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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO CARACTERIZAÇÃO SONOGRÁFICA E SISMOESTRATIGRÁFICA DE ALTA RESOLUÇÃO DO ESTUÁRIO DO RIO POTENGI, NATAL - RN Autor: GUSTAVO RODRIGUES DA ROCHA Orientadora: Prof. Dra Helenice Vital DG/PPGG/UFRN Dissertação n°114 /PPGG Natal, agosto de 2012.

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E

GEOFÍSICA

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

CARACTERIZAÇÃO SONOGRÁFICA E SISMOESTRATIGRÁFICA DE

ALTA RESOLUÇÃO DO ESTUÁRIO DO RIO POTENGI, NATAL - RN

Autor:

GUSTAVO RODRIGUES DA ROCHA

Orientadora:

Prof. Dra Helenice Vital

DG/PPGG/UFRN

Dissertação n°114 /PPGG

Natal, agosto de 2012.

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E

GEOFÍSICA

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

CARACTERIZAÇÃO SONOGRÁFICA E SISMOESTRATIGRÁFICA DE

ALTA RESOLUÇÃO DO ESTUÁRIO DO RIO POTENGI, NATAL - RN

Autor:

GUSTAVO RODRIGUES DA ROCHA

Dissertação de mestrado apresentada em

10 de agosto de dois mil e doze, ao

Programa de Pós-Graduação em

Geodinâmica e Geofísica – PPGG, da

Universidade Federal do Rio Grande do

Norte - UFRN como requisito à obtenção

do Título de Mestre em Geodinâmica e

Geofísica, com área de concentração em

Geodinâmica.

Comissão Examinadora:

Prof. Dr. Helenice Vital (DG/PPGG/UFRN - Orientadora)

Prof. Dr. Luiz Antônio Pereira de Souza (IPT)

Prof. Dr. Francisco Hilário Rego Bezerra (DG/PPGG/UFRN)

Natal, agosto de 2012.

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E

GEOFÍSICA

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Dissertação de Mestrado desenvolvida no âmbito do Programa de Pós-

Graduação em Geodinâmica e Geofísica da Universidade Federal do Rio Grande do

Norte (PPGG/UFRN), tendo sido subsidiada pelos seguintes agentes financiadores:

PQ- CNPq no, 303481/09-9 – Projeto de Caracterização Geológica e Geofísica

de Áreas Submersas do estado do Rio Grande do Norte; Estudo de Geologia e Geofísica Marinha no Sistema Potengi (Companhia Docas

do Rio Grande do Norte - CODERN

REDE RECIFES – Mapeamento e Caracterização de recifes da Plataforma

Continental Jurídica Brasileira CAPES/CGPE/CII/Ciências do Mar.

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SUMÁRIO

Lista de figuras ................................................................................................ I

Lista de tabelas ............................................................................................... IV

Agradecimentos .............................................................................................. V

Resumo............................................................................................................ VI

Abstract ........................................................................................................... VI

CAPÍTULO 1 – APRESENTAÇÃO, LOCALIZAÇÃO & OBJETIVOS................ 12

1.1. APRESENTAÇÃO .................................................................................. 12

1.2. OBJETIVOS ........................................................................................... 12

1.3. LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ............................................... 12

CAPÍTULO 2 – CONTEXTO GEOLÓGICO...................................................... 14

CAPÍTULO 3 - CARACTERIZAÇÃO SONOGRÁFICA DAS FORMAS DE

LEITO DO SISTEMA ESTUARINO DO RIO POTENGI, NATAL (BRASIL)...... 19

RESUMO E ABSTRACT ............................................................................... 19

INTRODUÇÃO .............................................................................................. 19

MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................ 20

ANÁLISE DO SISTEMA ESTUARINO .......................................................... 24

ASPECTOS FISIOGRÁFICOS .............................................................. 24

FÁCIES E APORTE SEDIMENTAR ...................................................... 25

ELEMENTOS ARQUITETURAIS E TECTÔNICA.................................. 26

RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................. 27

MAPEAMENTO BATIMÉTRICO ........................................................... 27

MAPEAMENTO DAS FORMAS DE LEITO E DOS AFLORAMENTOS

ROCHOSOS DO SISTEMA ESTUARINO POTENGI ............................ 31

Identificação das formas de leito no estuário do rio Potengi ................... 33

Campo de Dunas Subaquosas ............................................................ 34

Dunas de Crista Reta (2D), de Crista Sinuosa (3D) e Bidirecionais ........ 35

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Afloramentos Rochosos........................................................................ 36

CONCLUSÕES .............................................................................................. 39

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA..................................................................... 40

CAPÍTULO 4 - CARACTERIZAÇÃO SISMO-ESTRATIGRÁFICA DO SISTEMA

ESTUARINO DO RIO POTENGI, NATAL (BRASIL). ........................................ 43

RESUMO E ABSTRACT ................................................................................ 43

INTRODUÇÃO ............................................................................................... 44

MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................. 44

ANÁLISE DO SISTEMA ESTUARINO ........................................................... 46

ARCABOUÇO TECTÔNICO.................................................................... 46

DISCUSSÕES E CONCLUSÕES.................................................................... 47

IDENTIFICAÇÃO DOS ECOCARÁTERS ............................................... 47

MAPEAMENTO EM SUBSUPERFÍCIE DO PACOTE SEDIMENTAR

ROCHOSO ............................................................................................ 48

Identificação das superfícies sismoestratigráficas, geometrias e

sismofácies ....................................................................................... 48

ESTRATIGRAFIA DO VALE-ESTUARINO ........................................... 52

CONCLUSÕES ............................................................................................. 53

CAPÍTULO 5 – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES. ................................ 55 CAPÍTULO 6 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................... 57

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i

LISTA DE FIGURAS

CAPÍTULO 1

Figura 1.1 – Mapa de localização da área de estudo.. ............................................... 13

CAPÍTULO 2

Figura 2.1 – Mapa de Localização da Bacia Pernambuco-Paraíba (Barbosa & Lima Filho;

2006). ......................................................................................................................... 14

Figura 2.2 – Carta estratigráfica da Bacia Pernambuco-Paraíba (ANP, 2010). .......... 15

Figura 2.3 – Rochas praiais paralelas à linha de costa, Natal-RN. Fotos: H. Vital. ..... 17

CAPÍTULO 3

Figura 3.1 – Mapa de Localização. ............................................................................ 20

Figura 3.2 – – Mapa de pontos amostrais mostrando a disposição das sub-áreas

modeladas do rio Potengi. .......................................................................................... 22

Figura 3.3 – Equipamento utilizado no imageamento sonográfico (sentido horário): sonar

de varredura lateral, cabo, processador montado em uma caixa amarela (Yellowbox),

computador auxiliando na navegação e localização dos perfis e DGPS. .................... 23

Figura 3.4 – Mosaico sonográfico realizado ao longo do sitema estuarino do rio Potengi.

................................................................................................................................... 23

Figura 3.5 – Mapa faciológico segundo a classificação de Folk (1974), gerado a partir da

integração dos dados sonográficos com os dados sedimentológicos (Frazão, 2003). 25

Figura 3.6 – Mapa Geológico da planície costeira entre Natal e Parnamirim. Modificado

de Bezerra et al, 2001... .............................................................................................. 26

Figura 3.7 – Mapa batimétrica do estuário Potengi com efeito de imagem sobreada. Os

blocos diagramas mostram detalhes da Foz do estuário (superior) e da região do Canal

do Baldo.. ................................................................................................................... 28

Figura 3.8– Bloco diagrama mostrando detalhes da Foz do estuário. ........................ 30

Figura 3.9 – Bloco diagrama mostrando detalhes do Banco Jaguaribe.. .................... 30

Figura 3.10 – Bloco diagrama mostrando detalhes do Banco da Base....................... 31

Figura 3.11 – Campos de estabilidade das formas de leito identificadas a partir da

relação entre o diâmetro médio do grão e a velocidade média da corrente (Ashley, 1990

modificado por Rocha, 2009. ...................................................................................... 32

Figura 3.12 – Diagrama de Flemming (1988) do log-log da altura (H) versus comprimento

(L) de 40 formas de leito subaquáticas transversais ao fluxo no estuário Potengi. ...... 33

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ii

Figura 3.13 – Sonograma ao longo do estuário do Rio Potengi, mostrando a

variação abrupta das formas de leito. ................................................................ 34

Figura 3.14 – Figura esquemática mostrando os dois padrões de dunas 2-D (A) e

3-D (B), modificado de Della Fávera (2001).. ..................................................... 35

Figura 3.15 – Em (A) campo de dunas de crista reta com dunas de cristas sinuosas

sobrepostas; (B) Na porção mais central do estuário estão as dunas de crista

sinuosa e um campo de dunas de crista reta de pequeno porte; e (C) um extenso

campo de dunas bidirecionais variando de pequeno a médio comprimento de onda.

.......................................................................................................................... 36

Figura 3.16 – Afloramentos rochosos caracterizados como arenitos da Formação

Barreiras (A,B e C), com aplicação de máscaras negativas para ressaltar sombra e

relevo dos afloramentos. Destaque para um extenso campo de ripples em C... 38

Figura 3.17 – A) Forma de leito plana destaque para as pequenas depressões

geradas geralmente por turbilhões; (B) fundo plano numa região com

predominância de sedimentos siltosos............................................................... 39

CAPÍTULO 4

Figura 4.1 – Mapa de Localização .................................................................... 44

Figura 4.2 – Conjunção dos equipamentos utilizados na perfilagem sísmica do

sistema estuarino do rio Potengi. ....................................................................... 45

Figura 4.3 – Malha adotada durante a perfilagem do sistema Potengi .............. 45

Figura 4.4 – Mapa Geológico da planície costeira da área de estudo. Modificado de

Bezerra et al, 2001 ............................................................................................ 47

Figura 4.5 – Reconhecimento de quatro padrões distintos de ecocaraters ao longo

da área levantada, sendo utilizada a classificação proposta por Baptista Neto (1993)

e Baptista Neto et al. (1996). Ecocaráter do tipo 1, caracterizado por não ocorrer

penetração no subfundo; do tipo 2A com a penetração do sinal, observando-se

refletores de subfundo e o embasamento acústico; do tipo 2B mostra uma

penetração do sinal no subfundo, sendo que não se observa o embasamento

acústico; e o ecocaráter do tipo 3 com uma penetração do sinal apresentando uma

série de refletores múltiplos relacionado a uma área de transição areia-lama

indicando ainda a presença de gás no sedimento.............................................. 48

Figura 4.6 – Registro mostrando três características reconhecidas nos perfis

sísmicos: 1) refletores bem marcados, chamado de embasamento acústico e acima

arenitos de praiais; 2) vales incisos e 3) sismofácies do tipo sigmoide e plano-

paralela.. ............................................................................................................ 50

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iii

Figura 4.7 – Perfil mostrando os diferentes padrões de sismofácies encontradas no

sistema estuarino do rio Potengi ............................................................................. 51

Figura 4.8 – Padrão de sismofácies hummocky encontradas no sistema estuarino

do rio Potengi ......................................................................................................... 52

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iv

LISTA DE TABELAS

CAPÍTULO 3

Tabela 3.1 – Coordenadas limitantes das áreas modeladas do rio Potengi.................... 22

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v

AGRADECIMENTOS

A confecção desta dissertação só foi concretizada através do apoio de diversas

pessoas, entre colegas de trabalho, amigos e familiares, que juntas, contribuíram e muito

para conclusão de mais uma etapa de minha vida acadêmica.

Gostaria de agradecer primeiramente a Deus, pois sem sua presença em minha vida

eu não conseguiria realizar nada.

A Prof.(a) Dr.(a) Helenice Vital pelos ensinamentos repassados e amizade, além da

grande paciência e compreensão nestes anos de convivência acadêmica.

A Universidade Federal do Rio Grande do Norte pelo ensino de qualidade e

infraestrutura disponibilizada.

Ao projeto Caracterização Geológica e Geofísica de Áreas Submersas do estado do

Rio Grande do Norte (PQ-CNPq no, 303481/09-9) e REDE RECIFES – Mapeamento e

Caracterização de recifes da Plataforma Continental Jurídica Brasileira

(CAPES/CGPE/CII/Ciências do Mar) pelo apoio financeiro ao desenvolvimento desta

pesquisa.

Aos integrantes da banca, Prof. Dr. Luiz Antônio Pereira de Souza (IPT) e Prof. Dr.

Francisco Hilário Rego Bezerra (DG/PPGG/UFRN) pela participação desta avaliação e por

sugestões repassadas.

Aos colegas do GGEMMA-UFRN pelo suporte fornecido durante os levantamentos

de campo bem como nos trabalhos de laboratório.

A meus amigos: Williame, Thiago Aquino, Rodrigo Rosa, Arthur Victor, Felipe

Barbalho, Thales Jesus, Bruno Gadelha, Dalton, Camila, Moab, Bruno Pereira, Mirli,

Isabelle, Isabel, Estanislau e Canindé pela colaboração nas aulas, relatórios, seminários e

discussões.

A meu meio-irmão Diego D’ávila pela amizade sincera e ajuda nas horas de aperto e

dúvidas.

A minha esposa Cintya (“minha vida”) pela enorme ajuda durante este período de

correria, sempre me apoiando de maneira carinhosa e solidária, sendo meu porto seguro.

Muito obrigado mesmo, pois sem você com certeza não conseguiria.

A meus pais e minha irmã (Antônio Lima e Aldinete Rodrigues; Ana Karolina) pelo

amor incondicional e pelo apoio dado, sem vocês eu não estaria aqui.

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vi

RESUMO

O presente estudo centra-se no sistema estuarino do Rio Potengi, onde o aporte fluvial é dominado por eventos

sazonais, ao contrário de muitas bacias hidrográficas temperadas. A caracterização das fácies sísmicas,

estratigráficas e sonográficas no estuário Potengi podem fornecer informações significativas para melhor

compreensão da evolução estratigráfica rasa desta região. Através da sísmica de alta resolução (sonar de

varredura lateral-SVL e perfilador de subfundo tipo x-star) associada à amostragens de sedimentos (Sondagem

SPT e coleta de sedimentos) foi possível realizar o imageamento das feições subaquosas e em profundidade,

auxiliando assim, na identificação das formas de leito bem como de afloramentos rochosos submersos,

superfícies sismostratigraficas-chave, seus padrões geométricos e sismofácies, e por fim reconhecer os principais

elementos estruturais. Foram identificados cinco grupos principais de formas de leito: dunas 2D e 3D de grande

porte, ripples, fundo plano e afloramentos rochosos. Quanto a composição dos sedimentos holocênicos que

preenchem o rio, estes são predominantemente arenosos (canal principal), variando de selecionados a bem

selecionados, por vezes siltosos (margens do rio). De acordo com a análise de dados de poços foi possível definir

quatro unidades litoestratigráficas principais no vale do estuário, descritas a seguir da base para o topo: (1)

Unidade I – basal, uma camada de areia aluvionar argilosa com textura variada (fina a média), muito compacta,

com espessura variando de 3m até 5m; (2) Unidade II - encontra-se sobre a unidade basal sendo representada

por areia fina a média, silto-argilosa com intervalos de 5.6 a 2.9m de espessura; (3) Unidade III – composta de

argila silto-arenosa com conchas marinhas, com espessura de até 2.4m, e (4) Unidade IV - posiconada no topo e

constituída por areia fina a média, por vezes pouco argilosa, atingindo no máximo 5.8m de espessura. Através

dos registros de sísmica rasa, foram reconhecidos quatro tipos distintos de ecocaráters classificados em: tipo 1,

tipo 2A e 2B; e tipo 3. Nos perfis sísmicos foram bem identificados: 1) um refletor bem marcado, denominado

Horizonte I; 2) sismofácies com padrão blanket, e 3) sismofácies plano-paralela.

