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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.44.2020.tde-01102020-101004
Document
Author
Full name
André Gianotti Stern
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Almeida, Renato Paes de (President)
Assine, Mario Luis
Góes, Ana Maria
Lavina, Ernesto Luiz Correa
Mendes, Vinícius Ribau
Negrão, André Pires
Title in Portuguese
Caracterização de depósitos fluviais de grandes e pequenos rios no Quaternário da Amazônia: Terraços de terra firme no Médio Rio Solimões, Amazonas (AM) e a formação Boa Vista, Roraima (RR)
Keywords in Portuguese
Canais fluviais
Quaternário e fácies
Rio Amazonas
Rio Branco
Rio Içá
Rio Solimões
Rio Tacutu
Sedimentologia
Abstract in Portuguese
Grandes rios têm um papel importante no transporte de sedimentos continentais para bacias oceânicas e são considerados grandes modeladores do relevo da Terra. Trata-se de sistemas hidrológicos com bacias de expressão regional, longos canais principais e enorme descarga de água e sedimentos. Também têm grandes implicações na biota, atuando como barreiras biogeográficas durante a evolução da biodiversidade através do Neógeno. Modelos conceituais hidrogeológicos que procuram reconstituir o ambiente de formação desses grandes rios e reconhecê-los no registro geológico têm grande influência na formulação de hipóteses e na interpretação de dados sobre biologia evolutiva, paleontologia, paleooceanografia e paleoclima, em escalas regional e continental. Sistemas fluviais do tipo anabranching são predominantes entre os 40 maiores rios da Terra, mas a escassez de estudos em sistemas ativos e de depósitos quaternários correspondentes prejudica o estabelecimento de critérios distintivos e considerações sobre preservação seletiva de fácies e elementos arquiteturais. Um amplo sistema de terraços, antes mapeado como Formação Içá, registra a deposição de sistemas de tipo anabranching durante o Pleistoceno tardio na Amazônia Central. Esse sistema pode ser relacionado aos sistemas fluviais de rios ativos da Amazônia Central e é um alvo ideal para estudos de arquitetura sedimentar fluvial preservada em sistemas anabranching e de grande porte. A integração entre levantamentos sedimentológicos com estudos de morfologia de estruturas preservadas em planta, análises de proveniência, granulometria e datação por OSL permite relacionar as feições observadas em afloramentos à preservação de elementos dos sistemas de ativos e ampliar o conhecimento sobre os depósitos de rios anabranching de grande porte. A tese apresenta estudo de depósitos fluviais pleistocênicos na Amazônia Central e em exposições de depósitos de idade similar em sistemas eólicos-fluviais característicos pertencentes à Formação Boa Vista, no norte do estado de Roraima. Está ordenada em três artigos em preparação. O primeiro aborda a estratigrafia, paleocorrentes, paleodescargas e a evolução paleogeográfica dos sistemas de terraços de Terra Firme pleistocênicos da Amazônia Central. O segundo, a sedimentologia e a arquitetura deposicional de exposições na mesma região. O terceiro, as exposições de sedimentos pleistocênicos da Formação Boa Vista. Os estudos em escala regional resultaram no reconhecimento de três estágios principais de desenvolvimento de terraços, com relações de corte indicando eventos de queda do nível de base. Eventos de queda no nível de base devido ao reajuste do perfil do rio a montante para o nível do mar, ao aumento da descarga do rio principal ou ao efeito combinado de ambos os processos resultaram em erosão de vales em sedimentos antigos, causando a incisão de tributários e a expansão da Floresta de Terra Firme a partir de áreas de topografias mais altas, onde a biota já estava isolada em interflúvios separados pelos mesmos rios. Com relação à Formação Boa Vista, nossos dados revelam um cenário paleogeográfico completamente distinto, ainda que com idades de deposição semelhantes. Os lateritas que compõem a Formação Boa Vista inferior (FBVI) resultam do intemperismo in situ de rochas pré-cambrianas e mesozoicas afetadas por condições climáticas úmidas e quentes. A Formação contém também depósitos quartzosos de granulação fina e arenitos de quartzo subordinados, formados por fluxo de gravitacional, retrabalhados por inundações e com depósitos eólicos intercalados. Há depósitos de pequenos canais fluviais na base da unidade e associados a uma superfície de erosão, correspondendo à instalação de uma rede de drenagem após um período de erosão. As paleocorrentes nos depósitos de canal mostram uma direção de fluxo norte-nordeste, indicando que essa rede fazia parte do sistema de drenagem ProtoBerbice. Os depósitos eólicos correspondem ao retrabalhamento de sedimentos da Formação Boa Vista e mostram uma assinatura granulométrica distinta, permitindo diferenciá-los. A datação OSL da unidade superior da Formação Boa Vista situa a deposição dessa unidade no Pleistoceno-Holoceno Superior, e os depósitos eólicos como as dunas de Mucajaí estão correlacionadas a outros depósitos eólicos localizados em outras partes da Amazônia, indicando a correlação das condições climáticas mais secas durante o LGM. Marca também a idade da captura e a consequente morte do rio Proto-Berbice pelo Médio-Baixo Rio Branco, mas esse evento pode não de ter tido grande efeito na deposição da Formação Boa Vista, com a deposição eólica e não eólica continuando após a captura.
