Seismic Stratigraphy of Trapandé Bay (Southern Brazil) to Study Sea-Level Changes and Deposition Evolution in the Upper Quaternary

Abstract

ABSTRACT.

The Quaternary relative sea-level in the Southeastern Brazilian margin is mostly studied using a sedimentary approach. In this work, we used high-resolution seismic and bathymetric data to study the depositional evolution in the Quaternary of Trapandé Bay, in São Paulo State, Brazil. Using seismic stratigraphy, we have analyzed over 198 km of seismic sections and we interpreted 6 seismic horizons which defined 5 seismic units. The oldest unit (U1) is related to the highstand deposits developed during Marine Isotope Stages (MIS) 5. The horizon H1 represents the erosional surface formed during the regression that culminated in the Last Glacial Maximum (LGM). After that, during the first stabilization period of sea-level rise, unit U2 formed and was subsequently eroded by a rapid flood of the bay, forming the erosional surface H2. During middle and late Holocene, it was identified a transgressive tract in the unit U3 and a progradational facies in unit U4, limited to the more coastal regions. Finally, unit U5 developed in Late Holocene, with depositional characteristics similar to those of present time. We found none seismic expression of Late Holocene high-frequency relative sea- level oscillations.

Keywords: seismic stratigraphy, Quaternary oceanography, paleochannels, Cananéia-Iguape, Holocene transgression, relative sea-level.

RESUMO.

As variações relativas do nível do mar na margem sudeste do Brasil são estudadas principalmente a partir de uma abordagem sedimentológica. Neste trabalho, foram utilizados dados batimétricos e sísmicos de alta resolução para o estudo da evolução deposicional do Quaternário na Baía de Trapandé, no Estado de São Paulo, Brasil. Utilizando uma análise sismoestratigráfica, foram analisados mais de 198 km de seções sísmicas e interpretados 6 horizontes sísmicos que definiram 5 unidades sísmicas. A unidade mais antiga (U1) está relacionada com os depósitos de mar alto desenvolvidos durante o Estátio Isotópico 5. O horizonte H1 representa a superfície erosiva formada durante a regressão marinha que culminou no Último Máximo Glacial. Em seguida, durante a primeira estabilização da subida do nível do mar, a unidade U2 se depositou e em seguida foi erodida por um rápido afogamento da baía, formando a superfície erosiva H2. Durante o Holoceno médio e tardio, foram identificados um trato transgressivo na unidade U3 e fácies progradacionais na unidade U4, sendo estas últimas limitadas às áreas mais costeiras. Finalmente, a unidade U5 se desenvolveu durante o Holoceno tardio, com características deposicionais similares àquelas atuais. Não foram encontradas expressões sísmicas das oscilações de alta frequência do nível do mar do Holoceno tardio.

Palavras-chave: Sismoestratigrafia, oceanografia do Quaternário, paleocanais, Cananéia-Iguape, Holoceno, transgressão, nível do mar relativo