Gravimetric 3D Inversion of the Cerro do Jarau structure

Orientador: Emilson Pereira LeiteDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de GeociênciasResumo: A estrutura de Cerro do Jarau é uma possível terceira cratera basáltica em território brasileiro, formada sobre a Formação Serra Geral na bacia do Paraná, assim como as outras duas. Trata-se de uma formação circular de 13 km de diâmetro com elevação de até 200 m sobre as planícies dos pampas no estado do RS. Este trabalho foca na construção de um modelo geológico 3D baseado em dados gravimétricos terrestres. Anomalias Bouguer foram calculadas com base na aceleração gravitacional medida em 445 pontos irregularmente distribuídos na área da estrutura. O mapa de anomalia Bouguer residual mostra uma forte anomalia positiva com tendência NE-SW, localizada na porção nordeste da estrutura, uma feição incomum em outras estruturas de impacto. No entanto, a anomalia negativa na porção central e a anomalia circular positiva ao redor do centro podem ser relacionadas a uma cratera de impacto. A anomalia circular positiva não é espacialmente coincidente com as bordas da estrutura, uma feição também observada nas estruturas de Vargeão e Vista Alegre. Há algumas estruturas de impacto que mostram anomalias gravimétricas distintas, relacionadas também a processos internos (estrutura de Lappajärvi e Lago Wanapitei). O mapa de anomalia gravimétrica obtido foi utilizado como referência para modelos tridimensionais desenvolvidos com o software VOXI Earth Modelling. Conclui-se que a disposição das rochas abaixo da superfície está de acordo com a hipótese de impacto, mesmo com a presença de outras feições gravimétricas não relacionadasAbstract: The Cerro do Jarau structure is possibly the 3rd Brazilian basaltic crater, formed above the Serra Geral basalt floods of the Paraná Basin like the other two. It is a 13km circular landform that rises over 200 meters above the plains of the "pampas" in southern Brazil. This work focused on the construction of a 3D geological model based on ground gravity data. Bouguer anomalies were calculated from gravity acceleration measured at 445 stations irregularly distributed on the area of the impact structure. The residual Bouguer map shows a strong positive anomaly with NE-SW trending, located in the northeastern part of the structure, a feature not credited to a possible impact structure. However, the negative anomaly present in the center of the structure and the circular positive anomaly surrounding the central part of the structure could be related to an impact structure. The positive circular anomaly is not spatially coincident with the edges of the structure, a feature that is also observed at the Vargeão and Vista Alegre impact structures. There are a few impact structures that also show distinct gravity anomalies related not only to a meteorite impact but to other internal processes as well, as in the cases of Lappajärvi and Lake Wanapitei impact craters. The gravity anomaly map obtained was used as reference to 3D models developed with VOXI Earth Modelling. It is concluded that the rock disposition beneath the surface is in accordance with the impact hypothesis, even with the presence of other non-related gravimetry patternsMestradoGeologia e Recursos NaturaisMestre em Geociência

A MORFOLOGIA SUPERFICIAL DA ESTRUTURA CIRCULAR DE SÃO MIGUEL DO TAPUIO (PIAUÍ-BR) E CASOS SIMILARES NO TERRITÓRIO BRASILEIRO

A estrutura circular de São Miguel do Tapuio (ECSMT) é uma feição geomorfológica marcante registrada nos arenitos mesopaleozoicos da Bacia do Parnaíba (Piauí-Brasil). Nesse trabalho a caracterização morfológica superficial da ECSMT foi feita principalmente utilizando dados topográficos SRTM. Tal caracterização propiciou delinear um diâmetro de 20 km e definir: seu padrão estrutural circular impresso no relevo, elevado grau de simetria, a presença de bordas e núcleo topograficamente soerguidos, correlacionar as características do relevo aos compartimentos deformacionais e de transformação térmica definidos pelos estudos de campo e petrográficos. As características das principais estruturas circulares e semicirculares de origem endógena (ECSCOEN) e exógena (ECSCOEX) presentes no território brasileiro permitem estabelecer: as ECSCOEN raramente possuem morfologia circular perfeita, possuem diâmetros entre 8 e 38 km, ocorrem direta ou indiretamente associadas à complexos ígneos mesozoico; as ECSCOEX apresentam morfologia circular perfeita, diâmetros entre 4,5 e 40 km e são estruturas de impacto complexas. As características morfológicas superficiais da ECSMT são compatíveis com as apresentadas pelas ECSCOEX. Apesar das feições texturais e estruturais presentes na ECSMT serem apenas sugestivas para classificá-la como do tipo ECSCOEX, a não identificação de rochas ígneas aflorantes e/ou subsuperficiais, não permitem, por outro lado, enquadrá-la na categoria ECSCOEN

