Inventorying geological heritage in vast territories: first proposal for Paraná State, Brazil

Brazil has an area of 8,514,876 square kilometres, occupying almost half (47%) of the area of South America. This territory shows an exceptional geodiversity resulting from a great variety of geological materials, geoforms and processes. The concept of geoconservation in Brazil is relatively new, what makes incentives and investments in research in this area necessary. However, the vast dimension of Brazilian territory makes the task of studying and implementing strategies to ensure the conservation of the national geological heritage rather difficult. Therefore, the best way to initiate the studies of the Brazilian geoheritage would be by starting from the 26 Federated States, which are political and administrative subdivisions of Brazil. The ideal strategy would be to direct the efforts, firstly to the definition of geological frameworks and their more representative geosites for each State and lately, carry out the correlation with the categories at national level. This approach is being conducted in many European countries following the recommendations of ProGEO (www.progeo.se). Based on this proposition, a proposal to make a systematic inventory of the geological heritage of Paraná State is being developed, in order to establish a scientific basis which will allow the study and protection of geosites at the state, country and international levels. This work is based on a consensus of ideas with the support of the geoscientific community in Paraná. Paraná State is located in the South of Brazil and has an area of 199,314,850 square kilometres. The geological history of the territory of Paraná State started more than 2,8 million years ago, although discontinuous. The geosites inventory is based on the establishment of criteria to select the frameworks and the geosites which represent these frameworks. For a particular item of a geological process or product to be selected as a framework in the context of the Paraná State, it must be representative and there must be a certain degree of scientific knowledge about it. Following the same reasoning that each geosite will materialize a certain framework, it must be representative in the framework and have integrity. Geosites may also present other less important features, not presenting selective capacity, such as: rarity, diversity of elements of geological interest and association with other elements (ecological, cultural, archaeological, etc). In a preliminary geological assessment of the Paraná State the following frameworks can be highlighted: Archean, Paleoproterozoic and Neoproterozoic in the Paraná: metamorphism and tectonics; Serra do Mar; Volcanic sedimentary and sedimentary restricted basins; Tectonic structure of Ponta Grossa Arc; Devonian-Permian in the Paraná basin; Paleozoic Fossils; Carboniferous?Lower Permian in the Paraná basin; Jurassic-Cretaceous of Paraná basin; Guarany Aquifer; and Middle-Upper Cretaceous of the Paraná basin

