sedimentos argilo-siltosos lacustres,

correlacionáveis à Formação Tremembé, possuem até 60m de espessura. A Formação

São Paulo, constituída em sua maior parte por depósitos arenosos e argilosos de sistema

fluvial meandrante, possui mais de 100m de espessura. Os pacotes sedimentares,

principalmente os areno-conglomeráticos de sistema fluvial entrelaçado da Formação

Itaquaquecetuba, possuem até 130m de espessura. Por fim, as coberturas colúvio-

aluviais, apresentam até 10m de espessura. Inicialmente teria ocorrido a deposição de

sedimentos de leques aluviais (Formação Resende) na borda norte da bacia, com

desenvolvimento de nordeste para sudoeste. Interdigitar-se-iam a esta unidade os

sedimentos areno-argilosos, na maior parte típicos de sistema fluvial meandrante

(Formação São Paulo), aflorantes principalmente nas cotas superiores a 780m.

Finalmente os depósitos da Formação Itaquaquecetuba ocorreriam encaixados em

depressões, sob os atuais aluviões dos rios Pinheiros e Tietê.

O embasamento cristalino da bacia é representado por granitos sin- e pós-

tectônicos, migmatitos diversos, gnaisses graníticos e oftalmíticos, xistos com grau de

feldspatização variável e metassedimentos. Subordinadamente ocorrem quartzitos e

anfibolitos. Rochas cataclasíticas a ultramiloníticas foram observadas em zonas de

cisalhamento de falhas transcorrentes que cortam o embasamento (Campos Neto et al.,

1983 apud Iritani, 1993).

15


1.3.2 Geologia Local

A distribuição espacial das formações na Cidade Universitária baseou-se no

mapeamento realizado por J. M. V. Coutinho, publicado na escala 1:50.000 pela

Emplasa (Emplasa, 1984 In: Iritani, 1993) (Figura 1.11). Na área desta pesquisa, o

substrato cristalino é constituído por granitos-gnaisse e migmatitos, cujos afloramentos

podem ser encontrados na porção sul e sudeste da Cidade Universitária onde a

topografia é mais elevada e suporta o divisor de águas. Alguns afloramentos do

embasamento podem também ser encontrados na porção noroeste (na Av. Professor

Lineu Prestes, próximo ao IPEN e Hospital Universitário). As formações São Paulo e

Itaquaquecetuba, representadas pelos aluviões fluviais no mapa, ocupam a maior

extensão dentro da Cidade Universitária (Figura 1.11).

De acordo com Riccomini (1989) a Formação São Paulo apresenta variações

faciológicas entre arenitos conglomeráticos com granodecrescência para siltitos e

argilitos. Neste trabalho, o termo “variações faciológicas” será relacionado a variações

entre arenitos e argilitos.

Através das informações obtidas através do projeto “Investigações Geofísicas de

Subsuperfície e de Poço na Borda da Bacia Sedimentar de São Paulo”, Processo n.º

99/12215-2, financiado pela FAPESP, foi possível elaborar os perfis litológicos de três

poços, executados na área em frente ao Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências

Atmosféricas (Figuras 1.6, 1.7 e 1.8). Através da correlação destes poços, foi elaborada

uma seção geológica (Figura 1.12), contribuindo assim com as interpretações geológicas

e geofísicas.

Foram executadas também sondagens a trado manual nas duas áreas

investigadas, sendo 9 sondagens na área em frente ao IAG/Física (Anexo 01 a 09) e 5

sondagens na área próxima ao IPEN/HU (Anexo 10 a 13). Estas sondagens atingiram a

profundidade máxima de investigação de 5,0 metros (comprimento das hastes do

equipamento) sendo que, na área próxima ao IPEN, a penetração do equipamento foi

dificultada pela presença de bolders de rochas e materiais de diversas composições

(gnaisses, tijolos, granitos, entre outros). Através da correlação destas sondagens, foram

elaboradas duas seções geológicas superficiais (Figura 1.13 e Figura 1.14).

17

1000m 1000m0m

E S C A L A

322 324 326 3287396

7394

7392

7390

Aluviões fluviais: argila, areia e cascalho

Argilas, areias e cascalhos da Fm. São Paulo

Migmatitos e gnaisses graníticos, podem achar-secisalhados até gnaisses miloníticos em zonas demovimentação tectônica intensificada

Contato definido

Eixo de zona de falha

Ruas e avenidas principais

Rio Pinheiros

Principais Edificações

As informações geológicas foram obtidas pelaEMPLASA/SNM, a partir do levantamento decampo e compilação realizados porJosé Moacyr Vianna Coutinho, em 1979.

Cidade Universitária

J. Club

JardimAmérica

Vila Madalena

TQa

TQa

TQa

TQa

TQa

TQa

TQaTQa

TQa

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Qa

Qa

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mg

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mg

mg

mg

mg

mg

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mg

mg mgmg

mg

mg

Rio Pinheiros

CONVENÇÕES GEÓLOGICAS E CARTOGRÁFICAS

N

Figura 1.11 - Distribuição espacial das formações geológicas na Cidade Universitáriabaseada no mapeamento realizado por J. M. V. Coutinho, publicado naescala 1:50.000 pela Emplasa (Emplasa, 1984, modificado de Iritani, 1993)

Figura 1.12 - Seção geológica elaborada através da correlação dos 3 poços executados em frente

ao IAG/USP.

0 10 20 30 40 50 60 80 85…

100

105

110

115

120

125

130

135

140

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1F

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7

Figura 1.13 - Seção geológica superficial elaborada com os dados de sondagem a trado

executadas na linha IAG/FIS.

Fig

ura

1.14

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