IDENTIFICAÇÃO DE SUPERFÍCIES GEOMÓRFICAS ENTRE ABELARDO LUZ (SC) E ERECHIM (RS) – BASES PARA COMPREENDER A EVOLUÇÃO DO RELEVO NO VALE DO RIO URUGUAI, SUL DO BRASIL

Identificou-se bordas de patamares extensos, patamares dissecados, patamar fortemente dissecado, superfície em elaboração, relevos residuais e remanescente de superfície aplainada. As primeiras correspondem ao prolongamento das superfícies previamente identificadas nas vizinhanças. As demais mostram-se com similaridade topográfica, porém sugerem momentos evolutivos ajustados a incisão do rio Uruguai. Acredita-se que elas evoluíram pelos mesmos mecanismos geradores das superfícies vizinhanças

Geologic characterization of Riachão impact structure, MA

Orientadores: Álvaro Penteado Crósta, Ana Maria GóesDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de GeociênciasResumo: Atualmente são conhecidas em toda superfície terrestre cerca de 180 estruturas formadas por impacto de meteoritos. No Brasil, foram diagnosticadas seis estruturas originadas por este tipo de evento: Araguainha (MT-GO), Vargeão (SC), Vista Alegre (PR), Cerro do Jarau (RS), Serra da Cangalha (TO) e Riachão (MA). A área de estudos é a estrutura de impacto de Riachão (7º43'S/46º39'W), uma estrutura de impacto do tipo complexa, ligeiramente elíptica, em avançado estágio erosivo e com diâmetro de aproximadamente 4 km. Esta estrutura situa-se na porção centro-oeste da Bacia do Parnaíba, onde predominam arenitos e, subordinadamente, rochas carbonáticas intercaladas com siltitos pertencentes à parte superior do Grupo Balsas depositados entre o Pensilvaniano e Permiano. Estudos geológicos dessa estrutura foram realizados nas décadas de 1960 e 1980, resultando na caracterização geológica preliminar da mesma. Neste trabalho, a partir da integração de dados geológicos e de sensoriamento remoto, foi possível caracterizar geológica e geneticamente a estrutura de Riachão. As unidades litoestratigráficas identificadas correspondem a diferentes níveis da Formação Pedra de Fogo, e, possivelmente, da Formação Piauí, diferenciando-se daquelas estabelecidas nos estudos prévios. O modo de ocorrência destas unidades em superfície é compatível com o modelo de estruturas complexas, no qual o núcleo soerguido exibe camadas mais antigas, circundadas por camadas mais jovens. Em relação às evidências de deformação por impacto foram identificadas rochas intensamente deformadas no interior da estrutura, deformação essa compatível com a origem por impacto meteorítico. Microscopicamente, foram descritas feições deformacionais tais como lamelas de Böhm, healed fractures, feather features, fraturas planares (PF), grãos extremamente fraturados e feições de deformação planares (PDF). Destas, apenas esta última é evidência definitiva da gênese por impacto meteorítico, tendo sido identificada em Riachão pela primeira vez. Com base na interpretação dos lineamentos interpretados a partir das imagens de sensores remotos e limites morfoestruturais de Riachão, sugere-se que a estrutura se formou por um impacto oblíquo com sentido de noroeste para sudeste. O modelo semiquantitativo elaborado permitiu inferir que, após a formação da estrutura, cerca de 280 m de espessura de rochas foram removidos por erosão, o que explica a ocorrência reduzida de indicadores de deformação por choque e/ou a aparente ausência de brechas de impacto e estruturas do tipo shatter coneAbstract: At the present, about 180 meteorite impact structures have been identified on Earth. In the Brazilian territory, six structures of impact origin are known so far: Araguainha (MT-GO), Vargeão (SC), Vista Alegre (PR), Cerro do Jarau (RS), Serra da Cangalha (TO) and Riachão (MA). In this study, we focused on Riachão impact structure. This crater is located in Maranhão State of northeastern Brazil (S7º42', W46º38'). This semi-circular complex structure has a diameter of 4.2 km, and is in advanced state of erosion. The region containing the Riachão crater is located in central-west portion of the Parnaíba Basin. The strata in the Riachão area are part of the depositional sequence of the Balsas Group deposited between the Pensylvanian and Permian. The first geological studies on Riachão were made in 1960's and 1980's. In this work, by means of integrating geological field observation, petrographic examination of rock samples, and remote sensing data, we achieved a detailed geological and genetic characterization of the structure. The identified lithostratigraphic units consist of different levels of the Pedra de Fogo Formation, and, possibly, the Piauí Formation. This characterization is different from the one previously proposed. The exposure of such geological units is in accordance with models of complex structures, since the lower unit (Piauí Formation) is exposed at the central uplift, surrounded by the younger strata of the Pedra de Fogo Formation. Regarding macroscopic evidences of impact, we identified highly deformed rocks within Riachão structure exhibiting microscopic deformation features such as böhm lamellae, healed fractures, feather features, planar fractures (PF), fragmented grains and planar deformation features (PDF) were observed. PDF is an unequivocal microscopic shock-diagnostic evidence and its occurrence in Riachão is reported here for the first time. The lineament patterns and morphologic characteristics of the structure point towards a possible oblique impact with the impactor striking from northwest to southeast. We estimated the amount of rocks removed by erosion in the Riachão structure to be about 280 m. The absence of the crater-fill impact breccias, shatter cones, as well as the restricted occurrence of microscopic shock effects, are interpreted as the result of intense and relatively deep erosion after the formation of the initial craterMestradoGeologia e Recursos NaturaisMestre em Geociência