ANÁLISE ESTATÍSTICA DE DADOS HIDROGEOLÓGICOS DE POÇOS TUBULARES PROFUNDOS DO MUNICÍPIO DE CURITIBA-PARANÁ

A área abrange o município de Curitiba, Paraná, posicionado sobre rochas da Formação Guabirotuba, que por sua vez está sotoposta ao Complexo Atuba, formado por granitóides deformados, gnaisses e anfibolitos, afetados por fraturas que permitem a circulação de água subterrânea e se constitui em um aqüífero fraturado. O objetivo da pesquisa é reconhecer e comparar dados hidrogeológicos relativos ao aqüífero por análise estatística convencional, visando identificar a distribuição geográfica e as características dos poços tubulares profundos. Foram complementados e atualizados bancos de dados hidrogeológicos previamente existentes, reunindo-se informações de 1.297 poços perfurados entre os anos de 1950 a 2001. Grande parte das sondagens foi georefenciada em campo. A análise estatística resultou na familiarização dos dados e a detecção dos padrões de irregularidades existentes, além da determinação de tendências e agrupamentos. Constatou-se que nos últimos 10 anos houve acréscimo na realização de novas sondagens, caracterizando aumento da demanda pela utilização de água subterrânea para os diversos usos. No centro e nos bairros circunvizinhos ocorre utilização mais pronunciada da água subterrânea, seguida pelos bairros industriais e aqueles com concentração de serviços. A profundidade média dos poços tubulares é de 112 m, podendo chegar até a 390 m. As variáveis “profundidade” e “entrada d’água” são correlacionadas até os 220 m de profundidade, que se constitui a profundidade máxima verificada. O horizonte no qual a água subterrânea circula não se limita a apenas um único nível, devido às estruturas geradas pela tectônica rúptil. Embora a média geral da “vazão” seja de 3,6 m 3 /h, ocorrem casos de até 44 m 3 /h. Os valores extremos de vazão situam-se em locais onde as sondagens chegaram a estruturas, ou intersecção de estruturas, francamente favoráveis à circulação da água subterrânea. Também foi caracterizada a presença de heterogeneidade nas variá-veis hidrogeológicas locais. Os resultados obtidos permitem que, em análise futura, os dados sejam homogeneizados com maior facilidade através de análise estrutural e geoestatística das variáveis do aqüífero fissural. O trabalho permite a espacialização dos dados hidrogeológicos de acordo com o uso do solo e a subdivisão político-administrativa do município. STATISTICAL ANALYSIS OF HYDROGEOLOGICAL DATA OF TUBULAR WELLS CURITIBA’S MUNICIPALITY-PARANÁ Extended Abstract The studied area is made up solely of the municipality district of Curitiba (PR), which is almost totally positioned on the rocks of the Guaratuba Formation, in Curitiba Basin. It is placed beneath the Atuba Complex, formed by deformed granithoids, gneiss and amphibolites, affected by an intricate net of generally open fractures that give away an effective circulation of groundwater. The main objective of this research is to identify and to compare the hydrogeological data referring to the fractured aquifer of Atuba Complex, through a conventional statistical analysis. The use of the statistics sought to identify the geographic distribution and characteristics of the variables relative to the deep tubular wells of the studied area (figures 1). In the research, hydrogeological databases, examined previously by Salamuni (1981), Nogueira Filho (1997) and Salamuni (1998), were complemented, updated and reorganized. Therefore, information from 1297 tubular wells was gathered, with bore holes comprising the period from 1950 to 2001 (figure 4). Most of the bore holes were georeferenced in the field, with the aid of a GPS. Through the statistical analysis, the familiarization of the data occurred and irregularity patterns were able to be detected. Moreover, through the identification of the structure of the original data, the presence of tendencies and groupings were also detected (figures 5 and 6). It was verified that, in the last 10 years, there was a vertiginous growth in the demand for new bore holes (figure 12 and 13), demonstrating a sharp demand for the use of groundwater as a supply in the provisioning of the city of Curitiba. The main use of the groundwater occurs in the city center and surrounding neighborhoods, followed by the industrial neighborhoods where there is a notable concentration of services (figure 6). The medium depth of the tubular wells in the municipal is of 112 m, and in extreme cases it reaches 390 m (figures 10 and 11). The variable “depth” and “entrance of water” are positively correlated until 220 m, starting from the surface of the land (figures 17 until 21). Below this horizon there is no information that permits speculation. The horizon in which the groundwater circulates is not only limited to a single level, as a function of the response to a structural conditioning generated by a tectonic ruptile. Although the general average of the variable drainage is of 3.6 m 3 /h, exceptional cases are verified of up to 44 m 3 /h (figures 7 until 9). This heterogeneity of the data shows that the variability of the phenomenon in the area is quite big. The extreme drainage values represent the places where the surveys reached structural alignments or where favorable structures intersected the circulation of groundwater. Through the statistical analysis of the data, the presence of a heterogeneous space pattern was confirmed in the hydrogeological variables of the area. That is a first step in the treatment of this information, which will, in the future, allow the data to be homogenized more easily through a structural and geostatistical analysis of the fractured aquifer variables. The study presents a good dimension of the spacialization of the hydrogological data according to the use of the soil and the political-administrative subdivision of the municipal district

CONTRIBUIÇÃO À GESTÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO ITAQUI-CAMPO LARGO/PR PELA CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA

CONTRIBUIÇÃO À GESTÃO DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO ITAQUI- CAMPO LARGO/PR PELA CARACTERIZAÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA Narali Marques da Silva André V. l.Bittencourt Eduardo Salamuni RESUMO O interesse em realizar um estudo geológico ambiental é justificado pela importância que a mesma representa para o abastecimento público, para o uso e a ocupação pela comunidade local. A área de estudo corresponde ao terço superior da bacia do rio Itaqui incluindo o afluente São Caetano e compreende uma área de 57,47 km². O rio Itaqui é afluente da margem direita do rio Iguaçu, situa-se entre a localidade de Bateias em Campo Largo e o município de Balsa Nova inseridos na região metropolitana de Curitiba. Esta área situa-se no Primeiro Planalto do Escudo Paranaense, correspondendo às rochas mais antigas do Estado. Ocorrem nos domínios do Complexo Atuba e do Grupo Açungui. Sobre essas unidades ocorrem sedimentos da Formação Guabirotuba e aluviões recentes. Dentro da área de estudo o embasamento é composto por grande variedade litotípica caracterizadas pela presença de migmatitos, quartzitos, quartzo-xistos, mica-xisto, anfibolitos e gnaisses-granitos. O grupo Açungui é representado pela Formação Capirú composta pelos mármores dolomíticos, sericita-filitos, mica-quartzito e filitos cauliníticos brancos. Diques de diabásio dispõem-se direcionados para NW/SE. A Formação Guabirotuba é constituída por argilitos, areias arcoseanas e sedimentos rudáceos. O grupo Açungui situa-se na porção oeste da bacia do rio Itaqui separada por falhas e discordância com os sedimentos da Formação Guabirotuba. Foram coletadas amostras em 4 pontos selecionados de acordo com a litologia da área (P2, P5, P9 e P11) ao longo de um ano, observando-se as mudanças sazonais. Através das análises físico-químicas pode-se identificar 2 tipos de águas superficiais distintas. A água do rio Itaqui e a água do Afluente São Caetano. Através da interpretação dos Diagramas e da caracterização geoquímica, a água do rio Itaqui é classificada como bicarbonatada cálcio-magnesiana e a água do afluente São Caetano é bicarbonatada sódica potássica e menos magnesiana. A predominância dos íons HCO3-, Mg-2 e Ca+2 marca o controle do quimismo das águas pela mineralogia do substrato litológico. A identificação da influência das unidades carbonáticas do Grupo Açungui nas águas superficiais, foi procedida por comparação com análises físico-químicas de amostras coletadas em poços tubulares profundos situados na área da bacia. Foi constatado que existe correlação entre essas águas, apenas variando a concentração dos íons por diluição pelas águas pluviais. A variação sazonal dos elementos ocorreu em períodos de maior precipitação (11/03 e 03/04 ) e a concentração dos íons nas águas superficiais aumentou em direção ao ponto 9 (P9) na captação da SANEPAR. O uso agrícola e a ocupação desordenada das áreas de inundação do rio são responsáveis pelo alto índice de Cl-, NO3- bem como coliformes fecais e totais. Os trechos considerados mais críticos correspondem aos pontos P5, P9 e P11. De acordo com os valores preconizados pela Resolução CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) nº 357/2005 o rio Itaqui enquadra-se na classe IV. Os parâmetros que enquadram o rio na classe III durante todo o período amostrado foram o Ferro e a concentração de coliformes totais (tabela 09). Palavras-chave: Itaqui, Campo Largo, qualidade da águ

ANÁLISE MORFOESTRUTURAL DA BACIA DO RIBEIRÃO ÁGUA DAS ANTAS – PR

A bacia hidrográfica do ribeirão Água das Antas localiza-se no centro norte do estado do Paraná, tendo seu maior domínio do município de Grandes Rios, na transição do Segundo para o Terceiro Planalto Paranaense. Está modelada sobre as litoestruturas das Formações Rio do Rasto, Pirambóia, Botucatu e Serra Geral da Bacia Sedimentar do Paraná. No presente artigo são identificadas e interpretadas as anomalias de drenagem na referida bacia, a partir da aplicação de índices morfométricos e de técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento para a confecção de anomalias da área de estudo. As anomalias de drenagem correspondem a anormalidades ou irregularidades decorrentes principalmente de processos morfoestruturais e morfotectônicos. Os índices morfométricos utilizados, como fator de assimetria da bacia, fator de simetria topográfico transversal e relação declividade-extensão, apresentaram dados satisfatórios, com a identificação de alto índice de assimetrias na bacia. Por meio da fotointerpretação foram identificados curvaturas anômalas, segmentos retilíneos, erosões ativas, zona de abandono de drenagem, drenagens radiais e sub-radiais e tendência de migração do canal, as quais são consideradas anomalias. Devido à forte assimetria do canal, a bacia do ribeirão Água das Antas foi analisada à luz de zonas morfoestruturais, geradas pelo desnivelamento de blocos de falhas, sendo possível verificar a atuação da tectônica recente que afetou a rede de drenagem

QUANTIFICAÇÃO DA DEFORMAÇÃO EM MIGMATITOS METATEXITOS ESTROMÁTICOS E ROCHAS ASSOCIADAS DO COMPLEXO ATUBA, PORÇÃO LESTE DO ESTADO DO PARANÁ: Quantification of deformation in stromatic metathexite migmatites and associated rocks of the Atuba Complex, Eastern Paraná State