Plavras chave: formas de leito, sonar, sísmica.

ABSTRACT

The present study focuses on the Potengi River estuarine system, where the river inflow is dominated by seasonal

events, unlike many temperate watersheds. The characterization of the seismic facies, stratigraphic and

sonographic in the riverbed of Potengi estuary can provide meaningful information for better understanding of

the shallow stratigraphic evolution of this region. Using high resolution seismic (side-scan sonar and sub-

bottom profiler) associated with sediment samples (SPT Survey and collection of sediment) was possible to

perform the imaging of riverbed, mainly the bed forms as well as submerged rocky outcrops, the sismo-

stratigraphic keys, the geometric patterns and sismofacies, and finally recognize the main structural elements.

Five major groups of subaqueous features were identified: 2D and 3D large dunes, ripples, flat bottom and

rocky outcrops. The estuarine channel is filled by Holocene sandy- to silt sediments, Sandy sediments dominates

in the main channel and ranges from well-selected to selected grains; while silty sediments are present in the

river margins. According to the analysis of well data has been possible to define different litho-facies units in the

valley of the estuary: (1) Unit I – the base layer is characterized by sandy alluvial clay with varied texture (fine

to medium), very compact, with a thickness ranging from 3 m to 5 m, (2) Unit II – deposited over the basal unit,

it is composed mainly by fine sand, silt-clay, with 5.6 to 2.9m thicknes , (3) Unit III - sandy-silty clay with

marine shells, and thickness up to 2.4m, (4) and finally the Unit IV at the top, with fine to medium sand,

sometimes little clay, reaching up to 5.8m thick. The shallow seismic records identified four distinct types of

echocaracters: type 1, type 2A and 2B, and type 3. Three features were easily identified on seismic profiles: 1) a

reflector well marked, named Horizon I, 2) sismofacies patterned blanket, and 3) sismofacies plane-parallel.

Keywords: bedforms, sonar, seismic.

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 1

12

Capítulo 1 – Apresentação, localização & objetivos

1.1 - Apresentação

Este estudo trata da aquisição, processamento e interpretação de dados sísmicos de alta

resolução no estuário do rio Potengi. Este estuário abriga a principal zona portuária do estado,

localizada na margem direita do rio Potengi, constiutindo-se na rota mais intensa do Rio Grande

do Norte de navios de passageiros, petroleiros e mercantes.

Embora existam várias definições para estuário, a mais frequentemente utilizada é a de

que um estuário corresponde a um corpo de água semi-fechado onde ocorre a mistura de

processos fluviais e marinhos (Fairbridge, 1980; Boyd et al., 1992; Dalrymple et al.,1992). Nos

últimos anos, a aplicação de modernas técnicas de investigação da geologia e geofísica marinha

tem sido uma ferramenta providencial capaz de determinar a história geológica recente dos

sistemas estuarinos, além de estabelecer uma relação entre a sua evolução e a fisiografia

estuarina, histórico de soterramento, regime hidrológico, e a variação do nível do mar (Freyand

& Howard, 1986; Briggs et al., 2002; Davis et al., 2002; Boyd et al., 2006). A maioria dos

estudos prévios a respeito do preenchimento estuarino foi realizada em áreas dominadas por

marés (Allen 1990; Allen & Posamentier 1993; Dalrymple & Zaitlin, 1994) ou por ondas (Boyd

& Honig 1992; Lessa et al.1998), ou em estuários caracterizados por grande aporte de

sedimentos fluviais (Cooper 1993; Hori et al. 2001). O presente estudo centra-se no sistema

estuarino do Rio Potengi, onde o aporte fluvial é dominado por eventos sazonais, ao contrário

de muitas bacias hidrográficas temperadas. A caracterização das fácies sísmicas, estratigráficas

e sonográficas no estuário Potengi podem fornecer informações significativas para melhor

compreensão da evolução estratigráfica rasa e processos atuante nesta região. Desta forma este

estudo é importante tanto do ponto vista cientifico, bem como para o desenvolvimento e

crescimento das operações do Porto de Natal, já que este conhecimento é de fundamental

importância para de dragagens.

Neste contexto, o presente trabalho desenvolvido no âmbito dos projetos Caracterização

Geológica e Geofísica de Áreas Submersas do estado do Rio Grande do Norte (PQ-CNPq no,

303481/09-9), Estudo de Geologia e Geofísica Marinha no Sistema Potengi (Companhia Docas

do Rio Grande do Norte - CODERN), e REDE RECIFES – Mapeamento e Caracterização de

recifes da Plataforma Continental Jurídica Brasileira (CAPES/CGPE/CII/Ciências do Mar),

pretende avançar no conhecimento do sistema estuarino do Rio Potengi e plataforma adjacente,

Natal - RN, através da sua caracterização morfo-estratigráfica, assim contribuir para uma

melhor compreensão da evolução estratigráfica em estuários tropicais. A dissertação atende as

exigências para obtenção do título de Mestre em Geodinâmica & Geofísica, área de

concentração geologia sedimentar e geologia marinha, pelo Programa de Pós-Graduação em

Geodinâmica e Geofísica (PPGG) da Universidade Federal do Rio Grande Norte (UFRN).

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 1

13

1.2 - Objetivos

OBJETIVO GERAL

O objetivo geral do presente estudo é o de fornecer através da caracterização morfo-

estratigráfica, utilizando-se a sísmica de alta resolução (sonar de varredura lateral e perfilador de

subfundo tipo x-star) associada à amostragens de sedimentos (Sondagem SPT e coleta de

sedimentos), informações significativas sobre a influência da morfologia estuarina nas recentes

mudanças hidrológicas e os efeitos das variações do nível do mar sobre o potencial de

conservação das sequências deposicionais.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Nesse sentido, os principais objetivos deste trabalho são:

(1) imageamento, interpretação e identificação de diferentes formas de leito, além de

afloramentos rochosos submersos ao longo do estuário do Rio Potengi;

(2) análise da arquitetura sísmica estratigráfica do preenchimento sedimentar estuarino.

1.3 - Localização da área de estudo

O Estuário do Rio Potengi localiza-se no litoral oriental do Estado do Rio Grande do

Norte, na cidade de Natal. Sua nascente está localizada no município de Cerro Corá, no interior

do estado, distando 176 quilômetros da sua foz no município de Natal, onde desemboca no

Oceano Atlântico. Os limites da área de estudo são definidos geograficamente entre as latitudes

de 05º48’00” e 05º44’00” S e as longitudes de 35º15’16” e 35º10’24” W (Figura 4.1).

Figura 1.1 – Mapa de localização da área de estudo.

Brasil

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 2

14

Capítulo 2 – Contexto Geológico

A área de estudo está inserida na Bacia de Pernambuco-Paraíba, onde é dividida em

dois compartimentos, a Sub-bacia da Paraíba (SBPB) a norte, e a Sub-bacia de Pernambuco

(SBPE) a sul, separados pelo Lineamento Pernambuco. Ao Norte essas sub-bacias são limitadas

com a Bacia Potiguar, com a Plataforma de Touros; a sul, o Alto de Maragogi limita a Sub-

bacia de Pernambuco com a Bacia Sergipe-Alagoas. A origem desta bacia, e suas congêneres da

margem leste, está relacionada à abertura do Atlântico Sul, sendo considerada um dos últimos

elos continental entre a América do Sul e a África (Matos, 1999).

Alguns autores (Mabesoone, 1995; 1996a, 1996b; Mabesoone e Alheiros, 1988, 1991,

1993) abordam a faixa costeira como uma rampa homoclinal com uma cobertura sedimentar

rasa na zona costeira. Esses autores interpretaram toda a faixa, desde a Zona de Cisalhamento

Pernambuco (ZCPE), na cidade de Recife, até o alto de Touros, como uma região com

características tectono-sedimentares homogêneas que foi denominada como Bacia sedimentar

costeira Pernambuco-Paraíba-Rio Grande do Norte. Porém de acordo com Barbosa & Lima

Filho (2006) o trecho entre a ZCPE e a Zona de Cisalhamento Patos (ZCPA) corresponde à

bacia costeira da Paraíba, e que a faixa que se estende desde a ZCPA, para norte, até o Alto de

Touros corresponde a uma faixa distinta, sendo denominada como Plataforma de Natal (Figura

2.1). Essa interpretação leva em conta, principalmente, aspectos estratigráficos (Mabesoone e

Alheiros, 1988, 1993; Lana & Roesner, 1999a, 1999b; Feitosa et al. 2002; Barbosa, 2004).

Figura 2.1 - Mapa de Localização da Bacia Pernambuco-Paraíba (Barbosa & Lima Filho; 2006).

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 2

15

Estratigraficamente a bacia apresenta duas sequências (Figura 2.2):

i) Sequência Clástica Inferior: constituída por arenitos quartzosos e arenitos calcíferos, e

correlacionáveis aos litotipos da Formação Açu da Bacia Potiguar, de acordo com dados de sub-

superfície, de poços e dados geofísicos. Mabesoone et al. (1991) datou alguns polens

encontrados nas camadas argilosas e atribuiu a esta sequência uma idade Turoniana a

Santoniana.

ii) Sequência Carbonática Superior: constituída por calcários fossilíferos, aos quais

Mabesoone et al. (1991) inferiu uma correlação petrográfica com os carbonatos da Formação

Guamaré da Bacia Potiguar. Esta sequência representa um ciclo transgressivo-regressivo.

Figura 2.2 - Carta estratigráfica da Bacia Pernambuco-Paraíba (ANP, 2010).

Na faixa costeira, que se estende do norte da Falha de Mamanguape, em direção ao Alto

de Touros, ocorrem as coberturas sedimentares cenozóicas-pliocênicas (dunas fixas ou móveis,

aluviões, terraços fluviais e mangues) da área de estudo, sendo seu substrato composto por uma

sequência tércio-quaternária (Formação Barreiras). As principais unidades encontradas através

da sísmica rasa foram as rochas da formação Barreiras e os sedimentos superficiais, que seguem

descritos a seguir.

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 2

16

Rochas da Formação Barreiras

Os artigos da literatura tratam esta unidade com relação à sua ocorrência, contexto

estratigráfico, litotipos e, mais recentemente, sistemas deposicionais. A mesma já foi designada

de série, grupo ou formação. Neste trabalho, a denominação “Formação Barreiras”

(Mabesooneet al. 1991, Alheiros et al. 1988) será adotada para a sequência cenozóica

correspondente, que aflora nas falésias ao longo do litoral estudado.

A primeira referência ao Grupo Barreiras foi feita por Branner (1902, apud Alheiros et

al. 1988), Bigarella e Andrade (1964, apud Alheiros & Lima Filho 1991) definiram duas

unidades separadas por desconformidade, denominado-as de Formação Guararapes (inferior) e

Formação Riacho Morno (superior), caracterizando assim o Grupo Barreiras.

Mabesooneet al. (1972) propuseram a divisão do Grupo Barreiras em três unidades

estratigráficas distintas, cada uma caracterizada por uma capa de intemperismo típico. Na

revisão de dados elaborada por Alheiros et al. (1988) sugeriu-se que o Grupo Barreiras seja uma

única unidade litoestratigráfica, constituindo assim uma formação com apenas diferenças

faciológicas, decorrentes da ação de diferentes sistemas deposicionais.

Segundo Alheiros et al. (1988) e Alheiros & Lima Filho (1991), os sedimentos

continentais da Formação Barreiras foram depositados em um sistema fluvial entrelaçado,

associado com leques aluviais e depósitos litorâneos, de idade plio-pleistocênica. Ao longo do

estuário Potengi a fácie predominante é fluvial de canais entrelaçados, sendo caracterizada por

depósitos de canais e barras longitudinais, onde esses depósitos são geralmente recobertos por

aqueles dos leques aluviais distais.

A Formação Barreiras, nomeada também de Formação Guararapes por Lucena (1999), é

composta desde pelitos até conglomerados. Porém pode-se agrupá-las em duas fácies principais,

uma areno-argilosa (basal) e outra conglomerática (topo), no entanto essa ultima é pouco

observada. A fácies areno-argilosa possui uma coloração variando entre esbranquiçada,

amarelada e avermelhada, apresentando também mudanças na granulometria, dependendo do

teor de argila presente. A fácies conglomerática é composta por arenitos conglomeráticos a

conglomerados de coloração avermelhada; esta fácies possui seu arcabouço constituído por

seixos sub-angulosos a sub-arredondados de quartzo e limonita, distribuídos caoticamente em

matriz areno-ferruginosa. Tal formação apresenta-se na forma de sedimentos bem litificados, de

coloração escura, essas características ocorrem devido a alta precipitação de óxido de ferro.

Sedimentos Quaternários

Os sedimentos quaternários, predominantes na área de estudo, capeiam a Formação

Barreiras e são representados por rochas praiais “beachrocks”, dunas (fixas ou móveis),

depósitos aluvionares, depósitos praiais, terraços fluviais e mangues.

Rochas Praiais “Beachrocks”

Também conhecidos como "recifes de arenitos", ocorrem desde o Estado do Rio de

Janeiro até o Ceará (Suguio, 1999). São formados na zona de intermaré, podendo ser também

formados em zonas sub-litorâneas (Scholten 1972; Alexanderson 1972), úteis como indicadores

da variação do nível do mar em regimes de mesomaré (Hopley 1986; Bezerra et al. 1998). São

compostos por areias silícicas puras e/ou areais carbonáticas biogênicas, enquanto que o

cimento pode variar da aragonita a calcita magnesiana. Na área em estudo, aparecem adjacentes

a linha de costa, presente em quase toda a extensão, podendo ser associados à paleo-praias.

Na foz do sistema estuarino do Rio Potengi é encontrado paralelo ao litoral duas linhas

de rochas praiais, também chamados de arenitos de praia e/ou beachrocks (Figura 2.3). Oliveira

et al. (1990) datou estas duas linhas de rochas praiais pelo método do 14C obtendo diferentes

idades para os dois cordões. O exterior, mais continuo (ARN-1) apresentou cerca de 4.700 anos

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 2

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A.P. (antes do presente) e o mais interior (ARN-2) cerca de 6.250 anos A.P. Posteriormente

Bezerra et al. (1998, 2003) e Vieira (2006) dataram mais amostras e concluíram que estes

depósitos foram formados preferencialmente entre ~ 7.460 - 4.240 anos A.P.

Figura 2.3 - Rochas praiais paralelas à linha de costa, Natal-RN. Fotos: H. Vital.

Dunas Fixas e Móveis

Esta unidade recobre praticamente toda a região, embora esteja em grande parte

ocupada pela área urbana de Natal. São constituídas de areias quartzosas, bem selecionadas e

com grãos arredondados. As dunas podem assumir diferentes formas, dependendo de alguns

fatores, como: eficácia do vento, tipo e suprimento de areia, e natureza e densidade da cobertura

vegetal. As formas mais comuns, na área em estudo são: barcanas, barcanóides e parabólicas

(Barreto et al. 2004). Capeiam as rochas tércio-quaternárias e sedimentos recentes, onde,

geralmente apresentam uma direção preferencial SE-NW, devido à direção dos ventos. Os

sedimentos que constituem as dunas são provenientes das rochas sobrepostas a elas e da

plataforma continental. Morfologicamente predominam as dunas tipo parabólica, porém, em

certos casos, apresentam um progressivo estiramento, sugerindo uma transição para a

morfologia longitudinal.