A Gênese da paisagem na estrutura de impacto do Cerro do Jarau (RS), com o uso de VANT

As crateras originadas por impactos de meteoritos são formações raras presentes no relevo terrestre. O estudo dessas feições é de extrema importância para o conhecimento da evolução geológica, geomorfológica e biológica do planeta, pois estes eventos ocorridos a milhares de anos atrás causaram a extinção de espécies e a modificação do relevo no local do impacto. A estrutura de impacto do Cerro do Jarau (Latitude: 30°11'59" S e Longitude: 56°33'57” O) no município de Quaraí (RS), é uma possível cratera de impacto por um corpo celeste. Geologicamente pertencente à Bacia do Paraná, a estrutura apresenta-se em forma circular com um diâmetro de aproximadamente 14 km, diferenciando-se das feições geomorfológicas da Cuesta do Haedo, onde está inserida. O presente trabalho realizou um levantamento aerofotogramétrico com Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) com o objetivo de elaborar um Modelo Digital de Superfície (MDS) e um ortomosaico de dois transectos, um no sentido norte-sul e outro no sentido leste-oeste, com dimensões de aproximadamente 12 km de comprimento por 150 metros de largura. Através da obtenção do MDS com resolução espacial de 0,25 m/pixel e do ortomosaico com resolução espacial de 0,10 m/pixel foi possível interpretar a geomorfologia/geologia da área de estudo, identificando feições de relevo como morros, morrotes e corpos d’água com padrão radial centrípeto, que distinguem o Cerro do Jarau da paisagem do entorno. A visualização de afloramentos e lineamentos nos ortomosaicos auxiliaram no entendimento da configuração litoestratigráfica, onde as bordas norte e nordeste do núcleo da estrutura de impacto apresentam afloramentos de arenitos da Formação Botucatu (brechas de impacto) e altitudes superiores ao oeste e sul. Isto reforça a hipótese de que através do conjunto de falhas existentes houve o soerguimento do setor norte/nordeste e um rebaixamento ao sul/oeste.Craters originating from meteorite impacts are rare formations present in the earth's relief. The study of these features is of extreme importance for the knowledge of the geological, geomorphological and biological evolution of the planet, because these events occurred thousands of years ago caused the extinction of species and the modification of the relief at the impact place. The impact structure of the Cerro do Jarau (Latitude: 30°11'59" S and Longitude: 56°33'57" W) in the city of Quaraí (RS), is a possible impact crater by a celestial body. Geologically belonging to the Paraná Basin, the structure is circular in shape with a diameter of approximately 14 km, differing from the geomorphological features of the Cuesta do Haedo, where it is inserted. The present work carried out an aerophotogrammetric survey with Unmanned Aerial Vehicle (UAV) with the objective of elaborating a digital elevation model (DEM) and an orthomosaic of two transects, one in the north-south direction and another in the east-west direction, with dimensions approximately 12 km long by 150 meters wide. By obtaining DEM with spatial resolution of 0,25 m/pixel and the orthomosaic with spatial resolution of 0,10 m/pixel, it was possible to interpret the geomorphology/geology of the study area, identifying relief features such as hills, small hills and bodies of water with a radial centripetal pattern, which distinguish the Cerro do Jarau from the surrounding landscape. The visualization of outcrops and lineaments in the orthomosaics helped to understand the lithostratigraphic configuration, where the north and northeast edges of the core of the impact structure present sandstones of Botucatu Formation (impact gaps) and higher altitudes to the west and south. This reinforces the hypothesis that through the set of existing failures there was a rise of the north/northeast sector and a downgrading to the south/west

