Ciência

Sítios Geológicos e Paleontológicos do Brasil
Geological and Paleontological Sites of Brazil

O MEMBRO CRATO DA FORMAÇÃO SANTANA
THE CRATO MEMBER OF THE SANTANA FORMATION

Maria Somália Sales Viana
somalia@npd.ufpe.br
Virgínio Henrique Lopes Neumann
neumann@npd.ufpe.br

Universidade Federal de Pernambuco - Centro de Ciências e Tecnologia - Departamento de Geologia
Rua Acadêmico Hélio Ramos, s/n, Cidade Universitária - CEP: 50.740-530 Recife-PE
Tel.: (81) 2718240 - FAX: (81) 271 8234 -

Resumo

O Membro Crato da Formação Santana constitui um importante sítio geológico e paleontológico do País, situado no interior da região Nordeste. Esta unidade é parte integrante da bacia sedimentar do Araripe, aflorando principalmente no seu flanco nordeste.

Litologicamente, compõe-se de estratos horizontalizados de calcários, intercalados a folhelhos, siltitos e arenitos, depositados durante o Cretáceo Inferior (cerca de 120 milhões de anos) e é uma importante jazida de calcário, atualmente explotado para a indústria de cimento e de rochas ornamentais. Seus estratos são ricamente fossilíferos, incluindo registros de fauna e flora diversificados e abundantes, além de muito bem preservados. A entomofauna e a flora representam, especialmente, um registro muito significativo para o conhecimento da evolução das angiospermas.

A atividade mineira nos calcários vem proporcionando, além da destruição do patrimônio fossilífero, degradação da paisagem local, através do assoreamento de riachos e do aumento de zonas de erosão. Esse fato suscita certa urgência em medidas de preservação como a criação de parques temáticos, incrementando a economia regional com atividades eco-turísticas.

Abstract

The Crato Member of the Santana Formation is an important geologic and paleontologic site in Brazil, located at the interior of Northeastern region. This unit is part of the Sedimentary Araripe Basin where the main outcrops are in the Northeast flank.

Litologically, it is composed by horizontal calcareous beds, interfingered to shales, siltstones and sandstones, deposited during the Lower Cretaceous (about 120 m. y.). These calcareous rocks are exploited by the cement and ornamental rocks industries, forming an important mining activity in the country. These rocks are also very rich in fossils, including an abundant and diversified fauna and flora, well preserved. The entomofauna and the flora represent a significant record to the knowledge of the angiosperm development.

The mining activities cause partial fossil and local nature fisiography destruction. An urgent preservation program as the creation of parks and eco-turistic activities is most necessary.

Introdução

O Membro Crato da Formação Santana compõe-se basicamente de estratos horizontalizados de rocha calcária (Fig. 1), e, junto com o Membro Romualdo, constituem um dos mais importantes sítios paleontológicos do País – a Formação Santana da bacia sedimentar do Araripe, além de também representar igualmente notável sítio geológico.

Introduction

The Crato Member of the Santana Formation, composed basically of horizontal calcareous beds (Fig. 1) is a conspicuous paleontologic and geologic site of the Northeast Brazilian region.

 

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Fig. 1 – Painel estratigráfico simplificado para o sistema lacustre Aptiano-Albiano da Sub-bacia E do Araripe.
Fig. 1 – Simplified stratigraphic scheme for the Aptian-Albian lacustrine system of the E Araripe Sub-basin.

 

A deposição desta unidade ocorreu durante o Cretáceo Inferior (cerca de 120 milhões de anos) e os fósseis contidos são relativamente abundantes e diversificados, incluindo invertebrados (ostracodes, conchostráceos, insetos, aracnídeos, biválvios e gastrópodes), vertebrados (actinopterígios, celacantos, pterossauros, quelônios, crocodilianos, lagartos, aves e anuros) e vegetais (algas, gimnospermas e angiospermas), além de icnofósseis (coprólitos, pistas de invertebrados e estramatólitos) e palinomorfos.