Depósitos Aluvionares

São formados, normalmente, após as águas ultrapassarem os diques marginais, em áreas

planas que margeiam os canais fluviais. Essas áreas funcionam como verdadeiras bacias de

decantação de materiais mais finos. Assim podem ser representados por planícies aluvionares,

constituídos por sedimentos síltico-argilosos, sendo uma matriz argilosa avermelhada e grãos de

areia quartzosa com granulação média a fina. Neste tipo de depósito, a estratificação plano-

paralela sub-horizontal é a mais comum (Della Fávera, 2001). Na área em estudo podem ser

relacionados às antigas planícies de inundação, mas também apresentam unidades arenosas,

correlacionáveis aos canais. Às vezes, esses terraços são confundidos com as rochas da

Formação Barreiras.

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Sedimentos de Praias

São sedimentos provenientes do continente, carreados por transporte fluvial ou eólico,

muitas vezes retrabalhados no próprio depósito praial. Constituídos basicamente por quartzo,

minerais pesados, mica, fragmentos de rochas e carapaças de organismos. Sedimentos esses

inconsolidados, devido ao constante retrabalhamento, e possuem granulometria bastante

variada. Quase sempre geram diferenças na morfologia praial, pois normalmente são

transportados para outras áreas, por processos fluviais, marinhos e eólicos.

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Capítulo 3 - CARACTERIZAÇÃO SONOGRÁFICA DAS FORMAS DE LEITO DO

SISTEMA ESTUARINO DO RIO POTENGI, NATAL (BRASIL).

BEDFORMS CHARACTERIZATION OF THE POTENGI RIVER ESTUARINE SYSTEM

THROUGH A SIDE SCAN SONAR, NATAL (BRAZIL).

Resumo

Este estudo teve como principal objetivo o mapeamento do substrato do estuário do Rio Potengi (Natal-

RN), utilizando dados batimétricos monofeixe e sonográficos associados à amostragem de sedimentos. O

imageamento das feições subaquosas permitiu a identificação das formas de leito bem como de

afloramentos rochosos submersos. Foram identificados quatro grupos principais de formas de leito: dunas

2D e 3D de grande porte, ripples e fundo plano, além de afloramentos rochosos. Quanto a composição

dos sedimentos holocênicos que preenchem o rio, são predominantemente arenosos (canal principal),

variando de selecionados a bem selecionados, por vezes siltosos (margens do rio). A caracterização

morfológica, utilizando-se a sísmica de alta resolução (sonar de varredura lateral) associada à amostragem

de sedimentos, forneceu informações significativas sobre a influência da morfologia estuarina nas

recentes mudanças hidrológicas.

Palavras-chave: estuário, sonar, formas de leito.

Abstract

This study made possible the mapping of the Potengi estuary riverbed (Natal-RN, NE Brazil) using a high

resolution seismic system (side-scan sonar, bathymetry) associated with sediments samples. The imaging

of subaqueous features allow the identification of bed forms as well as submerged rocky outcrops. Among

the bed forms, were identified four major groups: 2D and 3D large dunes, ripples and flat bottom. Rocky

outcrops were also recognized. The estuarine channel is filled by Holocene sandy- to silt sediments,

sandy in the main channel ranging from well-selected to selected grains; and silty in the river margins.

The morphological characterization, using a high resolution seismic system (side-scan sonar) associated

with sediments samples, provided significant information about the influence of estuarine morphology on

recent hydrological changes.

Keywords: estuary, sonar, bed forms.

Introdução

Estuários são encontrados ao longo de zonas costeiras em diferentes partes do mundo,

independentemente da configuração geológica, regime de energia e ambiente deposicional

(Perillo, 1995). Eles também representam um dos ambientes sedimentares mais dinâmicos da

Terra, porque encontram-se na interface dos ambientes marinho e terrestre, tendo evoluido em

resposta a interação de processos fluviais, costeiros (marés) e marinhos (ondas) (Knight et al.,

2005). Estes ambientes constituem meios receptores de sedimentos por excelência, onde os

processos evolutivos são rápidos, sendo assim importantes zonas de investigação da

morfodinâmica atual, o que permite melhor entendimento da história geológica recente.

As técnicas de geofísica marinha de alta resolução tem permitido o mapeamento

detalhado de áreas muito rasas, avançando consideravelmente no conhecimento dos estuários.

Os dados adquiridos com sonar de varredura lateral, por exemplo, permite diferenciar

sedimentos com diferentes características de retroespalhamento acústico em função da

granulometria, densidade e reflectividade média, e tem vasta aplicação na investigação

geológica, geotécnica e oceanográfica, enquanto dados batimétricos permitem o reconhecimento

preciso da morfologia (e.g., Ayres Neto, 2000; Briggs et al., 2002; Davis et al., 2002; Souza,

2006).

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 3

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Apesar do sonar de varredura constituir-se em método consagrado de investigação de

águas submersas, e amplamente utilizado (e.g. Quaresma et al., 2000; Belo, 2002; Lancker et

al., 2004; Collier et al., 2005), exemplos de áreas tropicais são ainda escassos, notadamente no

N e NE brasileiro.

Visando minimizar esta lacuna, o presente estudo centra-se no sistema estuarino do Rio

Potengi, onde o aporte fluvial é dominado por eventos sazonais, ao contrário de muitas bacias

hidrográficas temperadas. O principal objetivo é a caracterização morfológica deste estuário,

através do imageamento, interpretação e identificação de diferentes formas de leito, além de

afloramentos rochosos submersos ao longo do estuário. Contribuindo desta forma para a melhor

compreensão acerca influência nos processos fluviais, marinhos e costeiros atuantes em

estuários tropicais

O estuário do rio Potengi possui cerca de 18 km de extensão e esta localizado na porção

litorânea Oriental do estado do Rio Grande do Norte (Figura 3.1). Este estuário abriga a

principal zona portuária do estado, localizada na margem direita do rio Potengi, constiutindo-se

na rota mais intensa do Rio Grande do Norte de navios de passageiros, petroleiros e mercantes.

Geologicamente encontra-se inserido no contexto geológico da Bacia costeira Pernambuco

Paraíba-Rio Grande do Norte, de idade Cretácea (Mabessone 1996). Nesta área são encontradas

ainda uma sequência Miocênica (Formação Barreiras) e sedimentos quaternários recentes

(dunas fixas ou móveis, aluviões, terraços fluviais e mangues).

Figura 3.1 – Mapa de Localização.

Materiais e Métodos

O posicionamento dos dados foi controlado a partir de um DGPS (Differential Global

Positioning System), posicionado na poupa da embarcação e o offset foi calculado a fim de

corrigir as coordenadas extraídas. Para a navegação da embarcação e posicionamento dos perfis

sonográficos foi utilizado o software GPS TrackMaker PRO. A navegação foi feita com base

em uma carta batimétrica pré-existente na escala de 1:25.000 (Frazão, 2003).

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Os dados batimétricos utilizados consistiram de 503 perfis batimétricos transversais,

com equidistância aproximada de 50 m, e 06 perfis batimétricos longitudinais ao eixo do canal,

de verificação e controle, adquiridos com um ecobatímetro modelo HYDROTRAC, fabricado

pela Odom Hydrographic Systems, e operado na frequência de 200 kHz, com resolução do feixe

vertical de 0.01m. A calibração da ecossonda de feixe vertical foi realizada a cada início de

operação, levando em consideração a velocidade do som de 1543.18 m/s para a região com base

nos dados de temperatura e salinidade medidos com os CTD’s (Conductivity-Temperature-

Depth) modelo 3231 da AANDERAA e modelo 108 MkIII da VALEPORT (Fig. 3.7),

permitindo uma precisão de cinco centésimos de grau Celsius (0.05ºC), de condutividade (0.075

mS/cm) e de salinidade (0.04 psu). Os dados batimétricos foram adquiridos no formato

analógico e digital através do software ComLog v. 2.0.24 da Odom Hydrographic Systems. Os

arquivos digitais foram gravados na extensão (*.csv) e (*.txt), no seguinte formato: GGA (dados

de coordenadas a cada 1 segundo), VTG (dados de velocidade e rumo a cada 1 segundo) e DBS

(dados de profundidade a cada 1 décimo segundo). Estes dados foram coletados a uma

frequência de 10 Hz, ou seja, a cada 1 segundo foram coletados 10 medidas de profundidade,

permitindo assim o registro continuo dos dados batimétricos. Os dados de coordenadas (GGA)

foram coletados com as projeções UTM e geográfica, ambas com o datum WGS84.

Os dados foram estruturados em coordenadas UTM no Datum Horizontal WGS-84, na

forma XYZ e com profundidade em metros corrigida em função do maregrama existente na

estação maregráfica da Capitania dos Portos do Rio Grande do Norte. Devido às diferenças de

direções do contorno do rio, separou-se os dados em duas áreas (Figura 3.2), limitadas segundo

a tabela 3.1. A sobreposição das coordenadas de algumas áreas é feita para evitar o efeito de

borda. Na confecção dos modelos batimétricos, realizado no software Surfer 8.0, utilizou-se a

krigagem para confecção do grid.

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Figura 3.2 – Mapa de pontos amostrais mostrando a disposição das sub-áreas modeladas do rio Potengi

Tabela 3.1: Coordenadas limitantes das áreas modeladas do rio Potengi.

A cobertura sonográfica foi efetuada de forma a recobrir toda a área de estudo,

totalizando 05 perfis longitudinais a orientação do canal estuarino, cada um com

aproximadamente 5 km de extensão. O equipamento utilizado foi o modelo 4100, com

processador 272-TD, fabricado pela Edgetech, que opera nas frequências de 100 e 500 KHz

(Figura 3.3). Neste levantamento foi utilizada a frequência de 500 KHz e range de varredura de

50 metros.

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Figura 3.3 - Equipamento utilizado no imageamento sonográfico (sentido horário): sonar de varredura lateral, cabo, processador

montado em uma caixa amarela (Yellowbox), computador auxiliando na navegação e localização dos perfis e DGPS.

Os registros sonográficos adquiridos digitalmente foram submetidos a um

processamento pós-aquisição, através do software Discovery 4100, que consistiu no realce de

contraste e do ganho variável de tempo (TVG - Time VariableGain) com a finalidade de

amplificar o sinal acústico da imagem adquirida. Para a confecção do mosaico dos dados

sonográficos foi utilizado o software SonarWiz.MAP 5 da Chesapeake Technology (Figura 3.4).

O mosaico foi elaborado durante o processamento de pós-aquisição dos dados incluindo

aumento de contraste, TVG e correção do ângulo de incidência do sinal acústico.

Figura 3.4 – Mosaico sonográfico realizado ao longo do sitema estuarino do rio Potengi.

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Análise do sistema estuarino

ASPECTOS FISIOGRÁFICOS, FÁCIES E APORTE SEDIMENTAR, ELEMENTOS

ARQUITETURAIS E TECTÔNICA.

ASPECTOS FISIOGRÁFICOS - Clima, Vegetação, Hidrografia, Mecanismos de Marés,

Condições de Ondas e Ventos

Na área em estudo predomina o "clima" do tipo "As", quente e úmido, sendo a estação

seca do verão e chuvosa do inverno, segundo a classificação de Köppen (RADAMBRASIL,

1981). Encontra-se sob a ação da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), responsável pelos

ventos alísios provenientes dos hemisférios Norte e Sul (Nimer, 1972). Assim, a temperatura do

ar, da região em estudo, permanece elevada durante todo o ano. Apesar disso, apresenta uma

pequena variação, com valores mínimos entre 23°C e 25°C, e valores máximos entre 27°C a

29°C, podendo chegar ao pico de 32°C (nos meses mais quentes), portanto, com uma média de

26°C.

A vegetação predominante na área é do tipo restinga, a qual recobre as dunas e

vegetação de mangue, ambas em avançado estado de degradação antrópica.As dunas mais

antigas apresentam-se parcialmente ou totalmente cobertas por vegetação, que ora é herbácea,

escassa e rasteira. O Planalto Costeiro, disposto nas superfícies aplainadas dos sedimentos

terciários, é constituído de dois estratos: um arbustivo e outro herbáceo.

A Bacia Hidrográfica Potengi drena uma área de aproximadamente 7,7% da superfície

do estado do Rio Grande do Norte, o que corresponde a 4.093 km², recebe no seu estuário

contribuição dos riachos: da Quintas, que possui uma extensão total menor que 500m, do riacho

do Baldo que drena uma área de aproximadamente 4,7 km² entre outros. Possui uma vazão

média de 2,1 m³/s (SERHID, 2000). Esta descarga é fortemente dependente das chuvas e,

consequentemente, tem uma grande variabilidade sazonal e anual. A bacia do Potengi percorre

três mesorregiões do estado do Rio Grande do Norte. Os afluentes formadores do seu principal

rio estão situados numa zona típica de sertão, logo alguns são temporários. Formado, o rio passa

pela zona do agreste (ainda “semi-árido”, de transição), até chegar a zona litorânea, onde se

junta aos rios Jundiaí e Doce, formando assim seu estuário, desaguando no oceano Atlântico

(SERHID, 2000).

As marés que ocorrem no estuário Potengi e áreas adjacentes são de natureza semi-

diurna (apresentam duas marés altas e duas marés baixas durante um dia lunar, com período de

maré de 12 hs e 25 min), com a variação média das marés de sizígias de cerca de 2.30m e das

marés de quadratura, de cerca de 0.85m e amplitude máxima em torno de 2.83m, caracterizando

um regime de mesomaré segundo a classificação de Davis (1977). As velocidades máximas

registradas foram mais altas durante a maré de sizígia, no período de maré enchente. De acordo

com Frazão (2003) comparando-se os valores das velocidades medidas com a amplitude da

maré, durante a maré de sizígia, verifica-se que no estuário Potengi as velocidades em enchente

são maiores do que em vazante. Os valores máximos atingidos na situação de enchente são de

cerca de 1,08 m/s.

A média da altura significativa das ondas é de aproximadamente 0,8 m e apresentam um

período de 13s (Frazão, 2003). De acordo com a Estação Climatológica da UFRN - Natal, os

ventos mais frequentes são predominantes do quadrante Este, com frequência Este-Sudeste, com

velocidades médias mensais sempre em torno de 4 e 4.5 m/s. Apesar da forte imposição das

correntes de marés, as ondas geradas pelos ventos propiciam a mistura das águas e a

ressuspensão praticamente constante dos sedimentos de fundo nos bancos e margens.

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FÁCIES E APORTE SEDIMENTAR

A fácie sedimentar dominante, composta de areia e areia com cascalho esparso capeia a

maior parte da área de estudo (Figura 3.5). Os sedimentos holocênicos, que preenchem o canal

estuarino, são predominantemente arenosos, variando de selecionados a bem selecionados, por

vezes siltosos. A sedimentação é controlada pelas condições hidrodinâmicas do ambiente, sendo

reconhecidas duas fácies texturais importantes: Fácie Lamosa e Fácie Arenosa. A distribuição

destas fácies texturais aparentemente oscila em função da periodicidade das marés e intensidade

das correntes.