Desvendando o Pampa Gaúcho: desde os caminhos dos dinossauros até a Cratera de Impacto

A região da fronteira entre Brasil (municípios de Santana do Livramento e Quaraí, no Rio Grande do Sul), Uruguai e Argentina contempla grande geodiversidade. No território brasileiro, é possível visitar importantes geossítios situados no contexto da Bacia do Paraná. A geodiversidade dessa fronteira é pouco divulgada em publicações científicas. Entretanto, a região é retratada em diversas obras literárias que correlacionam as tradições de sua população com os monumentos naturais. Este estudo consiste na divulgação de uma rota geoturística para essa região, considerando os seguintes objetivos: divulgar sua diversidade geológica para o público em geral; e promover o geoturismo e a geoconservação por meio de um roteiro. Este inicia-se no Cerro Palomas (Santana do Livramento), onde os visitantes podem contemplar o relevo da região, composto de morros testemunhos formados por arenitos. A área do entorno desse cerro é formada por rochas sedimentares que contêm pegadas de dinossauros. Quando se parte em direção ao Cerro do Jarau (Quaraí/RS), ao longo do trajeto ocorrem diversos geossítios formados por rochas vulcânicas. Ao fim do roteiro, encontra-se o cerro em si, que é composto de rochas sedimentares e vulcânicas. Sua forma circular, associada a minerais formados em crateras de impacto, demonstra que essa estrutura corresponde a um astroblema. A elaboração e divulgação desse roteiro pode auxiliar nas medidas de implantação e potencialização do geoturismo, além de incentivar a geoconservação, fortalecer a divulgação da geodiversidade e da cultura regional

Desvendando o Pampa Gaúcho: desde os caminhos dos dinossauros até a Cratera de Impacto

The border region between Brazil (municipalities of Santana do Livramento and Quaraí, Rio Grande do Sul), Uruguay, and Argentina encompasses different cultures and great geodiversity. On the Brazilian side, it is possible to visit important geosites that are in the context of Paraná Basin. The divulgation of the geodiversity of this frontier is insufficient through scientific publications. Nevertheless, the rich culture of the region is portrayed in numerous literary works that correlate its traditions with its natural monuments. This study aimed to divulge a geotouristic route for the area, with the following objectives: to display the geological diversity of the region for the general public; and to promote geotourism and geoconservation by presenting a route. The route beings in the Palomas Hill (Santana do Livramento), where visitors can observe the “morros testemunhos” (witness hills) that compose the terrain of the region. At the end of the route is the Jarau Hill, composed of sedimentary and volcanic rocks. Its circular shape, associated with minerals usually found in impact craters, suggests that this structure corresponds to an “astrobleme”, that is, an impact structure created from the fall of a meteor. We expect that the elaboration and divulgation of this geotouristic route will lead to an increase of geotourism in the region, in addition to fostering the geoconservation of geosites and promoting the geodiversity and rich culture of the region. A região da fronteira entre Brasil (municípios de Santana do Livramento e Quaraí, no Rio Grande do Sul), Uruguai e Argentina contempla grande geodiversidade. No território brasileiro, é possível visitar importantes geossítios situados no contexto da Bacia do Paraná. A geodiversidade dessa fronteira é pouco divulgada em publicações científicas. Entretanto, a região é retratada em diversas obras literárias que correlacionam as tradições de sua população com os monumentos naturais. Este estudo consiste na divulgação de uma rota geoturística para essa região, considerando os seguintes objetivos: divulgar sua diversidade geológica para o público em geral; e promover o geoturismo e a geoconservação por meio de um roteiro. Este inicia-se no Cerro Palomas (Santana do Livramento), onde os visitantes podem contemplar o relevo da região, composto de morros testemunhos formados por arenitos. A área do entorno desse cerro é formada por rochas sedimentares que contêm pegadas de dinossauros. Quando se parte em direção ao Cerro do Jarau (Quaraí/RS), ao longo do trajeto ocorrem diversos geossítios formados por rochas vulcânicas. Ao fim do roteiro, encontra-se o cerro em si, que é composto de rochas sedimentares e vulcânicas. Sua forma circular, associada a minerais formados em crateras de impacto, demonstra que essa estrutura corresponde a um astroblema. A elaboração e divulgação desse roteiro pode auxiliar nas medidas de implantação e potencialização do geoturismo, além de incentivar a geoconservação, fortalecer a divulgação da geodiversidade e da cultura regional