Esses fósseis apresentam bom estado de preservação, normalmente por processos de piritização, limonitização ou carbonização, e, os mais abundantes são os insetos, peixes (principalmente o gênero Dastilbe) e vegetais. A entomofauna e a flora representam, especialmente, um registro muito significativo para o conhecimento da evolução das angiospermas.

As áreas aflorantes deste sítio bordejam a chapada do Araripe e pertencem principalmente aos municípios de Porteiras, Barbalha, Crato, Nova Olinda e Santana do Cariri, no Estado do Ceará (Figs. 2 e 3). Podem ser observadas formando cachoeiras nos riachos ou suaves colinas abaixo das escarpas da chapada.

O clima neste setor nordeste da bacia é tropical úmido, correspondente à classificação Aw de Köppen, com regime pluviométrico de 700 a 1.000 mm/ano. A temperatura média anual é de cerca de 27oC.

The deposition of this unit was during the lower Cretaceous (about 120 m. y.) and the fossils are abundant and diversified. This includes invertebrates (ostracods, conchostracans, insects, aracnids, bivalves and gastropods), vertebrates (actinopterygians, coelacants, pterosaurs, quelonids, crocodiles, lizards, birds and anphibians), plants (algae, gminosperms and angiosperms), ichnofossils (coprolites, invertebrate tracks and estromatolites) and palinomorphs.

These fossils are well preserved, normally by piritization, limonitization or carbonization processes. The most abundant is insect, followed by fishes (mainly Dastilbe) and plants. The entomofauna and the flora are a significant record to the knowledge of the angiosperm development.

The Crato Member outcrops follow the contour of the Araripe plateau and are located in Porteiras, Barbalha, Crato, Nova Olinda and Santana do Cariri villages in Ceará State (Figs. 2 and 3). They can be seen in the river falls or in slight hills below the plateau scarps.

The climate correspond to Köppen Aw classification, with rains of 700 to 1000 mm.year-1. The annual average temperature is about 27oC.

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Fig. 2 – Mapa de localização da área de estudo e geológico simplificado.
Fig. 2 – Location area and geologic map.

 

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Fig. 3 – Mapa de localização dos principais afloramentos do Membro Crato (ritmitos argila-carbonato e calcários laminados) na Sub-bacia E do Araripe. O esquema foi rotacionado para se obter uma melhor visualização das localidades.
Fig. 3 – Location map of the main outcrops of the Crato Member (clay-carbonate rhythmites and laminated limestones) at the E Araripe Sub-basin. The draw was rotationed to obtain a better view of the site localizations.

 

Histórico

A história das pesquisas paleontológicas na Bacia do Araripe inicia-se em 1823 com a vinda dos estudiosos Spix e Martius ao Brasil, chefiando uma missão científica, determinada pelo rei da Baviera Maximiliano José I, para estudar as riquezas naturais da América do Sul. Esses autores notificaram o primeiro registro fossilífero da região do Araripe, salientando a ocorrência de peixes em concreções (do Membro Romualdo da Formação Santana) e em calcários (do Membro Crato da dita unidade).

Até 1923, ou seja, no primeiro século dessa história, deram-se as primeiras incursões que visitaram o local, destacando-se entre estas, a viagem de Gardner (1836-1840). Ao final foram feitos os primeiros estudos sobre as coleções de fósseis do Serviço Geológico e Mineralógico do Brasil.

Somente depois disso, pesquisadores brasileiros começaram a estudar os fósseis da região. Em 1947, R. da Silva Santos descreveu o peixe do gênero Dastilbe (Fig. 4) e inferiu ambiente de água doce para a deposição dos calcários laminados do Membro Crato.

Na década de 60 e início dos anos 70, o professor K. Beurlen da Escola de Geologia do Recife realizou uma série de trabalhos no Mesozóico da região Nordeste e definiu, em 1971, uma coluna estratigráfica para a Formação Santana, subdividindo-a em três membros: Crato (inferior), Ipubi (intermediário) e Romualdo (superior), com as primeiras sugestões sobre ambiente deposicional e paleoecologia. Alguns autores propõem elevar o Membro Crato à categoria de formação (Beurlen, 1963; Martill, 1993; Neumann & Cabrera, 1999).