The Atuba Complex emerges in the eastern portion of the State of Paraná, along an NE-SW elongated swath and comprises the southern part of the Ribeira Belt. This work has as main objective to define the tectonic and deformational regimes of the Atuba Complex. The research was developed through field research, petrography and quantitative structural analysis and complements several tectonic studies already performed. Stromatic metathexite migmatites have medium to high metamorphic grade and are composed of tonalitic residual neosomes interspersed with granitic or tonalitic-granodioritic leukosomes and mafic melanosomes. They can often be classified as belonging to the series of milonites. Amphibolites, schists, granulitic gneisses, schollen diatexites, quartzites and granitoids are also observed. Two foliation planes, both generated by ductile shear, were identified: the first is characterized by Sn-1 foliation associated with thrusting tectonics (Dn-1) and the second by Sn foliation produced by sinistral transpressive tectonics (Dn). The results confirm that the last phase was accommodated by the deformation partition. The quantification of deformation was developed using the Fry, Polar and Rf/φ method, based on analysis of quartz and feldspar crystals on 26 thin section. Samples revealed similar strain ratios for all methods used in the XZ and YZ planes. The ellipsoids are oblate in shape and correspond to the apparent flattening field. Keywords: Structural analysis. Migmatites. Transpression.RESUMO – O Complexo Atuba aflora na porção leste do Estado do Paraná, segundo uma faixa alongada de direção NE-SW e compreende a parte sul do Cinturão Ribeira. Este trabalho tem como objetivo principal elucidar os processos deformacionais do Complexo Atuba. A investigação foi desenvolvida por meio de investigação de campo, petrografia e análise estrutural quantitativa e, complementa vários estudos tectônicos já realizados anteriormente. Os migmatitos metatexitos estromáticos possuem médio a alto grau metamórfico e são compostos por neossomas residuais tonalíticos intercalados com leucossomas graníticos ou granodioríticos-tonalíticos e melanossomas máficos. Muitas vezes podem ser classificados como pertencentes à série dos milonitos. Observam-se também anfibolitos, xistos, gnaisses granulíticos, diatexitos schollen, quartzitos e granitoides. Dois planos de foliação, ambos gerados por cisalhamento dúctil, foram identificados: o primeiro é caracterizado pela foliação Sn-1 associada à tectônica de cavalgamento (Dn-1) e o segundo pela foliação Sn produzido por tectônica transpressiva sinistral (Dn). Os resultados confirmam que a última fase foi acomodada pela partição da deformação. A quantificação da deformação foi desenvolvida por intermédio dos métodos de Fry, Polar e Rf/φ, com base na análise de cristais de quartzo e feldspatos em 26 lâminas delgadas. As amostras revelaram razões de deformação similares para todos os métodos utilizados nos planos XZ e YZ. Os elipsoides possuem forma oblata e correspondem ao campo do achatamento aparente. Palavras-chave: análise estrutural, migmatitos, transpressão