Estudos para a criação do geossítio : Cerro do Jarau, Rio Grande do Sul

A valoração científica da geodiversidade e da paisagem é uma prática consolidada, que promove o reconhecimento e a conservação de locais com características de elevada relevância, como acontece no Cerro do Jarau, importante marco histórico e cultural da fronteira oeste do Rio Grande do Sul (RS). A presente pesquisa teve como objetivo contribuir cientificamente para a criação de um geossítio no Cerro do Jarau (Latitude: 30°11'20" S e Longitude: 56°30'00” O), pela valoração dos elementos geológicos, geomorfológicos, históricos e culturais que o caracterizam. O Cerro do Jarau, localizado no município de Quaraí (RS), destaca-se pelo relevo formado por um semicírculo de morros e morrotes que contrastam com o entorno do Planalto da Campanha, caracterizado pela presença de colinas campestres. Estudos na área observaram que a estrutura semicircular do Cerro do Jarau é um astroblema, ou seja, o relevo é resultante do impacto de um corpo celeste com a superfície terrestre. As crateras de impacto são formações raras no relevo terrestre, pois devido à dinâmica da superfície do nosso planeta, essas crateras foram destruídas, em sua maioria. A caracterização da área de estudo contribui para a criação do geossítio do Cerro do Jarau, de forma que foi realizado um inventário detalhado dos elementos da geodiversidade com elevado valor científico existentes no local. Foram identificados áreas e pontos de interesse com valoração científica da geodiversidade, somando-se a borda do núcleo soerguido da cratera de impacto, formado por morros e morrotes em formato semicircular. Além disso, foram sugeridos pontos de visão (mirantes) e trilhas para o geossítio. A valoração científica da paisagem como patrimônio identitário e beleza cênica foi realizada a partir do levantamento dos aspectos histórico-culturais que registraram marcas na paisagem do Cerro do Jarau e da aplicação de um questionário qualitativo aos moradores locais, turistas e agentes do poder público municipal e estadual. Os resultados indicaram que as pessoas são atraídas principalmente pela beleza cênica da paisagem e aportam um sentimento imaterial de pertencimento ao local, sendo o Cerro do Jarau um patrimônio identitário. O mapa temático do geossítio do Cerro do Jarau evidenciou que a área de estudo apresenta elementos da geodiversidade e histórico-culturais que corroboram com a criação do geossítio. A criação do geossítio do Cerro do Jarau possibilitará aos proprietários do local e entorno, moradores da região e agentes públicos um importante instrumento para avaliação de estratégias de turismo e geoconservação para o local, que trará contribuições positivas a todos envolvidos.The scientific value of geodiversity and landscape is a consolidated practice that promotes the recognition and conservation of places with highly relevant characteristics, such as Cerro do Jarau, an important historical and cultural landmark on the western border of Rio Grande do Sul (RS).The objective of the present research was to contribute scientifically to creating a geosite at Cerro do Jarau (Latitude: 30°11'20" S and Longitude: 56°30'00" W) by evaluating the geological, geomorphological, historical, and cultures that characterize this place. The Cerro do Jarau, located in municipality of Quaraí (RS), stands out for the relief made by hills in a semicircular shape that contrasts with the surroundings of the Campanha Plateau, characterized by the presence of countryside hills. Studies in the area have observed that the Cerro do Jarau semicircular structure is an astrobleme, which means that relief is a result of the impact of a celestial body on the earth's surface. Impact craters are rare formations in terrestrial relief, because of the dynamics of our planet's surface, these craters were mostly destroyed. The characterization of the study area contributes to the creation of the Cerro do Jarau geosite, so a detailed inventory of geodiversity elements had performed with the high scientific value found in the place. The areas and points of interest were identified with the scientific value of geodiversity, adding to the edge of the uplifted core of the impact crater, made by hills in a semicircular shape. In addition, some viewpoints and trails has suggested to the geosite. The scientific value of the landscape as identity heritage and scenic beauty had performed based on the survey of the historical-cultural created by the Cerro do Jarau brand landscape and the application of a qualitative questionnaire to native residents, tourists, and public authorities. The results indicated that people are attracted mainly by the scenic beauty of the landscape that provides an immaterial feeling of belonging to the place, being the Cerro do Jarau an identity heritage. The thematic map of the Cerro do Jarau geosite showed that the study area presents geodiversity and historical-cultural elements that confirm the creation of the geosite. The creation of the Cerro do Jarau geosite will provide the local owners and surroundings, native residents, and public authorities an important tool for evaluating tourism and geoconservation strategies for the place, which will bring positive contributions to all of them