A distribuição do transporte de fundo ao longo do ano é bastante irregular, com o aporte

concentrado totalmente no primeiro semestre, quando as vazões são mais importantes. No

segundo semestre, com a diminuição da vazão, os aportes para a praia são muito pequenos, com

valores negativos nos meses de agosto a setembro, o que faz que o balanço sedimentar para este

período seja nulo, sendo inclusive negativo nos anos com menores precipitações, quando o

estuário funciona como uma armadilha de sedimentos. Cunha (2004) estimou as taxas

potenciais de material transportado por arraste de fundo, durante um ano de grande vazão (por

exemplo, 1000 m³/s), mostrando que este estuário poderia aportar a deriva litorânea até 18.661

m³/dia de sedimentos, com tamanho equivalente ao material presente na praia. Contudo, para

situação atual, o baixo aporte de sedimentos e a quantidade de material arenoso transportado

pelo fundo não pode ser considerado significativo em modificações morfológicas.

Figura 3.5 – Mapa faciológico segundo a classificação de Folk (1974), gerado a partir da integração dos dados sonográficos com os

dados sedimentológicos (Frazão, 2003).

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ELEMENTOS ARQUITETURAIS E TECTÔNICA

O estuário é relativamente raso, raramente excedendo a 30 m de profundidade, sua

configuração geométrica da seção transversal tem a forma de V. Em geral, a razão

largura/profundidade é grande, embora ela esteja na dependência do tipo de rocha em que o vale

do rio foi escavado. Um domínio fisiográfico típico caracteriza o estuário do Potengi: (1) O

estuário sensu stricto ou vale estuarino, caracterizado por um complexo de interações entre os

processos fluviais e marinhos.

As zonas de maiores profundidades se encontram junto às margens côncavas do

estuário, enquanto nas margens convexas um avançado preenchimento sedimentar contribui

para o crescimento lateral, em direção ao canal estuarino. O preenchimento do canal está

relacionado às intensas correntes de maré, que remobilizam os sedimentos erodidos nas margens

opostas e formam os bancos arenosos. Estes bancos arenosos são geralmente capeados por

sedimentos finos, resultando numa extensa superfície plana, emersa durante a baixa-mar. Estas

feições ocorrem no segmento meandrante e próximo à foz do estuário Potengi, na parte côncava

dos meandros, as margens são erosivas e na parte convexa ocorrem os depósitos de barra em

pontal.

O litoral oriental do Rio Grande do Norte é marcado por uma série de vales estruturais

de direção NE a ENE, os quais são controlados por feições tipo graben que aprisionam, em seu

assoalho, os sedimentos areno-argilosos da Formação Barreiras (Mioceno), capeados por

aluviões e outros depósitos recentes (Bezerra et al. 1998). Bezerra et al. (2001), com base em

dados de poços e de geofísica, concluíram que a bacia do estuário do rio Potengi apresenta a

forma de um semi-graben, estendendo-se por no mínimo 20km a partir do litoral até Macaíba, e

limitada pela falha do Jundiaí de direção preferencial de 60º (NE), localizada na margem direita

do rio Potengi (Figura 3.6).

Figura 3.6 – Mapa Geológico da planície costeira entre Natal e Parnamirim. Modificado de Bezerra et al, 2001.

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Resultados e Discussões

MAPEAMENTO BATIMÉTRICO

O processamento e a análise dos dados batimétricos são aqui apresentados em um mapa

batimétrico com efeito de imagem sombreada (Figura 3.7). Para efeito de melhor visualização,

são apresentados ainda dois blocos diagramas, que mostram a morfologia do fundo do rio

Potengi, possibilitando a visualização e interpretação em 3D das principais feições de fundo. As

interpretações a seguir, foram obtidas a partir desses produtos, conjuntamente com dados

observados em campo.

As zonas de maiores profundidades se encontram junto às margens côncavas do

estuário, enquanto nas margens convexas um avançado preenchimento sedimentar contribui

para o crescimento lateral, em direção ao canal estuarino.

Este preenchimento está relacionado às intensas correntes de maré na zona do canal

principal, que remobilizam os sedimentos erodidos nas margens opostas e formam os bancos

arenosos. Estes bancos arenosos são geralmente capeados por sedimentos finos, resultando

numa extensa superfície plana, emersa durante a baixa-mar. Estas feições ocorrem no segmento

meandrante e próximo à foz do estuário Potengi, sobre o qual desenvolve-se a planície de

inundação colonizada por mangue e gramíneas. Na parte côncava dos meandros, as margens são

erosivas e na parte convexa ocorrem os depósitos de barra em pontal.

Canais secundários, de dimensões bastante reduzidas em relação ao principal, são

também encontrados e parecem ocorrer em resposta à atuação das correntes de marés, formando

pequenos bancos longitudinais e canais conjugados. Isto é confirmado pelos seus perfis em

forma de V e pelas suas associações com as saídas das gamboas onde as correntes são mais

intensas.

Ao longo do estuário, o comportamento morfológico se modifica caracterizando zonas

distintas como demonstrado em mapeamento de menor detalhe por Frazão (2003). A

profundidade, largura e a forma dos canais mostram diferentes níveis de atuação dos

mecanismos dinâmicos do ambiente.

Neste estudo, a morfologia de fundo para o estuário foi dividida em duas zonas

morfológicas distintas quanto a suas feições principais: a) Zona do Canal Principal e b) Alto

Fundo do Estuário.

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Figura. 3.7 - Mapa batimétrica do estuário Potengi com efeito de imagem sobreada. Os blocos diagramas mostram detalhes da Foz

do estuário (superior) e da região do Canal do Baldo.

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29

a) Zona do Canal Principal

O canal principal apresenta em média 170 m de largura e profundidades entre 8 e 10 m,

constituindo-se claramente na continuação da linha de talvegue do rio Potengi que acompanha

sua margem. Pequenas depressões, entre 9 e 11 metros de profundidade, marcam o fundo do

canal (Figura 3.7). Estas depressões seguem continuamente o eixo do canal, mantendo-se numa

distância que diminui progressivamente em direção à sua foz, estando provavelmente associadas

a zonas de interferência de correntes em regime turbilhonar. Um vale amplo, limitado por

taludes abruptos junto às margens, pode ser observado próximo à foz, onde a influência marinha

é mais acentuada e no banco arenoso localizado em frente a Base Naval de Natal (Figura 3.7).

Em direção ao interior do estuário, a região do canal principal de navegação vai diminuindo sua

largura e adquirindo formas mais estáveis, em resposta tanto a um maior aporte sedimentar

proveniente dos rios Jundiaí e Potengi, quanto à menor influência das correntes de maré.

b) Alto Fundo Estuarino

Esta zona contorna toda a margem do rio Potengi, e pode ser definida a partir das

isóbatas menores que 4m. Desta forma, os altos fundos ao longo do estuário são caracterizados

pelos bancos arenosos e planícies lamosas. Quatro bancos principais destacam-se nesta zona. O

primeiro banco ocorre na margem direita próximo à foz do rio Potengi, denominado de Banco

das Velhas (Figura 3.8), com aproximadamente 526m de comprimento e 180m de largura,

apresentando um declive suave em direção ao canal principal de navegação.

Próximo à foz do rio Potengi na margem direita também ocorre à deposição de

sedimentos formando um banco arenoso próximo ao espigão do 17º G.A.C. O bloco diagrama

da figura 3.8 mostra em 3 dimensões o Banco do 17º G.A.C, gerado aparentemente pelo espigão

com aproximadamente 120m de comprimento, construído como anteparo artificial para conter a

erosão ao longo da margem. Atualmente, este espigão está provocando a acumulação de

sedimentos devido a forçantes turbilhonares. Analisando-se os dados de direções e intensidades

das correntes medidos em 2002 por Frazão (2003), observamos que o vórtice gerado pelo

espigão forma uma depressão fazendo com que os sedimentos oriundos do mar e remobilizados

da praia da Redinha migrem em direção ao canal principal.

Este vórtice gera uma depressão de aproximadamente 15 metros. Estudos de correntes

realizados anteriormente neste local (Frazão, 2003) permite deduzir que esta depressão foi

escavada pelas intensas correntes de maré, principalmente de vazante, que quando encontram o

anteparo artificial geram um fluxo turbulento, formando um vórtice por detrás. O surgimento

deste escoamento turbulento depende da velocidade da corrente, densidade da água e do

tamanho do obstáculo. Este vórtice apresenta movimentos circulares no sentido horário,

provocando a escavação da depressão em decorrência do aumento da pressão atrás do espigão e

ao mesmo tempo, a redução drástica da pressão de arraste, proporcionando a remobilização de

material arenoso e deposição ao redor da depressão.

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30

Figura. 3.8 - Bloco diagrama mostrando detalhes da Foz do estuário.

O Banco Jaguaribe (Figura 3.9) encontra-se na margem esquerda do estuário, na

confluência da Gamboa Jaguaribe com o rio Potengi, em frente ao Porto de Natal. Apresenta

aproximadamente 800m de comprimento e 300m de largura. É possível observar a migração do

banco em direção ao canal principal, reduzindo a largura do canal principal de navegação nesta

região para 100m de largura.

Figura. 3.9 - Bloco diagrama mostrando detalhes do Banco Jaguaribe.

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 3

31

A partir do Canal do Baldo (detalhe na figura 3.7), são lançados dejetos no rio Potengi.

Os dejetos acumulam-se na saída deste canal, provocando o assoreamento do canal principal de

navegação. Na margem esquerda, em frente ao canal, ocorre sedimentação natural, sendo esta a

continuação do Banco da Base. Desta forma, a intensa contribuição de material sólido

proveniente dos dejetos do esgoto da Cidade de Natal e do assoreamento provocado pela obra

de urbanização da comunidade Passo da Pátria, localizada na margem direita, associada à

sedimentação natural na margem esquerda, tende a assorear e preencher a zona do canal

principal, como pode ser observado na Figura 3.7.

O último e maior banco observado acompanha a margem esquerda do estuário

localizado em frente à Base Naval (Figura 3.10). Apresenta cerca de 2 km de comprimento por

350m de largura, com forma semicircular, localizado no segmento meandrante do estuário. A

formação do banco, provavelmente, é conseqüência da diminuição da energia das correntes de

maré. Análise granulométrica realizada neste banco indica que o mesmo é capeado por

sedimentos arenosos.

Figura. 3.10 - Bloco diagrama mostrando o Banco da Base.

MAPEAMENTO DAS FORMAS DE LEITO E DOS AFLORAMENTOS ROCHOSOS DO

SISTEMA ESTUARINO POTENGI

A integração dos dados batimétricos e sonográficos permitiu a identificação de formas

de leito de diferentes tipos e escalas, impressas em diferentes tipos de fundo, bem como a

presença de afloramentos rochosos.

As formas de leito resultam da interação entre a água ou vento e o substrato sedimentar.

Os sedimentos começam a movimentar-se no momento em que a resistência natural ao

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32

movimento é vencida, possibilitando assim a formação das primeiras estruturas de fundo. Desta

forma, o desenvolvimento das formas de leito encontra-se relacionado a três parâmetros

principais: granulometria do material sedimentar, profundidade do fluxo e sua respectiva

velocidade, onde a extensão e características do fundo são produto direto do balanço existente

entre a erosão e deposição em diferentes partes do leito (Della Fávera, 2001). Segundo Ashley

(1990), as grandes formas de leito são geradas em ambientes arenosos recentes que tenham

profundidade maior que 1m, com granulometria superior a 0,15mm (areia muito fina) e

velocidades de correntes médias maiores que 0,4 m/seg (Figura 3.11).

A classificação de formas de leito adotada neste estudo segue as indicações de Ashley

(1990), incluindo as revisões de Dalrymple & Rhodes (1995) baseadas na morfologia. De

acordo com esta classificação, todas as formas de leito transversais em larga escala (excluindo

os ripples e antidunas) ocupam uma posição similar na seqüência do regime de fluxo inferior,

que posteriormente é modificada por dados tais como granulometria, forma e sobreposição. A

ampla variedade de formas reflete as várias condições hidrodinâmicas, assim como o tipo de

sedimentos.

Figura 3.11 - Campos de estabilidade das formas de leito identificadas a partir da relação entre o diâmetro médio do grão e a

velocidade média da corrente (Ashley, 1990 modificado por Rocha, 2009).

Os regimes de fluxo irão depender do número de Froude correspondente para cada

forma de leito gerada, podendo ser caracterizado como regime de fluxo inferior ou superior. As

camadas planas, ondulações e campo de dunas são formados em regime de fluxo inferior.

Quando a velocidade do fluxo for aumentada, até que o número de Froude atinja valores

superiores a 1 as macrondulações (dunas) desaparecem, e a superfície torna-se plana novamente.

Quando a velocidade é superior à necessária para a formação do leito plano com movimentação

do material, formam-se as chamadas antidunas.

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33

Identificação das formas de leito no estuário do rio Potengi

A fácie sedimentar dominante, composta de areia e areia com cascalho esparso capeia a

maior parte da área de estudo. Em termos gerais, o leito do estuário Potengi é caracterizado por

dunas pequenas a grandes, com comprimentos de onda na razão de 2.87 - 95.12m, alturas de até

4.3m e com variada sinuosidade e sobreposição.

Aplicando-se o diagrama log-log da altura (H) versus comprimento de onda (L),

proposto por Flemming (1988), foi possível diferenciar entre as formas de leito tipo ripples e

dunas, ambas de regime de fluxo inferior com base em uma série de 40 formas de leito, com

comprimentos >1m e <100m (Figura 3.12). Os dados variaram desde águas muito rasas de 3m

até 16m, com fluxo bidirecional. Analisando-se o gráfico da Figura 3.12 foi observado que ao

longo do canal estuarino do rio Potengi, as menores formas de leito foram identificadas como

dunas com pequeno comprimento de onda.

Figura 3.12 – Diagrama de Flemming (1988) do log-log da altura (H) versus comprimento (L) de 40 formas de leito subaquáticas

transversais ao fluxo no estuário Potengi.

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A maioria das dunas registradas pelo levantamento sonográfico revelou fortes

assimetrias que são indicativas da dominância de correntes de enchente e vazante da maré. A

assimetria das formas de leito ao longo do canal estuarino é um forte indicativo da influência

marinha no estuário, sendo assim o principal controlador da sedimentação ao longo destes

ambientes dominados por maré.

O levantamento sonográfico revelou mudanças abruptas com relação à morfologia das

formas de leito no estuário Potengi; levando em consideração o comprimento de onda das dunas

além de sua altura, que variam em tamanho ao longo de distâncias de alguns metros, como

também a sinuosidade das dunas. A figura 3.13 mostra claramente mudanças da morfologia da

forma de leito revelando dunas com pequenos comprimentos de ondas, seguidas por dunas com

médio e grande comprimento de ondas, e fundo plano. As mudanças na morfologia das formas

de leito estão relacionadas com mudanças na batimetria. Na zona do canal principal, as dunas

registradas foram principalmente de médias a grandes em relação ao comprimento de onda e

altura, além de apresentarem outras feições de sobreposição simples e compostas.

Uma mudança também significativa, mas com relação ao tipo de sedimentos, pode ser

revelada pelas intensidades de tons escuros e claros no registro sonográfico, com tons mais

escuros representando sedimentos lamosos compactados e as intensidades de tons mais claros os

sedimentos arenosos mais finos.

Figura 3.13 – Sonograma ao longo do estuário do Rio Potengi, mostrando a variação abrupta das formas de leito.

Campo de Dunas Subaquosas

As formas de leito classificada como “dunas” se dividem em dois grupos: formas bi-

dimensionais (2-D) que ocorrem com velocidades mais baixas e, formas tri-dimensionais (3-D)

com velocidades mais altas para um determinado tamanho de grão (Middleton&Southard, 1986)

(Figura 3.14).