Os insetos são muito diversificados e até hoje já foram descritas cerca de 200 espécies. Contribuíram para essa classificação os seguintes pesquisadores: A. Costa Lima, I. D. Pinto, I. Purper, R.G. Martins Neto e D. A. Grimaldi.

Os vegetais permanecem pouco estudados, sabe-se, no entanto, da enorme abundância e diversidade desse grupo fóssil, incluindo registros de caules, folhas, sementes, flores e frutos, em bom estado de preservação.

Historical

The paleontological researches in the Araripe basin began in 1823 when Spix and Martius arrived in Brazil in a scientific mission. This research trip was organized by the King of Baviera Maximiliano Jose I, in order to study the South American natural resources. These researchers registered the first fossiliferous record of the Araripe region, mentioning the occurrence of fishes in calcareous concretions (Romualdo Member) and in limestones (Crato Member).

From 1836 to 1840 the Gardner travel made incursions to the site. By this time, the first studies about the fossil collections of the Brazilian Geological and Mineralogical Survey were made.

In 1947, R. S. Santos (a brazilian researcher) described the fish Dastilbe (Fig. 4) of this basin and suggested fresh water as depositional environment to the limestones of the Crato Member.

From 1963 to 1971 K. Beurlen, professor in the Geology School of Recife – Pernambuco, carried out studies of the Mesozoic of the Northeast region and, in 1971, defined the stratigraphical table of the Santana Formation with three members: Crato (lower), Ipubi (intermediate) and Romualdo (upper). He also suggested the first ecological relation. Some authors (Beurlen, 1963; Martill, 1993; Neumann & Cabrera, 1999) suggested to elevate the category of the Crato Member to Formation.

The insects are very diversified and until now there are 200 species described. To this classification participated A. Costa Lima, I. D. Pinto, I. Purper, R. G. Martins Neto and D. A. Grimaldi.

In relation to the plants more studies are needed as they are abundant, diversified (woods, leaves, seeds, flowers and fruits) and well preserved.

 

Fig. 4 – Dastilbe elongatus Santos.

Localização

A Bacia Sedimentar do Araripe localiza-se no interior do Nordeste do Brasil, na Província Estrutural Borborema (Brito Neves, 1990), e ocupa parte dos Estados do Piauí, Pernambuco e Ceará. Está situada entre os meridianos 380 30’ e 40050’ de longitude W de Greenwich e os paralelos 7005’ e 7050’ de latitude S. Esta bacia foi dividida por Rand e Manso (1984) em duas sub-bacias, oeste (W) e leste (E) (Fig. 2).

O Membro Crato da Formação Santana, sítio paleontológico e geológico aqui estudado, aflora apenas nas escarpas da Sub-bacia E do Araripe. Esta sub-bacia limita-se a oeste pelo meridiano 39045’ (perto da cidade de Santana do Cariri) e a leste pelo meridiano 38030’(perto da cidade de Bonito de Santa Fé). Seu limite ao norte é com o paralelo 7005’(perto da cidade de Nova Olinda) e ao sul com o paralelo 7040’ (perto da cidade de Jatí), totalizando uma área de aproximadamente 5.500 km2.

Descrição do Sítio

O Membro Crato da Formação Santana representa uma seqüência lacustre, predominantemente carbonatada, que foi originalmente denominada por Small (1913) como "calcários de Sant’ana". Nesse membro, as associações de facies lacustres carbonatadas estão compostas principalmente por seis pacotes carbonáticos (C1 a C6, Fig. 1), constituídos de calcários micríticos laminados e ritmitos argila-carbonato, apresentando cores que variam do bege ao marrom e do cinza claro ao cinza azulado, que se alternam com folhelhos e arenitos finos. Os ritmitos de argila-carbonato ocorrem sempre nas bases dos pacotes carbonáticos, sendo recobertos pelos calcários laminados. Nos pacotes de calcários laminados estão presentes pseudomorfos de sal (halita) e diversos tipos de fósseis bem preservados, como peixes (principalmente Dastilbe (Fig. 4)), insetos e plantas (Fig. 5).