Geologic and geophysical characterization of Vargeão Dome impact structure, SC

Orientadores: Alvaro Penteado Crosta, Alfonso SchrankDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de GeocienciasResumo: O Domo de Vargeão (SC), com 12,4km de diâmetro, é uma estrutura de impacto do tipo complexa parcialmente erodida, formada sobre os derrames vulcânicos da Formação Serra Geral, na bacia do Paraná. Em seu interior afloram, de forma anômala, arenitos atribuídos ás formações Botucatu e Pirambóia, normalmente situados a cerca de 1km abaixo da superfície atual. O objetivo principal deste estudo foi a caracterização geológica e geofísica do Domo de Vargeão, em superfície e em subsuperfície, por meio da integração de dados de sensoriamento remoto e geofísicos com informações geológicas em escala regional (1:250.000) e local (1:50.000) A análise dos dados aeromagnetométricos e sísmicos permitiram: (i) classificar o Domo de Vargeão como uma estrutura de expressão crustal rasa, com indicação da existência de uma zona de intensa deformação situada abaixo da mesma; (ii) associar o alto magnético associado com o núcleo da estrutura à ocorrência de brechas de impacto do tipo pseudotaquilíticas; e (iii) associar a zona anelar de baixo magnético, localizada próxima às bordas da estrutura, à ocorrência de blocos da unidade Ácidas Chapecó. A integração dos dados aeromagnetométricos com os de sensoriamento remoto (SRTM, Landsat/ETM+, Terra/ASTER, Radarsat-1) e geológicos revelaram a existência de um complexo sistema de falhas normais associado à borda da estrutura de Vargeão, que causou o basculamento de grandes blocos da unidade Ácidas Chapecó para o interior da estrutura. A análise dos dados geológicos permitiu: (i) a delimitação espacial das ocorrências de zonas de brechas no interior da estrutura e sua caracterização como brechas com material fundido (melt-fragment breccia); (ii) a identificação de feições típicas de metamorfismo de impacto que incluem a ocorrência de shatter cones em arenitos e basaltos e feições planares de deformação (PDFs) em grãos de quartzo; e (iii) a mensuração da direção cristalográfica preferencial dos PDFs segundo os planos (0001), {11¯11} e {11¯12}. Em conclusão, o Domo de Vargeão representa um notável e raro exemplo de estrutura de impacto complexa formada em rochas básicas e ácidas. O grau de exposicão e fácil acesso aos afloramentos rochosos em seu interior tornam esta estrutura um sítio potencial para a realização de estudos de análogos em processos de evolução das superfícies planetárias, que podem contribuir para o entendimento da evolução de corpos planetários sólidos como a Lua, Marte e Vênus, entre outros.Abstract: Domo de Vargeão (SC), with a diameter of 12.4km, is a partially eroded complex impact structure formed on the lava flows of the Serra Geral Formation in the Paraná Basin. The anomalous occurrence of sandstones in its interior is related to the presence of the Botucatu and Pirambóia formations, uplifted from their regular stratigraphic level, sitting at approximately 1 km below the present surface. The objective of this study comprises the geologic and geophysical characterization of the Domo de Vargeão using remote sensing, geophysical and geological data integration, on a regional (1:250.000) and local (1:50.000) scale. Magnetic and seismic data analysis allowed: (i) to interpret it as shallow structure, with a strongly deformed zone underneath; (ii) to associate the magnetic high at the center of the structure to the occurrence of melt-fragment breccia; (iii) to associate the annular magnetic low located near the rim of the structure to the occurrence of large blocks of the Ácidas Chapecó unit. The integration of magnetic and remote sensing data (SRTM, Landsat/ETM+, Terra/ASTER, Radarsat-1) with geologic information unveiled a complex system of normal faults associated with the rim of Domo de Vargeão, responsible for the collapse of the blocks of Ácidas Chapecó towards the interior of the structure. The geologic data allowed: (i) to map the area of occurrence breccias and to characterize them as pseudotachylitic breccias; (ii) to identify and characterize impact features such as shatter cones in basalt and sandstone, and planar deformation features (PDFs) in quartz grains; and (iii) to measure the crystallographic direction of the PDFs along planes (0001), {11¯11} and {11¯12}. In conclusion, Domo de Vargeão constitutes a rare example on Earth of a complex impact structure formed in basic and acidic volcanic rocks. Its good exposure and easy access makes this impact structure potentially important for conducting analogous studies of planetary surfaces, thus helping to understand the evolutionary processes of solid bodies such as the Moon, Mars, Venus, among others.MestradoGeologia e Recursos NaturaisMestre em Geociência