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Figura 3.14 - Figura esquemática mostrando os dois padrões de dunas 2-D (A) e 3-D (B), modificado de Della Fávera (2001).

Dunas de Crista Reta (2D), de Crista Sinuosa (3D) e Bidirecionais

As dunas de crista reta foram visualizadas em grande parte da área com tamanhos

variando de pequeno a médio (Figura 3.15). A destruição das cristas foi observada na região

próxima à foz, onde o estuário recebe influência significativa das correntes de maré. Ao

aproximar-se da foz as dunas 2D estão geralmente sofrendo sobreposição de dunas de crista

sinuosa (Figura 3.15). Nesta região existem apenas dunas com grande comprimento de onda

variando de 65 - 90 metros e altura de 2 - 2.8 metros. Por vezes é difícil a separação do padrão

de dunas 2D dos padrões de dunas 3D.

Em algumas porções do estuário foi observado campo de dunas bidirecionais, indicando

a deposição de sedimentos devido à atuação de duas direções de correntes perpendiculares entre

si, formando um padrão composto de interferência (Figura 3.15.C).

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36

Figura 3.15 – Em (A) campo de dunas de crista reta com dunas de cristas sinuosas sobrepostas; (B) Na porção mais central do

estuário estão as dunas de crista sinuosa e um campo de dunas de crista reta de pequeno porte; e (C) um extenso campo de dunas

bidirecionais variando de pequeno a médio comprimento de onda.

Fundos planos também foram observados, geralmente próximos a margem do rio,

compostos por sedimentos arenosos finos, provavelmente depositados em velocidades de fluxo

baixo, ou por lamas bastante coesas. Entretanto, em algumas porções do canal principal, as

formas de leito estão ausentes, provavelmente decorrente das mudanças de correntes que não

permitem a preservação destas feições de fundo. Extensa área deste padrão relativamente plano

foi observada na região do Canal do Baldo, caracterizado por sedimentos finos provenientes,

típico de assoreamento do canal principal de navegação por partículas de resíduos sólidos

lançados no rio Potengi. Nestas porções mais planas foram identificadas ainda pontuais

depressões provocadas provavelmente em decorrência de turbilhões (Figura 3.17). Ao longo dos

perfis foram reconhecidas sobreposição de marcas onduladas (ripples) em dunas de médio

comprimento de onda, dunas de crista reta e sinuosa (Figura 3.16.C).

Afloramentos Rochosos

Afloramentos rochosos de grande expressão foram identificados tanto no registro

batimétrico (Figura 3.7) quanto sonográfico (Figura 3.16) e caracterizados como arenitos da

Formação Barreiras. O afloramento registrado na margem direita do rio Potengi, região próximo

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37

ao Baldo (Bloco Diagrama da Figura 3.7 e Figura 3.16A), é denominado na carta náutica nº 802

(Marinha do Brasil) de “Pedra do Oitizeiro”. Próximo ao Iate Clube de Natal, foi observado um

grande afloramento com aproximadamente 5 metros de altura em relação ao leito. A Formação

Barreiras constitui o embasamento acústico observado em registros símicos e apresenta um

considerável controle na deposição dos sedimentos, formando vales preenchidos por sedimentos

Quaternários.

Afloramentos de menor extensão na foz do estuário, com feição típica de assinatura

acústica de rochas praiais (“beachrocks”), foram obtidos por meio de dragagem realizada pela

Companhia das Docas do Rio Grande do Norte-CODERN no ano de 2010, e identificados como

rochas praiais.

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38

Figura 3.16 - Afloramentos rochosos caracterizados como arenitos da Formação Barreiras (A,B e C), com aplicação de máscaras

negativas para ressaltar sombra e relevo dos afloramentos. Destaque para um extenso campo de ripples em C.

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39

Figura 3.17 – (A) Forma de leito plana destaque para as pequenas depressões geradas geralmente por turbilhões; (B) fundo plano

numa região com predominância de sedimentos siltosos.

Conclusões

A integração de dados batimétricos e sonográficos adquiridos neste estudo, associados a

coleta de amostras, possibilitou um detalhamento da disposição do substrato estuarino,

permitindo uma visualização em mapa da distribuição das formas de leito e afloramentos

rochosos. Fatores como mudanças do tipo de sedimento, irregularidade do substrato,

profundidade e tamanho do grão dos sedimentos, são responsáveis pelas variações texturais e

morfológicas visualizadas nos registros sonográficos.

Os sedimentos arenosos são predominantes, a fácie sedimentar principal é arenosa,

sendo as áreas mais profundas do canal estuarino capeadas por sedimentos mais grossos,

tipicamente seixos e areia com cascalho, juntamente com fragmentos de conchas calcáreas e as

áreas mais rasas por sedimentos finos.

As principais formas de leito encontradas foram as dunas com pequenos comprimentos

de ondas entre 2 e 3 m, seguidas por dunas com médio comprimento de ondas de

aproximadamente 6 m e alturas variando de 0.4 a 1.6 m, e dunas com grandes comprimentos de

ondas variando de 65 a 90 m, com alturas de 2 a 2.8 m. Na zona do canal principal foram

registradas principalmente dunas de médias a grandes em relação ao comprimento de onda e

altura, além de apresentarem outras feições de sobreposição simples e compostas.

As formas de leito estão condicionadas a granulometria do material sedimentar,

profundidade do fluxo e suas condições hidrodinâmicas. As fortes intensidades de correntes

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 3

40

durante o estágio de maré de enchente no estuário Potengi fazem com que ocorra uma

redistribuição dos sedimentos para o interior do estuário. Estas correntes são em parte

responsáveis pela formação de grandes formas de leito na foz do estuário, onde a fácie

sedimentar dominante é arenosa. As zonas com maiores profundidades se encontram junto às

margens côncavas do estuário, enquanto nas margens convexas ocorre um avançado

preenchimento sedimentar que contribui para o crescimento lateral, em direção ao canal

estuarino. Em suma na parte côncava dos meandros, as margens são erosivas e na parte convexa

ocorrem os depósitos de barra em pontal. Estas barras em pontal foram encontradas próximo aos

meandros com superfície plana cobertas por sedimentos finos.

A ampla variedade de formas aqui encontradas reflete as várias condições

hidrodinâmicas a que está submetida o Rio Potengi, assim como o tipo de sedimentos que

compõe o leito do rio. A maioria das dunas registradas pelo side scan sonar revelou fortes

assimetrias que são indicativas da dominância de correntes de enchente e vazante da maré. A

assimetria das formas de leito ao longo do canal estuarino é um forte indicativo da influência

marinha no estuário, sendo assim o principal controlador da sedimentação ao longo destes

ambientes dominados por maré.

O levantamento com o sonar de varredura lateral revelou algumas mudanças abruptas na

morfologia das formas de leito em um curto espaço, além da sinuosidade das dunas. Estas

mudanças estão relacionadas com as mudanças das cotas batimétricas.

Grandes afloramentos rochosos submersos foram observados e caracterizados como

arenitos da Formação Barreiras. Os afloramentos rochosos de menor porte foram relacionados a

rochas praiais.

A combinação da ecossonda de feixe vertical com o sonar de varredura lateral

desempenha um papel importante na interpretação da assinatura acústica das formas de leito do

tipo duna e na determinação dos limites das principais fácies texturais. A integração desses dois

tipos de sensores também é uma ferramenta fundamental para auxiliar as operações de

dragagem do canal principal de navegação de acesso ao Porto de Natal

Referência Bibliográfica

Ashley, G. 1990. Classification of large-scale subaqueous bedforms a new look at an old

problem. Journal of Sedimentaru Petrology, 60: 160-172;

Belo, W.C. 2002. O fundo marinho da baia da ilha Grande, RJ: evidências da ação de correntes

e de ondas no canal central com base em formas de fundo observadas em registro de sonar (100

kHz). Rev. Bras. Geofis., 20:17-30.

Bezerra, F.H.R.; Amaro, V.E.; Finzi, C.V. & Saadi, A. 2001. Pliocene-Quaternary fault control

of sedimentation and coastal plain morphology in NE Brazil. Journal of South American Earth

Sciences, v 14: 61-75.

Bezerra F.H.R.; Lima-Filho F.P.; Amaral R.F.; Caldas, L.H.O. e Costa Neto, L.X. 1998.

Holocene coastal tectonics in NE Brazil. In: Stewart I.S. and Vita-Finzi C. Coastal Tectonics.

Geological Society, London, Special Publications, 146: 279-293.

Page 41: DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - repositorio.ufrn.br · CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA ... Forma de leito plana destaque

Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 3

41

Briggs, K.B.; Wlliams, K.L.; JACKSON, D.R.; JONES, C.D.; IVAKIN, A.N. & ORSI, T.H.

2002. Fine-scale sedimentary structure: implications for acoustic remote sensing. Marine

Geology, 182:141-159.

Collier, J.S. & C.J. Brown. 2005. Correlation of sidescan backscatter with grain size distribution

of surficial seabed sediments. Mar. Geol., 214(4):431-449.

Cunha, E. M. S. 2004. Evolução atual do Litoral de Natal – RN (Brasil) e suas aplicações a

Gestão Integrada. Tese de Doutorado. Universitat de Barcelona. Programa de Doctorado de

Ciencias del Mar Departament d’Ecologia. Departament d’Estratigrafia i Paleontologia, 128p.

Dalrymple, R.W. & Rhodes, R.N. 1995. Estuarine dunes and bars. In: Geomorphology and

Sedimentology of Estuaries, edited by G.M.E. Perillo (Amsterdam Elsevier), 359-422 p.

Davis J.L. 1977. Geographical Variation in Coastal Development. New York, Longman, 204 p.

Davis, A.; HAYNES, R.; BENNELL, J. & HUWS, D. 2002. Surficial seabed sediment

properties derived from seismic profiler responses. Marine geology, 182:209-223.

Della Fávera, J.C. 2001. Fundamentos de Estratigrafia Moderna. Rio de Janeiro: Editora UERJ,

p.127-130, p. 174-177.

Frazão, E.P. 2003. Caracterização Hidrodinâmica e Morfo-sedimentar do Estuário Potengi e

áreas adjacentes: subsídio para controle e recuperação ambiental no caso de derrames de

hidrocarbonetos. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-graduação em geodinâmica e

Geofísica. UFRN, 145p.

Knight, J. & Duncan, M F. 2005. Towards an Understanding of the mophodynamics and

sedimentary evolution of estuaries. In High Resolution Morphodynamics and Sedimentary

Evolution of Estuaries, 1pp;

Lancker, V.; J. Lanckneus; S. Hearn; P. Hoekstra; F. Levoy; J. Miles; G. Moerkerke; O.Monfort

& R. Whitehouse. 2004. Coastal and nearshore morphology, bedforms and sediment transport

pathways at Teignmouth (UK). Continental Shelf Research 24:1171-1202.

Mabesoone J.M. 1996. Bacia Sedimentar Costeira Pernambuco-Paraíba-Rio Grande do Norte.

In: IV Simp. sobre o Cretáceo do Brasil. UNESP. Rio Claro - SP.

Middleton, G.V. & Southard, J.B. 1986. Mechanics of sediment movement, 2nd ed. SEPM

Short Course, nº3, 246 p.

Nimer, E. 1972. Climatologia da Região Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Geografia, 34

(2): 3-51.

Perillo, G.M.E. 1995. Geomorphology and Sedimentology of estuaries. Development in

Sedimentology 53, Elsevier, Amsterdam. 471pp.

Quaresma, V. S.; G.T.M. Dias & J.A. Baptista Neto. 2000. Caracterização da ocorrência de

padrões de sonar de varredura lateral e sísmica de alta freqüência (3,5 e 7,0 kHz) na porção sul

da Baía de Guanabara. J. Rev. Bras. Geof., 18(2):201-214.

Page 42: DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - repositorio.ufrn.br · CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA ... Forma de leito plana destaque

Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 3

42

Radam Brasil. 1981. Série Levantamento de Recursos Naturais do PROJETO RADAM

BRASIL, 1981.

Rocha, A. K. R. 2008. Caracterização Morfológica e Sedimentológica da Foz do estuário do rio

Açu, Macau-RN. Relatório de Graduação. Departamento de Geologia, UFRN 72p.

Souza, L.A.P. 2006. Revisão crítica da aplicabilidade dos métodos geofísicos na investigação de

áreas submersas rasas. Tese de Doutorado. Instituto Oceanográfico da Universidade de São

Paulo. 284p.

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 4

43

Capítulo 4 - CARACTERIZAÇÃO SISMO-ESTRATIGRÁFICA DO SISTEMA

ESTUARINO DO RIO POTENGI, NATAL (BRASIL).

SISMO-STRATIGRAPHY CHARACTERIZATION OF THE POTENGI RIVER

ESTUARINE SYSTEM, NATAL (BRAZIL).

Resumo

Este estudo apresenta a caracterização sismo-estratigrafica do estuário do Rio Potengi localizado na

cidade de Natal-RN. Os conceitos de estratigrafia sísmica foram aplicados para a análise estratigráfica,

após a sua aplicação bem-sucedida para outros estuários rasos e em sistemas de vales preenchidos

(Dalrymple e Zaitlin 1994; Lessa et al 1998). Através da sísmica de alta resolução (perfilador de subfundo

tipo x-star) associada à sondagens (SPT) foi possível obter informações significativas a respeito da

influência dos efeitos das variações do nível do mar sobre o potencial de conservação das seqüências

deposicionais. A análise sísmica de alta resolução foi realizada para: (1) identificar as superfícies

sismostratigraficas-chave; (2) analisar o corpo de sedimentos no que diz respeito a seus padrões

geométricos e sismofácies e (3) reconhecer os principais elementos estruturais, com foco na tectônica

sinsedimentar. De acordo com a análise de dados de poços foi possível definir diferentes unidades lito-

faciológicas no vale do estuário, sendo as quatro principais unidades litoestratigráficas: (1) uma camada

de areia aluvionar argilosa com textura variada (fina a média), muito compacta (Unidade I - basal),

espessura variando de 3m até 5m; (2) sobre a unidade basal tem-se uma areia fina a média, silto-argilosa

com intervalos de 5.6 a 2.9m de espessura (Unidade II), (3) unidade de argila silto-arenosa com conchas

marinhas, a espessura da unidade III chega a atingir até 2.4m, (4) e por fim no topo areia fina a média, por

vezes pouco argilosa, atingindo no máximo 5.8m de espessura. Através dos registros de sísmica rasa,

foram reconhecidos quatro tipos distintos de ecocaráters classificados, de acordo com a proposta adotada

por Baptista Neto (1993) e Baptista Neto et al. (1996), em: tipo 1, tipo 2A e 2B; e tipo 3.

Palavras-chave: estuário, sísmica, sismo-estratigráficas.

Abstract

This study shows the seismic-stratigraphic characterization of the Potengi River estuarine system, Natal-

RN. The concepts of seismic stratigraphy were applied to the stratigraphic analysis, after the successful

application to other shallow estuaries and valleys filled systems (Dalrymple and Zaitlin 1994; Lessa et al

1998). Through high resolution seismic (sub bottom profiler/x-star) associated with well data (SPT) was

possible to obtain significant information about the influence of the changing sea level effects on the

potential conservation of depositional sequences. The high-resolution seismic analysis was conducted to:

(1) identify the sismo-stratigraphic keys, (2) analyze the sediments with respect to the geometric patterns

and sismofácies (3) recognize the major structural elements, focusing in sinsedimentar tectonic.