Localization

The Araripe Sedimentary Basin is located at the interior of the northeastern Brazil, in the Borborema Structural Province (Brito Neves, 1990), occupying part of Piauí, Pernambuco and Ceará States. It is located between 38030’- 45050’ W and 7005’ - 7050’ S. This basin was divided by Rand & Manso (1984) in two sub-basins: West (W) and East (E) (Fig. 2).

The Crato Member of the Santana Formation outcrops only at the scarps of the E sub-basin of Araripe. This sub-basin is West limited by the meridian 39045’ (close to Santana do Cariri Town) and at East is limited by the meridian 38030’ (close to Bonito da Santa Fé Town). Its North limit is at the parallel 7005’ (close to Nova Olinda Town) and the South limited at the parallel 7040’(close to Jati Town), totalizing an area of aproximately 5,500 km2.

Site description

The Crato Member of the Santana Formation constitute a lacustrine sequence, chiefly carbonated, that was originally named of "calcários de Sant’ana" by Small (1913). The carbonated lacustrine facies associations of this member are mainly composed by six carbonated units (C1 to C6) (Fig. 1). These units are constituted of micritic laminated limestones and clay-carbonate rhythmites, with colours varying from light to dark brown and light to dark grey, alternating with shales and fine sandstones. The clay-carbonate rhythmites are always at the base of the carbonated units and are recovered by the laminated limestones. Salt pseudomorphs (halita) and various well preserved fossils: fishes (mainly Dastilbe (Fig. 4)), insects and plants, are within the laminated limestones (Fig. 5).

 

 
Fig. 5 – Vegetais e plantas do Membro Crato da Formação Santana. A. Gimnosperma (Brachyphyllum Brongniart); B. Angiosperma (flor indeterminada); C. Angiosperma (flor indeterminada); D. Zigoptera; E. Ephemeroptera; F. Blattodea. Esses espécimes pertencem à coleção de fósseis da Universidade Federal de Pernambuco. As barras em cada foto correspondem a 1 cm.
Fig. 5 – Plants and insects of the Crato Member of the Santana Formation: A. Gimnospermae (Brachyphyllum Brongniart); B. Angiospermae (undetermined flower); C. Angiosperma (undetermined flower); D. Zigoptera; E. Ephemeroptera; F. Blattodea. These specimens belong to the fossil colection of the Federal University of Pernambuco. The bars in each foto correspond to 1 cm.

 

Os seis pacotes carbonáticos do Membro Crato distribuem-se em uma série de afloramentos que se localizam na escarpa nordeste da Chapada do Araripe, desde a cidade de Santana do Cariri até às proximidades da cidade de Porteiras (Fig. 2 e 3), estendendo-se por debaixo da chapada. Uma grande parte destes afloramentos de calcários estão cobertos por depósitos coluviais, erodidos dos sedimentos suprajacentes (principalmente da Formação Exu).

Geralmente, os afloramentos dos calcários laminados estão localizados em pedreiras ou nas margens dos rios que cortam a escarpa. As principais localidades nas quais os calcários estão bem expostos, são: a) As pedreiras que se localizam entre as cidades de Nova Olinda e Santana do Cariri, b) As pedreiras que estão nas margens do Rio Batateiras, na cidade do Crato, c) As pedreiras de Santa Rita e Caldas, próximas à cidade de Barbalha, d) Os afloramentos da escarpa E da Serra do Mãozinha e e) Os afloramentos dos rios próximos à cidade de Porteiras (Fig. 2 e 3).

Três localidades, dentre as mencionadas, são destacadas, tanto pelas suas áreas de exposição e espessura dos pacotes de calcários laminados, quanto pela sua intensificada exploração: a) As pedreiras que se localizam entre as cidades de Nova Olinda e Santana do Cariri e b) As pedreiras que estão na margem do Rio Batateiras e as c) As Pedreiras de Santa Rita e Caldas (Fig. 6).

The six carbonated units of the Crato Member are distributed in various outcrops located at the scarps of the northeastern flancs of the E tableland, from Santana do Cariri to the proximities of Porteiras Town (Fig. 2 and 3), extending under the tableland.