Dating brazilian impact structures using LA-ICP-MS zircon fission track and (U-Th)/He

Orientadores: Alvaro Penteado Crósta, Ana Maria Góes, Natalia HauserTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de GeociênciasResumo: Atualmente são reconhecidas 190 estruturas de impacto meteorítico na superfície terrestre. No Brasil, foram confirmadas até hoje sete estruturas originadas por esse tipo de evento: Araguainha (MT-GO), Vargeão (SC), Vista Alegre (PR), Cerro do Jarau (RS), Serra da Cangalha (TO), Riachão (MA) e Santa Marta (PI). Dentre as estruturas de impacto brasileiras, as de Araguainha e Vargeão são as únicas que apresentam idade estabelecida por métodos isotópicos: 254,7 ± 2,5 Ma (U-Th-Pb em zircão e monazita) e 123,0 ± 1,4 Ma (U-Pb em zircão), respectivamente. As demais têm idades aproximadas, estimadas por correlações estratigráficas. Os métodos isotópicos convencionalmente utilizados para obtenção de tais idades são U-Pb e 40Ar-39Ar, aplicados em rochas fundidas ou minerais neoformados decorrentes do impacto. Contudo, em estruturas de impacto em avançado estágio erosivo há escassez ou ausência destes materiais, o que dificulta a aplicação dos métodos convencionais. Com o objetivo de estimar a idade do impacto das estruturas de Araguainha, Serra da Cangalha e Riachão, neste trabalho propõe-se a aplicação de métodos termocronológicos de baixa temperatura, correspondentes a traços de fissão e (U-Th)/He em zircão. A aplicação de métodos termocronológicos em estruturas de impacto são raros na literatura, e ainda inexistentes no caso de traços de fissão em zircão. Todas as estruturas estudadas são do tipo complexa, foram formadas sobre rochas alvo das bacias sedimentares do Paraná e do Parnaíba ¿ no caso de Araguainha, rochas do embasamento cristalino da bacia afloram no núcleo da estrutura -, apresentam diâmetros que variam de 4 a 40 km e se encontram em diferentes estágios de erosão. Para a estrutura de Araguainha, foi obtida idade ponderada (U-Th)/He de 223 ± 17 Ma, possivelmente relacionada ao evento de impacto. A análise de traços de fissão em cristais de zircão de brechas impacto de Araguainha forneceu as idades centrais de 236 ± 49 Ma e a idade de 231 ± 13 Ma obtidas via distribuição binomial, e que também podem ser relacionadas ao evento de impacto. Nas rochas sedimentares que afloram nas demais zonas morfoestruturais do Domo de Araguainha e uma amostra na área externa ao domínio do impacto, as idades variam entre ~500-600 Ma, majoritariamente no intervalo da orogenia brasiliana (850-490 Ma). Nas estruturas de Serra da Cangalha e Riachão, poucas amostras apresentaram grãos com idades individuais <270 Ma. As idades individuais dos grãos de zircão obtidas via traços de fissão correspondem à idade da rocha de proveniência ou a algum evento térmico na bacia, sem relação com o impacto. A maioria delas situa-se entre ~400 ¿ 600 Ma. A interpretação dos resultados indica que os métodos foram mais promissores, para fins de datação do evento de impacto, quando aplicados em impactitos que ocorrem no núcleo da estrutura de Araguainha. As demais rochas que afloram nas demais estruturas de impacto podem não ter atingido temperaturas suficientes para o annealing total dos traços de fissão espontâneos em grãos de zircão (~200 até 320 ºC). Neste trabalho, além