According to the analysis of well data has been possible to define different litho-facies units in the valley

of the estuary: (1) a layer of sand alluvial clay with varied texture (fine to medium), very compact (unit I -

baseline), a thickness ranging from 3 m to 5 m, (2) on basal unit has an average fine sand, silt-clay at

intervals 5.6 to 2.9m thickness units (unit II), (3) unit sandy-silty clay with shells, the thickness of unit III

reaches up to 2.4m, (4) and finally at the top with fine to medium sand, sometimes little clay, reaching up

to 5.8m thick. The shallow seismic records, we identified four distinct types of ecocaráters classified

according to the proposal adopted by Baptista Neto (1993) and Baptista Neto et al. (1996) in: type 1, type

2A and 2B, and type 3.

Keywords: estuary, seismic, seismic-stratigraphic.

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 4

44

Introdução

Nos últimos anos, a aplicação da estratigrafia de seqüências tem sido uma ferramenta

providencial capaz de determinar a história geológica recente dos sistemas estuarinos, além de

estabelecer uma relação entre a sua evolução e a fisiografia estuarina, histórico de soterramento,

regime hidrológico, e a variação do nível do mar (Freyand & Howard, 1986).

A maioria dos estudos prévios a respeito do preenchimento estuarino foi realizada em

áreas dominadas por marés (Allen 1990; Allen and Posamentier 1993; Dalrymple and Zaitlin

1994) ou por ondas (Boyd and Honig 1992; Lessa et al.1998), ou em estuários caracterizados

por grande aporte de sedimentos fluviais (Cooper 1993; Hori et al. 2001). O presente estudo

centra-se no sistema estuarino do Rio Potengi, onde o aporte fluvial é dominado por eventos

sazonais, ao contrário de muitas bacias hidrográficas temperadas. A integração entre a

caracterização das fácies sísmicas e estratigráficas no estuário Potengi podem fornecer

informações significativas para melhor compreensão da evolução estratigráfica rasa desta

região.

Neste contexto, o presente trabalho pretende avançar no conhecimento do sistema

estuarino do Rio Potengi, Natal - RN, através da caracterização sismo-estratigráfica. O estuário

do rio Potengi está localizado na porção litorânea Oriental do estado do Rio Grande do Norte e

inserido no contexto geológico da Bacia costeira Pernambuco-Paraíba-Rio Grande do Norte

(Figura 4.1), de idade Cretácea (Mabessone 1996).

Figura 4.1 – Mapa de Localização.

Materiais e Métodos

Os principais métodos de investigação do fundo e sub-fundo marinho que utilizam a

propagação de ondas acústicas são a sísmica, a sonografia e a batimetria. Estes sistemas de

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 4

45

aquisição funcionam segundo o mesmo princípio: a emissão, propagação e reflexão de ondas

acústicas entre dois ou mais meios físicos de propriedades elásticas distintas (coluna d'água,

camadas sedimentares, etc.) (Neto, 2000). Neste trabalho foi utilizado um perfilador sísmico da

Edgetech modelo X-Star 3200-XS (Figura 4.2), operando na faixa de amplitude de 0.5 - 6.0 kHz

e 0.5 - 7.2 kHz.

Figura 4.2 – Conjunção dos equipamentos utilizados na perfilagem sísmica do sistema estuarino do rio Potengi.

Os perfis sísmicos de alta resolução foram coletados no interior do estuário do rio

Potengi sendo obtidos em todo o vale do estuário (Figura 4.3).

Figura 4.3 – Malha adotada durante a perfilagem do sistema Potengi.

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 4

46

A velocidade sísmica pode variar entre 200 - 2000 m/s em substratos inconsolidados

saturados de água. Por isso, a velocidade do som na água (~ 1500 m/s) foi usada tanto para a

água como para os sedimentos a fim de se calcular a profundidade de penetração e a espessura

das diferentes camadas. A profundidade máxima de penetração conseguida foi ~65 m abaixo do

atual nível do mar (onde o fundo do mar estava a 25 m de profundidade) e a resolução vertical

entre as diferentes camadas foi de 0.3 m.

O posicionamento foi obtido por um DGPS (Differential Global Positioning System),

posicionado na popa da embarcação e o offset foi calculado a fim de corrigir as coordenadas

extraídas. Para a navegação da embarcação e posicionamento dos perfis sísmicos foi utilizado o

software GPS TrackMaker PRO. A navegação foi feita com base em uma carta batimétrica

elaborada em 2001 pelo Laboratório GGEMMA 1:25.000 (Frazão, 2003).

Os dados de sísmica rasa foram processados utilizando os softwares Discover e

Reflexw, passando pelo fluxo de processamento adotado por Gomes (2009) com o objetivo da

aplicação de filtros para retirada de múltiplas e de ruídos.

Os dados de sondagem à percussão ou sondagem de simples reconhecimento, foi

realizada durante o ano de 1988 com o intuito de se obter subsídios na definição do tipo e do

dimensionamento das fundações para a edificação da primeira ponte construída sobre o Rio

Potengi. Foi colocado a disposição três perfis de sondagem, onde dois foram realizados pelo

Departamento de Estradas e Rodagem (DER) e um pela Companhia de Desenvolvimento de

Recursos Minerais do Rio Grande do Norte (CDM/RN).

Análise do sistema estuarino Potengi

ARCABOUÇO TECTÔNICO

O litoral oriental do Rio Grande do Norte é marcado por uma série de vales estruturais

de direção NE a ENE, os quais são controlados por feições tipo graben que aprisionam, em seu

assoalho, os sedimentos areno-argilosos da Formação Barreiras (Mioceno-Pleistoceno),

capeados por aluviões e outros depósitos recentes (Bezerra et al. 1998).

As rochas praiais, que ocorrem ao longo do litoral são boas ferramentas para

caracterizar a neotectônica da região (Caldas 1996). Devido à natureza dos corpos arenosos, os

indicadores cinemáticos, principalmente estrias, são pouco desenvolvidos nos mesmos; porém, a

morfologia e arranjo dos sistemas de fraturas pode suprir, pelo menos em parte, essa deficiência

(Pereira 1999). De acordo com Pereira (1999) que estudou as principais direções de

lineamentos na Formação Barreiras e nas rochas praiais, na Formação Barreiras foram

observados campo de tensões com extensão N-S e compressão E-W, sendo que este campo de

tensões pode se reportar a um evento mais antigo (pleistoceno inferior), compatível com o

campo regional atual (compressão E-W e extensão N-S). Os lineamentos preferenciais

observados nas rochas praiais, segundo Pereira (op. cit), foram nas direções N-S, E-W e pares

conjugados NE e NW, oblíquos à orientação preferencial do cordão de arenito de praia.

Os processos tectônicos atuantes próximos ao estuário Potengi e áreas adjacentes foram

descritos com mais precisão a partir das idades por radiocarbono obtidas por Bezerra et al.

(1998). Mais recentemente Bezerra et al. (2001), com base em dados de poços e de geofísica,

concluíram que a bacia do estuário do rio Potengi apresenta a forma de um semi-graben,

estendendo-se por no mínimo 20km a partir do litoral até Macaíba, e limitada pela falha do

Jundiaí de direção preferencial de 60º (NE), localizada na margem direita do rio Potengi (Figura

4.4).

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 4

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Figura 4.4 – Mapa Geológico da planície costeira da área de estudo. Modificado de Bezerra et al, 2001.

Discussões e conclusões

IDENTIFICAÇÃO DOS ECOCARÁTERS

Através dos registros de sísmica rasa, foram reconhecidos quatro padrões distintos ao

longo da área levantada, sendo utilizada a classificação proposta por Baptista Neto (1993) e

Baptista Neto et al. (1996). O autor (op cit) classifica três tipos distintos de ecocaráter, em tipo

1, tipo 2 e tipo 3.

O ecocaráter do tipo 1 é caracterizado por não ocorrer penetração no subfundo, estando

relacionado a um sedimento arenoso. No tipo 2 tem-se a penetração do sinal e consegue-se

observar refletores de subfundo e o embasamento acústico, estando relacionado a um sedimento

lamoso. O ecocaráter do tipo 3 também ocorre com uma penetração do sinal apresentando uma

série de refletores múltiplos estando relacionado a uma área de transição areia-lama indicando

ainda a presença de gás no sedimento.

Neste trabalho foram encontrados os três tipos de ecocaráteres estabelecidos por

Baptista Neto (1993) e um quarto tipo (Figura 4.5), que seria uma variação do tipo 2 descrito na

literatura. Dessa forma o tipo 2 passa a ser chamado de 2A e a variação encontrada como 2B. O

ecocaráter do tipo 2B mostra uma penetração do sinal no subfundo, tendo como característica a

ocorrência de refletores, e não se observa o embasamento acústico.

Como pode ser observado na Figura 4.5, o ecocaráter do tipo 1 é encontrado na foz do

estuário Potengi, estando relacionado a um fundo de areia média. Observa-se ainda, um campo

de dunas com grande porte. Nessa área nota-se uma passagem gradual das areias médias para as

areias finas a muito finas em direção a montante, além de uma suavização do fundo que passa a

ter uma característica plana.

O ecocaráter do tipo 2A é observado nas proximidades da nova ponte sobre o rio

Potengi. Essa área está relacionada a um fundo com dunas 2D e 3D de porte médio a pequeno

de areias médias e de areias finas a muito finas. Por vezes o fundo relacionado a esse tipo de

ecocaráter se mostra plano ou com inclinação suave. O ecocaráter do tipo 2B aparece logo após

a ocorrência do ecocaráter 2A, sendo observado a partir do Iate Club até as proximidades do

porto de Natal (Figura 4.5). Está relacionado a um fundo irregular de areia fina a muito fina e de

lama em suas margens. Observa-se a ocorrência de refletores planos e irregulares.

O ecocaráter do tipo 3 é observado nas proximidades da base Naval, (Figura 4.5). Esse

tipo de ecocaráter está relacionado a um fundo lamoso, com areia fina. O registro se mostra com

uma forte reflexão, mascarando os refletores de subfundo (Figura 4.5), estas anomalias acústicas

são características da presença de gás no sedimento que é produzido pelo processo de

decomposição da matéria orgânica desencadeado por bactérias anaeróbicas. Frazão (2007)

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 4

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descreveu as anomalias encontradas no estuário do rio Potengi, assim como vários autores já

descreveram essas anomalias em outras áreas tanto em regiões marinhas profundas (Figueiredo

Jr. et al.,1993; Manley & Flood, 1989 e Tucholke et al., 1977) como em áreas protegidas como

os estuários ( Baptista Neto, 1993).

Figura 4.5 – Reconhecimento de quatro padrões distintos de ecocaraters ao longo da área levantada, sendo utilizada a classificação

proposta por Baptista Neto (1993) e Baptista Neto et al. (1996). Ecocaráter do tipo 1, caracterizado por não ocorrer penetração no subfundo; do tipo 2A com a penetração do sinal, observando-se refletores de subfundo e o embasamento acústico; do tipo 2B mostra

uma penetração do sinal no subfundo, sendo que não se observa o embasamento acústico; e o ecocaráter do tipo 3 com uma

penetração do sinal apresentando uma série de refletores múltiplos relacionado a uma área de transição areia-lama indicando ainda a presença de gás no sedimento.

MAPEAMENTO EM SUBSUPERFÍCIE DO PACOTE SEDIMENTAR ROCHOSO

De acordo com a análise sísmica de alta resolução foi possível: (1) identificar as

superfícies sismostratigraficas-chave; (2) analisar o corpo de sedimentos no que diz respeito a

seus padrões geométricos e sismofácies e (3) reconhecer os principais elementos estruturais,

com foco na tectônica sinsedimentar.

Identificação das superfícies sismoestratigráficas, geometrias e sismofácies

Através da sísmica com X-Star, foi possível identificar dois pacotes sedimentares

associados aos sedimentos holocenicos e pleistocenicos, formando os dois horizontes principais.

Três características são reconhecidas nos perfis sísmicos (Figura 4.6): 1) refletores bem

marcados, sendo um mais contínuo, relacionado a Formação Barreiras e chamado embasamento

acústico, além de refletores de menor estensão e acima do embasamento acústico,

provavelmente relacionado a rochas praiais; 2) vales incisos, e 3) sismofácies com padrão

sigmoidal e plano-paralelo.

O limite entre os sedimentos inconsolidados recentes e as rochas da Formação Barreiras

ficou muito bem marcado na maioria dos perfis sísmicos, porém as acumulações de gás natural

em alguns perfis mascararam totalmente ou parcialmente os registros sísmicos. As rochas da

Formação Barreiras ocorrem tanto na superfície do leito estuarino como a 25m abaixo da

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49

superfície do fundo, este limite está bem marcado sendo considerado como o embasamento

acústico na maioria dos registros. Estes refletores claramente evidenciam a atividade tectônica

no estuário Potengi, sendo marcado por soerguimentos e falhas normais orientadas para N-S

(Figuras 4.6 e 4.7).

Foram identificados alguns preenchimentos de canais em áreas com pouca variação

morfológica, onde formam superfícies de inundação planas a suavemente inclinadas (planície de

maré e flúvio/estuarina) (Figura 4.7). A presença destes vales preenchidos indica a variação do

regime fluvial, podendo ser observada estruturas de acréscimo lateral nesses pequenos vales,

aparentemente meandros. Provavelmente o arrasamento das extremidades desses canais foi

causado por aumento de espaço de acomodação e, conseqüentemente, deposição dos sedimentos

pleistocênicos e holocênicos.

Algumas superfícies podem ser interpretadas como falhamentos, onde os sedimentos

recentes repousam sobre estas estruturas. O relevo do embasamento acústico é fortemente

marcado por neotectônica, promovendo barreiras de sedimentação influenciando na progradação

dos sedimentos e condicionando o preenchimento do vale estuarino. Este aspecto estrutural

pode promover o blancket acústico causado pelo escape de gás (Destaque da Figura 4.7), sendo

esse com sua origem associada a processos biogênicos em sedimentos rasos.

Ao longo do estuário Potengi foram identificados outros padrões de sismofácies. Dentre

eles o padrão sigmoidal; 2) sismofácies com padrão oblíquo; 3) sismofácies plano-paralela.

Estas sismofácies encontradas ocorrem em todo o canal e podem ser correlacioanadas com a

transgressão marinha durante o Holoceno até os dias atuais.

A análise dos registros sísmicos permitiu a visualização de refletores com uma

configuração interna progradante, do tipo sigmoidal e obliqua (Figuras 4.6 e 4.7). Essa fácies

representa a progradação dos estratos em direção a foz do estuário, além da leve inclinação dos

refletores na mesma direção.

Foram observados também a transição para refletores plano-paralelos (Figuras 4.6 e

4.7), numa porção mais superior. Por vezes estes refletores apresentam espaçamento e

intensidade irregulares apresentando-se mais fracos em alguns setores do registro sísmico. Esta

fácies é resultado de um ambiente relativamente calmo indicando uma taxa de deposição

uniforme dos estratos sobre uma superfície estável ou uniformemente subsidente. Em alguns

registros as superfícies refletoras horizontais se mostraram levemente inclinadas para a foz,

regulares e contínuas, indicando uma provável variação da área na taxa de deposição.

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50

Figura 4.6 – Registro mostrando três características reconhecidas nos perfis sísmicos: 1) refletores bem marcados, chamado de embasamento acústico e acima arenitos de praiais; 2) vales incisos e 3) sismofácies do tipo

sigmoide e plano-paralela.