ANÁLISE ESTRUTURAL RÚPTIL NA ZONA DE INFLUÊNCIA DO ARCO DE PONTA GROSSA: ESTUDO DE CASO NA ÁREA DA UHE-MAUÁ-PR

The research was carried out in the surroundings the Mauá Hydroelectric Power Plant (UHE-Mauá), located on the Tibagi River, northwest of the Telêmaco Borba municipality, central region of the Paraná State. The power plant’s site is underlain by a diabase sill of the Serra Geral Formation, intruded on Paleozoic sedimentary rocks of the Paraná Basin. At the site, structural control occurs due to the intersection of regional structures, such as the Ponta Grossa Arc, located between the São Jerônimo-Curiúva Fault Zones and the Jacutinga Fault Zone. Results from the mesoscale structural analysis allowed the recognition of faults having a dominant N50-60E orientation. In photo interpretation, however, the most striking lineaments have N40-50W azimuth direction.The mapped discontinuities are characterized, mainly by joints, faults and cataclastic fault zones associated with a strike-slip tectonic regime, sometimes transtensive causing negative flower structures and oblique faults, identified in Paleozoic sediments and basic rocks. This work points to the existence of at least two post-Cretaceous deformation pulses, which deformed the diabase sill and the set of sedimentary rocks, altering the rheological behavior of the rock and the final geometric arrangement of the large weakness planes. The first deformation pulse is related to paleostress field ranging between NNE-SSW and NNW-SSE, whilst the second deformation pulse is coherent to a paleostress field varying between WNW-ESSE and ENE-WSW.A pesquisa foi realizada no entorno da Usina Hidrelétrica de Mauá (UHE-Mauá), localizada no rio Tibagi, a noroeste do município de Telêmaco Borba divisa com Ortigueira, região central do Estado do Paraná. O local em que a usina está implantada é formado por soleira de diabásio aflorante, pertencente à Formação Serra Geral, intrudida em rochas sedimentares paleozoicas da Bacia do Paraná. No local o controle estrutural se dá em função da intersecção de estruturas regionais como o Arco de Ponta Grossa, localizado entre as Zonas de Falha São Jerônimo-Curiúva e a Zona de Falha Jacutinga. A análise estrutural possibilitou o reconhecimento de falhas, com predomínio de azimute N50-60E em mesoescala. Em fotointerpretação, no entanto, os lineamentos mais marcantes possuem azimute N40-50W. As descontinuidades mapeadas são caracterizadas, principalmente por juntas, falhas e zonas de falhas cataclásticas associadas a regime tectônico transcorrente, por vezes transtensivo com formação de estrutura em flor negativa e falhas oblíquas, identificadas nos sedimentos paleozoicos e nas rochas básicas. Este trabalho aponta a existência de pelo menos dois pulsos de deformação pós-cretácicos, que deformaram a soleira de diabásio e o conjunto de rochas sedimentares encaixantes, alterando o comportamento reológico da rocha e a disposição geométrica final dos grandes planos de fraquezas. O primeiro está ligado a um campo de paleotensão variável entre NNE-SSW e NNW-SSE e o segundo a um campo de paleotensão variável entre WNW-ESSE e ENE-WS

Aeromagnetometry and aerogammaspectrometry of Atuba Complex and surroundings, eastern Paraná State, Brazil

The rocks of the Atuba Complex outcrop in the eastern portion of the Paraná state, comprising the southern region of the Ribeira Belt. They are present to the north of the Luís Alves Terrain and within the Curitiba Terrain. The objective of the research is to define the geological units and the structural framework of the work area, together with the mapping of faults, fractures and dikes. This research was developed using airborne magnetic field and gamma-ray spectrometry data. The magnetic field data allowed interpreting regional lineaments and establishing its structural framework, but it was unable to separate the Atuba Complex from the Açungui Group. Large shear zones defined by the Lancinha-Cubatão Shear Zone and Curitiba Shear Zone are undercover and masked by the mesozoic basic dikes. NE-SW oriented lineaments are scarce and correspond to faults and fractures observed mainly in the Atuba Complex and Curitiba Sedimentary Basin domain. NW-SE orientation appear in large proportion and are related to faults and dikes. The gamma-ray spectrometry method allowed to observe the dispersion of the elements K, Th and U, characterizing the lithological units and detecting the presence of igneous intrusions. According to this method it was possible to identify four different domains, formed by the Atuba Complex, Capiru Formation, Guabirotuba Formation and neoproterozoic granites.As rochas do Complexo Atuba afloram na porção leste do Estado do Paraná e compreendem a região sul do Cinturão Ribeira. Situam-se a norte do Terreno Luís Alves e estão enquadradas no Terreno Curitiba. O objetivo desta pesquisa foi definir as unidades geológicas e o arcabouço estrutural da área de trabalho, junto ao mapeamento de falhas, fraturas e diques. A pesquisa foi desenvolvida por meio de aeromagnetometria e aerogamaespectrometria. A primeira permitiu interpretar os traçados de lineamentos e estabelecer o arcabouço estrutural da área de estudo, porém não conseguiu separar de forma definida o Complexo Atuba do Grupo Açungui. As grandes zonas de cisalhamento definidas pela Zona de Cisalhamento (ZC) Lancinha-Cubatão e ZC Curitiba estão encobertas e mascaradas pelos diques básicos mesozoicos. Os lineamentos com direção NE-SW são escassos e correspondem às falhas e às fraturas observadas principalmente no domínio do Complexo Atuba e da Bacia Sedimentar de Curitiba. As orientações NW-SE aparecem em grande proporção e estão relacionadas às falhas e aos diques. O método gamaespectrométrico possibilitou observar  dispersão dos elementos K, Th e U, caracterizando as unidades litológicas e detectando a presença de intrusões ígneas. De acordo com esse método, foi possível identificar quatro domínios diferentes, formados pelo Complexo Atuba, pela Formação Capiru, pela Formação Guabirotuba e por granitos neoproterozoicos