das idades por análise (U-Th)/He e traços de fissão em grãos de zircão, são feitas contribuições sobre questões estratigráficas, caracterização mineral de um impactito de Araguainha e avaliadas as limitações dos métodos termocronológicos para a datação de estruturas de impacto erodidasAbstract: Currently, 190 meteorite impact structures have been identified on Earth. In the Brazilian territory, seven structures of impact origin are known so far: Araguainha (MT-GO), Vargeão (SC), Vista Alegre (PR), Cerro do Jarau (RS), Serra da Cangalha (TO), Riachão (MA), and Santa Marta (PI). Among them, Araguainha and Vargeão are the only ones with ages established by isotopic methods: 254.7 ± 2.5 Ma (U-Th-Pb in zircon and monazite grains) and 123.0 ± 1.4 Ma (U-Pb in zircon grains), respectively. The others have only poorly constrained ages estimated by stratigraphic correlation. U-Pb and 40Ar-39Ar are the isotopic methods conventionally used to date impact melt rocks and neo-formed minerals. However, in deeply eroded impact structures these materials are usually scarce or absent, precluding the application of such geochronological dating methods. In order to estimate the impact age, we applied low temperature thermochronological methods in Araguainha, Serra da Cangalha, and Riachão structures, corresponding to fission track and (U-Th)/He in zircon. Thermochronological methods in impact structures are rare in the literature, and still nonexistent in the case of zircon fission track. All impact structures studied are of complex type, are situated in Paraná and Parnaíba sedimentary basins ¿ in the case of Araguainha, rocks from the crystalline basement occur in the central uplift -, the diameter range from 4 to 40 km and show different degrees of erosion. For Araguainha, a pooled age (U-Th)/He of 223 ± 17 Ma has been obtained likely related to the impact event. The zircon fission track analysis of impact breccias from Araguainha provided central ages of 236 ± 49 Ma and 231 ± 13 Ma, obtained by binomial peak fitting method, and that are also likely related to the impact. Sedimentary rocks that outcrop in the other morphostructural zones of Araguainha and one sample collected outside of Araguainha impact structure, show ages between ~500-600 Ma, mostly related in the Brasilian orogeny (850-490 Ma). Serra da Cangalha and Riachão impact structures have few grains with individual ages < 270 Ma. These zircon fission track ages are the provenance age or related to thermal events in the basin before the impact. The majority are aged between ~400 ¿ 600 Ma. The results indicate that the most promising rocks to apply thermochronological methods are the impactites in the Araguainha central uplift. The other rocks that outcrop in the other impact structures may not have reached temperatures high enough for the total annealing of the spontaneous fission track in zircon grains (~200 to 320 ºC). In this work, besides the ages obtained by (U-Th)/He and zircon fission track for the Brazilian impact structures, contributions are made on stratigraphic issues, mineral characterization of an Araguainha impactite, and the assessment of the limitations of thermochronological methods for dating eroded impact structuresDoutoradoGeologia e Recursos NaturaisDoutora em Geociências2011/22.864-1FAPES