Title in English
Characterization of fluvial deposits of large and small rivers in the Quaternary of the Amazon: Terra Firme Terraces in the Middle Rio Solimões, Amazonas (AM) and the Boa Vista Formation, Roraima (RR)
Keywords in English
Amazonas River
Branco River
Içá River
Quaternary and facies
River channels
Sedimentology
Solimões River
Tacutu River
Abstract in English
Large rivers play an important role in transporting continental sediments into ocean basins, and are considered to be a major landform shapers. They represent large hydrological systems with regional expression basins, long main channels and large discharge of water and sediment. They also have major implications for biota, acting as biogeographic barriers during the evolution of biodiversity through the Neogene. Hydrogeological conceptual models that try to rebuild the environmental formation of these large rivers and the recognition in the rock records have great influence on the hypotheses formulation and biology, paleontology, paleooceanography and paleoclimate evolutionary interpretations at regional and continental scale. Anabranching river systems are dominant among the 40 largest rivers on Earth, even though the scarcity of studies in active systems and in related quaternary deposits hampers the establishment of diagnostic criteria and the understanding of preservational biases of facies and architectural elements. A wide system of terraces, formerly mapped as Içá formation, record deposition of anabranching systems during the Late Pleistocene in Central Amazonia. That system is related to the active rivers in the region, being an ideal target for studies of the preserved depositional architecture of large anabranching rivers. The integration of sedimentological surveys to studies of plan view preserved bar morphology, provenance analyzes, particle size analysis, OSL dating and facies analysis and sedimentary architecture, allow relate these features observed in outcrops to the active drainage systems in the region and increase the knowledge and information for the modeling. The integration of sedimentological surveys with studies of plant preserved structure morphology, provenance, granulometry and OSL dating allows to relate the features observed in outcrops to the preservation elements of active system and to increase the knowledge about large anabranching river deposits. The thesis presents a study of Pleistocene fluvial deposits from the central Amazon and in eolian-fluvial systems deposits of similar age in the Boa Vista Formation, in the northernmost state of Roraima. It is organized into three papers, two still in preparation. The first is about the stratigraphy, paleocurrents, paleodesigns and paleogeographic evolution of the central Amazonian Pleistocene Terra Firme terrace systems. The second is about the sedimentology and depositional architecture of outcrops in the same region. The third is related to the Pleistocene sedimentary Boa Vista Formation. Regional scale studies have resulted in the recognition of three main stages of terrace development, with cutoff ratios indicating base level drop events. Baseline drop events due to readjustment of the upstream river profile to sea level, an increase in main river discharge or the combined effect of both processes resulted in erosion of valleys in old sediments, causing tributary incision and the expansion of the Terra Firme Forest, from higher topography areas, where the biota was already isolated in interfluvial areas separated by the same rivers. Regarding the Boa Vista Formation, our data reveal a completely different paleogeographic scenario, although with similar deposition ages. The laterites that make up the Boa Vista inferior Formation (FBVI) are the result of the in situ weathering of Precambrian and Mesozoic rocks affected by humid and hot climatic conditions. The formation also contains fine-grained quartz deposits and subordinate quartz sandstones, formed by flood-reworked gravitational flow and with intercalated aeolian deposits. There are deposits of small river channels at the base of the unit and associated with an erosion surface, corresponding to the installation of a drainage network after a period of erosion. The paleocurrents in the canal deposits show a north-northeast flow direction, indicating that this network was part of the Proto-Berbice drainage system. The aeolian deposits correspond to the rework of sediments of the Boa Vista Formation and show a distinct particle size signature, allowing differentiation of these deposits. The OSL dating of the Boa Vista Formation upper unit places the deposit of this unit in the Upper Pleistocene-Upper Holocene and aeolian deposits, such as the Mucajaí dunes, are correlated with other aeolian deposits located in other parts of the Amazon, indicating the correlation of climatic conditions, drier during LGM. It also marks the age of capture and consequent death of the Proto-Berbice River by the Lower Middle Branco River, but this event did not have much effect on the deposition of the Boa Vista Formation, with aeolian and non- aeolian deposition continuing after capture
 
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Publishing Date
2020-10-02
 
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