Most of the laminated limestones outcrops are recovered by colluvium deposits, eroded from the overlaying sediments (mainly of the Exu Formation).

Generally, the laminated limestones outcrops are located on quarries or on the edges of the rivers that cut the scarps.

The main localities in which the limestones are well exposed are: a) The quarries between Nova Olinda and Santana do Cariri Towns, b) The quarries located on the Batateiras River edges, at Crato Town, c) Santa Rita and Caldas quarries, near the Barbalha Town, d) The outcrops on the E scarps of "Serra do Mãozinha", and e) The outcrops on the rivers near Porteiras Town (Figs. 2 and 3).

Three of these sites are distinguish by the great exposition area, thickness and intense exploitation: a) The quarries located between Nova Olinda and Santana do Cariri Towns, b) The quarries located at the Batateiras River edges and c) Santa Rita and Caldas quarries, near the Barbalha town (Fig. 6).

 

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Fig. 6 – Mapa de detalhe da localização dos três principais sítios paleontológicos e geológicos na Sub-bacia E do Araripe.
Fig. 6 – Detailled map of location of the three main paleontological and geological sites at the E Araripe Sub-basin.

 

A seguir serão descritos os afloramentos das principais localidades, nas quais os pacotes carbonáticos (ritmito argila-carbonato e calcários laminados) estão mais bem expostos:

As pedreiras da região entre Nova Olinda – Santana do Cariri

Nas margens esquerda e direita da rodovia estadual CE-255, que liga a cidade de Nova Olinda a Santana do Cariri, na altura dos km 4 e 5 (Fig. 6), afloram os calcários laminados, que são explotados de forma artesanal (Fig. 7), devido à sua facil retirada em forma de placas, para serem comercializados na construção civil, quer como base e muro de casas, ou como rocha ornamental de revestimento ou para mesas e balcões.

Nesta área os afloramentos dos calcários apresentam espessuras que variam entre 5 e 10 m, formando um único corpo tabular (que representa o pacote carbonatado C6, ver Fig. 1) que se estende lateralmente e corresponde à maior ocorrência fossilífera desta unidade. Este corpo tabular está limitado tanto na base como no topo, por níveis de folhelhos.

The outcrops description, in which the carbonated units are well exposed, are:

Quarries between Nova Olinda and Santana do Cariri Towns

The laminated limestones outcrops in both, left and right sides of the quilometer 5-6 of the road (CE-255) that conect the Towns of Nova Olinda and Santana do Cariri (Fig. 7). The limestones are exploited by craftmen and traded to construct walls, tables, houses, etc.

In this area the units of laminated limestones are 5-10 m thick, and constitute a single, tabular body (carbonated unit 6 = C6, see Fig. 1), that extend laterally in all area. This tabular body is limited at the base and at the top by shales.

 

 

Fig. 7 – Exploração artesanal dos calcários laminados (unidade carbonatada C6, Fig.1) do Membro Crato da Formação Santana. Afloramento na altura do km 4-5, da rodovia C-255, entre as cidades de Nova Olinda e Santana do Cariri. Na foto, observa-se os entulhos deixados após a seleção das melhores placas, que são comercializadas.
Fig. 7 – Craft exploitation of laminated limestones (carbonated unit C6, Fig. 1) of the Crato Member of the Santana Formation. This outcrop is located in km 4-5 of the road CE-255, between Nova Olinda and Santana do Cariri Towns. The photo shows the rejected material, after sorting the best one.

 

As pedreiras das margens do Rio Batateiras

As pedreiras do Rio Batateiras localizam-se principalmente na margem direita do rio, na localidade conhecida como "Cachoeira", no Bairro do Lameiro, na cidade do Crato (Fig. 6). O calcário laminado que é retirado para a comercialização pertence ao pacote carbonatado C4 (Fig. 1), que apresenta espessuras entre 3 e 6 m, nesta área.

As pedreiras de Santa Rita e Caldas

As pedreiras de Santa Rita e Caldas (Fig. 6) pertencem à indústria IBACIP – Barbalha, que retira os pacotes carbonáticos C3, C4 e C5 (Fig. 1 e 8) para a fabricação de cimento.