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Figura 4.7 – Perfil mostrando os diferentes padrões de sismofácies encontradas no sistema estuarino do rio Potengi.

A configuração da sismofácies do tipo hummocky foi identificada através de refletores

descontínuos, irregulares, subparalelos, formando um padrão ondulado segmentado (Figura

4.8). Esse padrão pode ser interpretado como lobos de estratos interdigitados de águas rasas.

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52

Figura 4.8 – Padrão de sismofácies hummocky encontradas no sistema estuarino do rio Potengi.

ESTRATIGRAFIA DO VALE-ESTUARINO

O vale estuarino do Rio Potengi está limitado por um substrato rochoso Quaternário,

composto principalmente de uma sucessão de arenitos da Formação Barreiras, que por vezes

chegam a aflorar. Sobre este substrato tem-se um pacote de sedimentos Holocênicos, além de

alguns arenitos praiais. Devido ao processo recente de sedimentação, o fundo do estuário é

preenchido com lama e sedimentos finos na sua parte superior, que se tornam mais grossos em

direção à foz.

De acordo com Campo & Silva (1969) e Costa (1970), do ponto de vista estrutural,

feições importantes são atribuídas a falhamentos, de direção NE-SW representados pelo Graben

de Natal, NW-SE ao Graben de Parnamirim e NW-SE no Graben Ceará Mirim, os quais foram

evidenciados por estudos geofísicos e correlação litoestratigráfica entre perfis de poços.

A estratigrafia da região agrupa arenitos e calcários mesozóicos aflorantes, que

repousam discordantemente sobre rochas pré-cambrianas do embasamento cristalino,

constituído pelo Complexo Caicó, e sobrepostas a estes estratos, estão os sedimentos argilo-

arenosos Terciários do Grupo Barreiras tipicamente clásticos, os sedimentos Quaternários da

Formação Potengi, arenitos de praia holocênicos (beachrocks), areias de dunas sub-recentes a

recentes, coberturas arenosas, sedimentos praiais e aluvionares, depositados nos estuários da

região.

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 4

53

De acordo com dois poços coletados pelo DER (Departamento de Estradas e Rodagem)

e um pela CDM/RN (Companhia de Desenvolvimento de Recursos Minerais do Rio. Grande do

Norte), no percurso da ponte sobre o rio Potengi, foi possível identificar quatro principais

unidades litoestratigráficas: (1) uma camada de areia aluvionar argilosa com textura variada

(fina a média), muito compacta (Unidade I - basal), espessura variando de 3m até 5m; (2) sobre

a unidade basal tem-se uma areia fina a média, silto-argilosa com intervalos de 5.6 a 2.9m de

espessura (Unidade II), (3) unidade de argila silto-arenosa com conchas marinhas, a espessura

da unidade III chega a atingir até 2.4m, (4) e por fim no topo areia fina a média, por vezes

pouco argilosa, atingindo no máximo 5.8m de espessura.

Conclusões

Os registros sísmicos adquiridos pelo x-star possibilitou exibir a disposição do substrato

estuarino, permitindo uma visualização em perfil da distribuição das unidades estratigráficas.

Fatores como mudanças do tipo de sedimento, irregularidade do substrato, profundidade e

tamanho do grão dos sedimentos, são responsáveis pelas variações texturais e morfológicas

visualizadas nos registros sísmicos.

Neste trabalho foram encontrados os quatro tipos de ecocaráteres. O ecocaráter do tipo 1

é caracterizado por não ocorrer penetração no subfundo, estando relacionado a um sedimento

arenoso; o tipo 2A tem-se a penetração do sinal e consegue-se observar refletores de subfundo e

o embasamento acústico, estando relacionado a um sedimento lamoso; o tipo 2B mostra uma

penetração do sinal no subfundo, tendo como característica a ocorrência de refletores, e não se

observa o embasamento acústico e por fim o tipo 3 que ocorre com uma penetração do sinal

apresentando uma série de refletores múltiplos estando relacionado a uma área de transição

areia-lama indicando ainda a presença de gás no sedimento.

De acordo com a análise sísmica de alta resolução foi possível: (1) identificar as

superfícies sismostratigraficas-chave; (2) analisar o corpo de sedimentos no que diz respeito a

seus padrões geométricos e sismofácies e (3) reconhecer os principais elementos estruturais,

com foco na tectônica sinsedimentar.

Quatro características foram facilmente identificadas nos perfis sísmicos: 1) um refletor

bem marcado, chamado de embasamento acústico; 2) sismofácies com padrão sigmoidal e

hummocky, 3) sismofácies plano-paralela, e 4) sismofácies representando vales incisos. Estas

sismofácies encontradas ocorrem em todo o canal e podem ser correlacioanadas com a

transgressão marinha durante o Holoceno até os dias atuais.

Algumas superfícies foram interpretadas como falhamentos, onde os sedimentos

recentes repousam sobre estas estruturas. O relevo do embasamento acústico é fortemente

marcado por neotectônica, promovendo barreiras de sedimentação influenciando na progradação

dos sedimentos e condicionando o preenchimento do vale estuarino. Este aspecto estrutural

pode promover o blancket acústico causado pelo escape de gás, sendo esse com sua origem

associada a processos biogênicos em sedimentos rasos.

A análise dos registros sísmicos permitiu a visualização de refletores com uma

configuração interna progradante, do tipo sigmoidal. Alguns refletores plano-paralelos foram

identificados, apresentando espaçamento e intensidade irregulares, estando associado a um

ambiente relativamente calmo indicando uma taxa de deposição uniforme dos estratos sobre

uma superfície estável ou uniformemente subsidente.

Os vales incisos foram encontrados em áreas com pouca variação morfológica, onde

formam superfícies de inundação planas a suavemente inclinadas (planície de maré e

flúvio/estuarina). A presença destes vales preenchidos indica a variação do regime fluvial,

podendo ser observada estruturas de acréscimo lateral nesses pequenos vales, aparentemente

meandros, indicando um curso diferente do rio. Provavelmente o arrasamento das extremidades

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 4

54

desses canais foi causado por aumento de espaço de acomodação e, conseqüentemente,

deposição dos sedimentos pleistocênicos e holocênicos.

A princípio a atividade tectônica aliada a variação do nível do mar são os principais

condicionantes da evolução estratigráfica rasa do estuário do rio Potengi. As sismofácies

identificadas apontam uma migração do rio em direção a falha do Jundiaí, onde os registros

sísmicos indicam estruturas de acréscimo lateral nesses pequenos vales, aparentemente

paleomeandros. A transgressão marinha durante o Holoceno até os dias atuais é representada

através das sismofácies sigmoidais e plano-paralelas.

O vale estuarino do Rio Potengi está limitado por um substrato rochoso Quaternário,

composto principalmente de uma sucessão de arenitos da Formação Barreiras, que por vezes

chegam a aflorar e que são responsáveis por influenciar nos processos de sedimentação atuais.

Sobre este substrato tem-se um pacote de sedimentos Holocênicos, além de alguns arenitos

praiais. Devido ao processo recente de sedimentação, o fundo do estuário é preenchido com

lama e sedimentos finos na sua parte superior, que se tornam mais grossos em direção à foz.

De acordo com dados de poços foi possível identificar quatro principais unidades

litoestratigráficas: (1) uma camada de areia aluvionar argilosa com textura variada (fina a

média), muito compacta (Unidade I - basal), espessura variando de 3m até 5m; (2) sobre a

unidade basal tem-se uma areia fina a média, silto-argilosa com intervalos de 5.6 a 2.9m de

espessura (Unidade II), (3) unidade de argila silto-arenosa com conchas marinhas, a espessura

da unidade III chega a atingir até 2.4m, (4) e por fim no topo areia fina a média, por vezes

pouco argilosa, atingindo no máximo 5.8m de espessura.

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 5

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Capítulo 5 – Conclusões & recomendações

Conclusões

Através da caracterização das fácies sísmicas, estratigráficas, sonográficas e

morfológicas presentes no estuário Potengi foi possível fornecer informações significativas para

melhor compreensão dos processos hidrodinâmicos e geológicos atuantes, além de proporcionar

uma melhor compreensão da evolução estratigráfica rasa desta região.

A morfologia das margens é definida pelo canal principal de navegação do estuário

Potengi. Isto pode ser observado através da análise batimétrica e da configuração de fundo das

04 sub-áreas estudadas, onde as margens de declive acentuado posicionam-se paralelamente

muito próximas do eixo do canal, enquanto que as margens de baixa declividade se encontram

numa posição mais distante do mesmo.

Os registros sonográficos adquiridos pelo sonar possibilitou exibir a disposição do

substrato, permitindo uma visualização em mapa da distribuição das formas de leito. Fatores

como mudanças do tipo de sedimento, irregularidade do substrato, profundidade e tamanho do

grão dos sedimentos, são responsáveis pelas variações texturais e morfológicas visualizadas nos

registros sonográficos. Onde as principais formas de leito encontradas foram as dunas com

comprimentos de ondas variando de pequeno a grandes. Na zona do canal principal foram

registradas principalmente dunas de médias a grandes em relação ao comprimento de onda e

altura, além de apresentarem outras feições de sobreposição simples e compostas. Grandes

afloramentos rochosos submersos foram observados na sísmica bem como na sonografia e

caracterizados como arenitos da Formação Barreiras. Estes são responsáveis por um

considerável controle neotectônico no estuário, formando vales preenchidos por sedimentos

recentes.

As fortes intensidades de correntes durante o estágio de maré de enchente no estuário

Potengi fazem com que ocorra uma redistribuição dos sedimentos para o interior do estuário.

Estas correntes são em parte responsáveis pela formação de grandes formas de leito na foz do

estuário, onde a fácie sedimentar dominante é arenosa. As zonas com maiores profundidades se

encontram junto às margens côncavas do estuário, enquanto nas margens convexas ocorre um

avançado preenchimento sedimentar que contribui para o crescimento lateral, em direção ao

canal estuarino. Este crescimento lateral está em forma de barras em pontal, que foram

encontradas próximo aos meandros com superfície plana cobertas por sedimentos finos.

Os sedimentos arenosos são predominantes, sendo reconhecidas seis fácies: areia, areia

com cascalho esparso, areia com cascalho, areia lamosa com cascalho esparso, areia siltosa e

silte arenoso. A fácie sedimentar principal é a fácie arenosa, sendo as áreas mais profundas do

canal estuarino capeadas por sedimentos mais grossos, tipicamente seixos e areia com cascalho,

juntamente com fragmentos de conchas calcáreas e as áreas mais rasas por sedimentos finos.

Através dos registros de sísmica rasa, foram reconhecidos quatro tipos distintos de

ecocaráters, classificados em: tipo 1 caracterizado por não ocorrer penetração no subfundo,

estando relacionado a um sedimento arenoso; o tipo 2A ocorre a penetração do sinal e

consegue-se observar refletores de subfundo e o embasamento acústico, estando relacionado a

um sedimento lamoso; o tipo 2B mostra uma penetração do sinal no subfundo, tendo como

característica a ocorrência de refletores, e não se observa o embasamento acústico e por fim o

tipo 3 que ocorre com uma penetração do sinal apresentando uma série de refletores múltiplos

estando relacionado a uma área de transição areia-lama indicando ainda a presença de gás no

sedimento.

De acordo com a análise sísmica de alta resolução foi possível reconhecer três

características principais: 1) um refletor bem marcado, chamado de embasamento acústico; 2)

sismofácies com padrão sigmoidal ehummocky, e 3) sismofácies plano-paralela. O limite entre

os sedimentos inconsolidados recentes e as rochas da Formação Barreiras ficou muito bem

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 5

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marcado na maioria dos perfis sísmicos, porém as acumulações de gás natural em alguns perfis

mascararam totalmente ou parcialmente os registros sísmicos.

Foram identificados alguns preenchimentos de canais em áreas com pouca variação

morfológica, onde formam superfícies de inundação planas a suavemente inclinadas (planície de

maré e flúvio/estuarina). A presença destes vales preenchidos indica a variação do regime

fluvial, podendo ser observada estruturas de acréscimo lateral nesses pequenos vales,

aparentemente meandros, indicando um curso diferente do rio. Provavelmente o arrasamento

das extremidades desses canais foi causado por aumento de espaço de acomodação e,

conseqüentemente, deposição dos sedimentos pleistocênicos e holocênicos.

O vale estuarino do Rio Potengi está limitado por um substrato rochoso Quaternário,

composto principalmente de uma sucessão de arenitos da Formação Barreiras, que por vezes

chegam a aflorar. Sobre este substrato tem-se um pacote de sedimentos Holocênicos, além de

alguns arenitos praiais. Devido ao processo recente de sedimentação, o fundo do estuário é

preenchido com lama e sedimentos finos na sua parte superior, que se tornam mais grossos em

direção à foz.De acordo com dados de poços foi possível identificar quatro principais unidades

litoestratigráficas: (1) uma camada de areia aluvionar argilosa com textura variada (fina a

média), muito compacta (Unidade I - basal), espessura variando de 3m até 5m; (2) sobre a

unidade basal tem-se uma areia fina a média, silto-argilosa com intervalos de 5.6 a 2.9m de

espessura (Unidade II), (3) unidade de argila silto-arenosa com conchas marinhas, a espessura

da unidade III chega a atingir até 2.4m, (4) e por fim no topo areia fina a média, por vezes

pouco argilosa, atingindo no máximo 5.8m de espessura.

Recomendações

Uma vez iniciada a compreensão dos processos atuantes no estuário do rio Potengi,

recomenda-se avançar no conhecimento sonográfico e sismo-estratigráfico da plataforma

adjacente a esta área, bem como expansão dos conhecimentos já existentes, através de:

•Aquisição e interpretação de dados de sísmica rasa ao longo da plataforma adjacente ao

estuário do rio Potengi a fim de aplicar técnicas de Estratigrafia de Sequência na identificação e

correlação dos estratos sedimentares o que irá contribuir significativamente no entendimento da

história geológica holocênica dessa área;

•Realização de testemunhagem por vibração (vibracore) no estuário Potengi e em

regiões vizinhas para auxiliar na interpretação dos dados sísmicos;

•Levantamento sonográfico e hidrodinâmico em diferentes períodos sazonais para fim

de compreender melhor a dinâmica sedimentar atuante nessa região oriental do Estado do RN.

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Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 6

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Capítulo 6 - Referências Bibliográficas

Alexanderson, T. 1972. Mediterraneam beachrock cementation: marine precipitation of Mg-

Calcite. In: Stanley, D.J. (Ed), The Mediterranean Sea: A Natural Sedimentation Laboratory.

Dowden Hutchison & Ross, Pennsylvania, pp.203-223.

Alheiros M.M.; Lima Filho M.F.; Monteiro F.A.J., Filho J.S.O. 1988. Sistemas deposicionais na

Formação Barreiras no Nordeste Oriental. In: SBG/Núcleo Norte, Cong. Brás. Geol., 35, Belém,

Anais, 2:753-760.

Alheiros M.M. & Lima Filho M.F. 1991. A Formação Barreiras. Revisão geológica da Faixa

Sedimentar Costeira de Pernambuco, Paraíba e Rio Grande do Norte. Recife, UFPE/CT/DG.

Estudos Geológicos -Série B, Estudos e Pesquisas, 10 : 77-88.

Allen, J.R.L., 1990, The Severn Estuary in southwest Britain: its retreat under marine

transgression, and fine sediment regime: Sedimentary Geology, v. 66, p. 13–28.

Allen, G.P., & Posamentier, H.W., 1993, Sequence stratigraphy and facies model of an incised

valley fill: the Gironde estuary, France: Journal of Sedimentary Petrology, v. 63, p.378–391.

Ashley, G. 1990. Classification of large-scale subaqueous bedforms a new look at an old

problem. Journal of Sedimentaru Petrology, 60: 160-172;

Baptista neto, J.A. - 1993 - Sedimentologia e geomorfologia da enseada de Jurujuba (Baía de

Guanabara) - Niterói/RJ. Dissertação de Mestrado LAGEMAR - UFF.

Baptista Neto, J.A., Silva, M.A.M. & Figueiredo Jr., A.G. – 1996 - Sísmica de alta freqüência e

o padrão de distribuição de sedimentos na enseada de Jurujuba (Baía de Guanabara) - RJ/Brasil

- Revista Brasileira de Geofísica 14(1): 51-57.

Barbosa, J.A. & Lima Filho, M. 2006. Aspectos estruturais e estratigráficos da faixa costeira

Recife-Natal: observações em dados de poços. Boletim de Geociências da Petrobras, Rio de

Janeiro, v.14, n.2, p. 287-306.

Barbosa, J. A. 2004. Evolução da Bacia da Paraíba durante o Maastrichtiano-Paleoceno:

formações Gramame e Maria Farinha, NE do Brasil. Recife: Universidade Federal de

Pernambuco, 2004. Tese (Mestrado).

Barreto, A. M. F.; Bezerra, F. H. R.; Gianinni, P. C. F.; Suguio, K.; Tatumi, S.H.; yee, M. 2004

Geologia e Geomorfologia do Quaternário Costeiro do Rio Grande do Norte. Revista do

Instituto de Geociências da USP, 4, n.2, p. 1-12.

Belo, W.C. 2002. O fundo marinho da baia da ilha Grande, RJ: evidências da ação de correntes

e de ondas no canal central com base em formas de fundo observadas em registro de sonar (100

kHz). Rev. Bras. Geofis., 20:17-30.

Bezerra, F. H., Ferreira, J. and Souza, M. 2006. Review of seismicity and Neogene tectonics in

northeastern Brazil. Revista Asociación Geológica Argentina.

Bezerra, F.H.R.; Amaro, V.E.; Finzi, C.V. & Saadi, A. 2001. Pliocene-Quaternary fault control

of sedimentation and coastal plain morphology in NE Brazil. Journal of South American Earth

Sciences, v 14: 61-75.

Bezerra F.H.R.; Lima-Filho F.P.; Amaral R.F.; Caldas, L.H.O. e Costa Neto, L.X. 1998.

Holocene coastal tectonics in NE Brazil. In: Stewart I.S. and Vita-Finzi C. Coastal Tectonics.

Geological Society, London, Special Publications, 146: 279-293.

Page 58: DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - repositorio.ufrn.br · CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA ... Forma de leito plana destaque

Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 6

58

Boyd. R. Dalrymple, R. W., Zaitlin, B.A. 2006 Estuarine and incised-valley facies models.

Facies Models Revisited. SEPM Special Publication No. 84, p. 171–235.

Boyd, R. & Honig, C., 1992, Estuarine sedimentation on the eastern shore of Nova Scotia:

Journal of Sedimentary Petrology, v. 62, p. 569–583.

Briggs, K.B.; Wlliams, K.L.; JACKSON, D.R.; JONES, C.D.; IVAKIN, A.N. & ORSI, T.H.

2002. Fine-scale sedimentary structure: implications for acoustic remote sensing. Marine

Geology, 182:141-159.

Caldas L.H.O. 1996. Geologia Costeira da Região de São Bento do Norte e Caiçara, Litoral

Norte Potiguar. Relatório de Graduação. Universidade Federal do Rio Grande do Norte,

Departamento de Geologia, 83 p.

Campos e Silva A. 1969. Contribuição ao estudo do Grupo Barreiras no Rio Grande do Norte.

Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Arq. Inst. Antropol., 5-14.

Collier, J.S. & C.J. Brown. 2005. Correlation of sidescan backscatter with grain size distribution

of surficial seabed sediments. Mar. Geol., 214(4):431-449.

Cooper, J.A.G., 1993, Sedimentation in a river dominated estuary: Sedimentology, v. 40, p.979–

1017.

Cunha, E. M. S. 2004. Evolução atual do Litoral de Natal – RN (Brasil) e suas aplicações a

Gestão Integrada. Tese de Doutorado. Universitat de Barcelona. Programa de Doctorado de

Ciencias del Mar Departament d’Ecologia. Departament d’Estratigrafia i Paleontologia, 128p.

Dalrymple, R.W. & Rhodes, R.N. 1995. Estuarine dunes and bars. In: Geomorphology and

Sedimentology of Estuaries, edited by G.M.E. Perillo (Amsterdam Elsevier), 359-422 p.

Dalrymple, R.W. & Zaitlin, B.A., 1994, High-resolution sequence stratigraphy of a complex,

incised valley succession, Cobequid Bay–Salmon River estuary, Bay of Fundy, Canada:

Sedimentology, v. 41, p. 1069–1091.

Davis J.L. 1977. Geographical Variation in Coastal Development. New York, Longman, 204 p.

Davis, A.; HAYNES, R.; BENNELL, J. & HUWS, D. 2002. Surficial seabed sediment

properties derived from seismic profiler responses. Marine geology, 182:209-223.

Della Fávera, J.C. 2001. Fundamentos de Estratigrafia Moderna. Rio de Janeiro: Editora UERJ,

p.127-130, p. 174-177.

Fairbridge, R.W. 1980. The estuary: its definition and geodynamic cycle. In: Olausson, E. &

Cato, I. (Eds). Chemistry and biogeochemistry of estuaries. John Wilwy and Sons. P.1-35.

Feitosa E. C.; Feitosa, F. A. C.; Lira, H. M. P. Relações estratigráficas e estruturais entre a

Bacia Potiguar e a Bacia Costeira PE/PB: uma hipótese de trabalho. In: Congresso Brasileiro de

Águas Subterrâneas, 12., 2002, Florianópolis. Anais. São Paulo: Associação Brasileira de Àguas

Subterrâneas, 2002. 1 CD-ROM.

Frazão, E.P., Vital, H., 2007. Estruturas Rasas de Gás em Sedimentos no Estuário Potengi

(Nordeste Do Brasil). Revista Brasileira de Geofísica (2007) 25(Supl. 1): 17-26.

Frazão, E.P. 2003. Caracterização Hidrodinâmica e Morfo-sedimentar do Estuário Potengi e

áreas adjacentes: subsídio para controle e recuperação ambiental no caso de derrames de

hidrocarbonetos. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-graduação em geodinâmica e

Geofísica. UFRN, 145p.

Page 59: DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - repositorio.ufrn.br · CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA ... Forma de leito plana destaque

Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 6

59

Freyand & Howard, 1986; Hori K., Saito, Y., Zhao, Q., Cheng, X., Wang, P., Sato, Y. & Li, C.,

2001, Sedimentary facies of the tide-dominated paleo-Changjiang (Yangtze) estuary during the

last transgression: Marine Geology, v. 177, p.331–351.

Gomes, Moab Praxedes. 2009 Aquisição, Processamento e Análise de Dados de Sísmica de Alta

Resolução na Plataforma Continental Norte do Rio Grande do Norte: Vale Inciso do Rio Açu.”

Dissertação de Mestrado. Geodinâmica e Geofísica - Universidade Federal do Rio Grande do

Norte, Agência Nacional do Petróleo. Orientadora: Helenice Vital.

Hopley D. 1986. Beachrock as a sea-level indicator. In: O.V.d. Plassche (Ed), Sea Level

Research: A manual for collection and evaluation of data. Geo books, Norwich, pp. 157-173.

Hori K., Saito, Y., Zhao, Q., Cheng, X., Wang, P., Sato, Y., AND Li, C., 2001, Sedimentary

facies of the tide-dominated paleo-Changjiang (Yangtze) estuary during the last transgression:

Marine Geology, v. 177, p.331–351.

Knight, J. & Duncan, M F. 2005. Towards an Understanding of the mophodynamics and

sedimentary evolution of estuaries. In High Resolution Morphodynamics and Sedimentary

Evolution of Estuaries, 1pp;

Lana, M. C. C.; Roesner, E. H. Palinologia do Cretáceo Superior marinho subaflorante na região

de Natal, RN. Anais da Academia Brasileira de Ciências, Rio de Janeiro, v. 71, n, 1, p. 149-50,

1999a.

Lana, M. C. C.; Roesner, E. H. O Cretáceo Superior na região de Natal, RN: novas

interpretações com base na palinologia. In: Congresso Brasileiro de Paleontologia, 16., 1999,

Crato. Anais. Rio de Janeiro: Sociedade Brasileira de Paleontologia, 1999b. v. 1, p. 55-56.

Lancker, V.; J. Lanckneus; S. Hearn; P. Hoekstra; F. Levoy; J. Miles; G. Moerkerke; O.Monfort

& R. Whitehouse. 2004. Coastal and nearshore morphology, bedforms and sediment transport

pathways at Teignmouth (UK). Continental Shelf Research 24:1171-1202.

Lessa, G.C., Meyers, S.R. & Marone, E., 1998, Holocene stratigraphy in the Paranagua Bay

estuary, southern Brazil: Journal of Sedimentary Research, v. 68, p. 1060–1076.

Lucena, L.R.F. 1999. Implicações Tectônicas na Hidrologia do Aquífero Barreiras e Sistema

Lacustre do Bonfim, Nísia Floresta-RN. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-graduação

em geodinâmica e Geofísica. UFRN, 145p.

Mabesoone, J. M. Novos estudos na Bacia Pernambuco-Paraíba-Rio Grande do Norte. In:

Simpósio de Geologia do Nordeste,16., 1995, Recife. Resumos expandidos. Recife: Sociedade

Brasileira de Geologia. Núcleo Nordeste, 1995. v. 1, p. 254-265.

Mabesoone, J. M. Significance of Pernambuco-Paraíba-Rio Grande do Norte Basin (NE Brazil)

for Atlantic Cretaceous. In: Congresso Brasileiro de Geologia, 39., Salvador, 1996. Anais. São

Paulo: Sociedade Brasileira de Geologia, 1996a. v. 7, p. 389-391.

Mabesoone, J. M. Bacia sedimentar costeira Pernambuco-Paraíba-Rio Grande do Norte. In:

Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil, 4., 1996, Águas de São Pedro e Rio Claro. Boletim. Rio

Claro, SP: Universidade Estadual Paulista, 1996b. v. 1, p. 81-84.

Mabesoone, J. M.; Alheiros, M. M. Origem da bacia sedimentar costeira Pernambuco/Paraíba.

Revista Brasileira de Geociências, São Paulo, v. 18, n. 4, p. 476-482, dez. 1988.

Mabesoone, J. M.; Alheiros, M. M. Base estrutural: faixa sedimentar costeira de Pernambuco,

Paraíba e parte do Rio Grande do Norte. Estudos Geológicos, Recife, v. 10, p. 33-43, 1991.

Page 60: DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - repositorio.ufrn.br · CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA ... Forma de leito plana destaque

Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 6

60

Mabesoone, J. M.; Alheiros, M. M. Evolution of the Pernambuco-Paraíba-Rio Grande do Norte

Basin and the problem of the South Atlantic conection. Geologie en Mijnbouw, Dordrecht, v.

71, p. 351-362, 1993.

Mabesoone J.M., Campos-e-Silva A., Buerlen K., 1972. Estratigrafia e origem do Grupo

Barreiras em Pernambuco, Paraíba e Rio Grande do Norte. Revista Brasileira de Geociências, 2:

173-188.

Mabesoone, J. M.; Damasceno, J. M.; Oliveira, L. D. D.; Oliveira, M. I. M. Sedimentos

cretáceos do litoral leste do Rio Grande do Norte. Estudos Geológicos, Recife, v. 10, p. 73-75,

1991.

Matos, R.M.D DE. History of the Northeast Brazilian rift system: kinematic implications for the

break-up between Brazil and West África. In: N.R. Cameron; R.H. Bate; V.S. Clure (Eds.), The

oil and gas habitats of the South Atlantic. Geological Society Special Publication, n. 153, p. 55-

73, 1999.

Maruoka, M. T. S. 2007. Isótopos de Nd na proveniência de rochas e sedimentos da Bacia

Potiguar, NE do Brasil. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-graduação em geodinâmica

e Geofísica. UFRN, 68p.

Middleton, G.V. & Southard, J.B. 1986. Mechanics of sediment movement, 2nd ed. SEPM

Short Course, nº3, 246 p.

Nimer, E. 1972. Climatologia da Região Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Geografia, 34

(2): 3-51.

Oliveira M.I.M., Bagnoli E., Farias C.C, Nogueira A.M.B. & Santiago M. 1990. Considerações

sobre a geometria, petrografia, sedimentologia, diagênese e idade dos “beachrocks” do Rio

Grande do Norte. In: SBG, Congresso Brasileiro de Geologia, 34, Natal, Anais, 2: 621-634.

Pereira L.B.F. 1999. Mapeamento Geológico, Estratigrafia Cenozóica e Estruturação

Neotectônica da Região Costeira entre Ponta Negra e Redinha e Estuário do Rio Potengi Natal-

RN. Relatório de Graduação. Departamento de Geologia, Universidade Federal do Rio Grande

do Norte, Natal, 61 p.

Perillo, G.M.E. 1995. Geomorphology and Sedimentology of estuaries. Development in

Sedimentology 53, Elsevier, Amsterdam. 471pp.

Quaresma, V. S.; G.T.M. Dias & J.A. Baptista Neto. 2000. Caracterização da ocorrência de

padrões de sonar de varredura lateral e sísmica de alta freqüência (3,5 e 7,0 kHz) na porção sul

da Baía de Guanabara. J. Rev. Bras. Geof., 18(2):201-214.

Radam Brasil. 1981. Série Levantamento de Recursos Naturais do PROJETO RADAM

BRASIL, 1981.

Rocha, A. K. R. 2008. Caracterização Morfológica e Sedimentológica da Foz do estuário do rio

Açu, Macau-RN. Relatório de Graduação. Departamento de Geologia, UFRN 72p.

Scholten J.J. 1972. Beach Rock. A literature study with special reference to the recent literature.

Zbl. Geol. Palaont., Teil 1, 71:655-672.

SERHID - SECRETARIA DE RECURSOS HÍDRICOS DO ESTADO DO RIO GRANDE DO

NORTE. Plano Estadual de Recursos Hídricos. Natal, 2000.

Page 61: DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - repositorio.ufrn.br · CENTRO DE CIENCIAS EXATAS E DA TERRA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA ... Forma de leito plana destaque

Caracterização Sonográfica e Sismoestratigráfica de Alta Resolução do Estuário do Rio Potengi, Natal - RN Capítulo 6

61

Souza, L.A.P. 2006. Revisão crítica da aplicabilidade dos métodos geofísicos na investigação de

áreas submersas rasas. Tese de Doutorado. Instituto Oceanográfico da Universidade de São

Paulo. 284p.

Suguio K. 1999. Recent progress in Quaternary geology of Brazil. Episodes, 22: 217-220.

Vieira M.M., De Ros L.F. 2006. Cementation patterns and genetic implications of Holocene

beachrocks from northeastern Brazil. Sedimentary Geology, 192:207–230.