Quarries of Batateiras River edges

The quarries are located, mainly, at the right side of the river, at the locality named "Cachoeira", in Lameiro Square, in Crato Town (Fig. 6). The laminated limestone exploited here belongs to the unit C4 (Fig. 1). It is 3-6 m thick, in this area.

Santa Rita and Caldas quarries

The Santa Rita and Caldas quarries (Fig. 6) belongs to the IBACIP - Barbalha industry of cement, which exploit the units C3, C4 and C5 (Fig. 1 and 8).

 

 

Fig. 8 – Foto da Pedreira Caldas, mostrando a frente de lavra SW-NE, da qual o Membro Crato da Formação Santana (representado pelas unidades carbonatadas C3, C4 e C5, Fig. 1) é explotado para a fabricação de cimento.
Fig. 8 – Photo of Caldas quarry, showing the exploitation front SW-NE. The Crato Member of the Santana Formation (represented by the cabonated units C3, C4 and C5, Fig.1) is exploited by the cement industry.

 

Medidas de preservação

As rochas do Membro Crato constituem uma importante jazida de calcário e são, atualmente, explotadas, para a indústria de cimento e de rochas ornamentais (Figs. 7 e 8). Por isso, seu rico conteúdo fossilífero vem sendo perdido com essa atividade, que também tem promovido, em grande escala, o assoreamento dos riachos e aumentado zonas de erosão, agredindo, conseqüentemente, a paisagem local (Fig. 7).

Também o comércio de fósseis, tem favorecido a explotação ilegal desse patrimônio cultural da humanidade, exercida principalmente nas minas para extração de rochas ornamentais.

Dessa forma, são urgentes medidas de preservação deste importante sítio paleontológico. A criação de parques, por exemplo, ajudaria sobremaneira a preservação de algumas áreas, visto que a região possui uma vocação natural para isso, sendo abrigo de um importante parque ecológico (a primeira floresta tombada do País, com 38.262 hectares e criada em 1946 pelo Decreto Lei 9226) em um ecossistema de serra úmida, denominado Floresta Nacional do Araripe-FLONA, sob a administração do IBAMA.

A região da chapada do Araripe é extremamente privilegiada pela paisagem exibida nas formas do relevo, pelas fontes de água mineral, pela vegetação e por um clima serrano relativamente ameno. Lá também existem dois museus de fósseis nas cidades de Crato e Santana do Cariri. Além disso, a área do vale do Cariri (incluindo as cidades de Barbalha, Crato e Juazeiro do Norte) já possui estratégias bem desenvolvidas voltadas para o turismo, como comércio de artesanatos, festas religiosas, clubes recreativos, boa rede hoteleira, etc.. Tais aspectos contribuem para que atividades eco-turísticas sejam facilmente incrementadas na economia regional.

Preservation program

The Crato Member rocks constitute an important calcareous mine that are exploited by the cement and ornamental rock industries (Figs. 7 and 8). These mining activities have been responsible by the erosion increase and river packing, causing environmental destruction (Fig. 7).

The fossil trade also contributes to the destruction of the deposits through ilegal exploitation, that mainly occurs at the ornamental rock mines.

Thus, it is necessary an urgently preservation program of this important site. The creation of parks, for example, would help to preserve some areas. The Araripe plateau region is extremely rich in natural beauty regarding the geomorphology, the mineral water fontains, the vegetation and the nice climate. This region has many activities related to the tourism as the paleontological museum, commerce of crafts, religious parties, recreation clubs, hotels, etc. Each aspect contributes to the increase of the regional economy with eco-touristic activities.

Referências bibliograficas
References

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BEURLEN, K. – 1971 - As condições ecológicas e faciológicas da Formação Santana, na chapada do Araripe (Nordeste do Brasil). An. Acad. Bras. Ciênc., Rio de Janeiro, 43 (suplemento): 411-415 .

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SMALL, H. – 1913 - Geologia e suprimento de água subterrânea no Ceará e parte do Piauhy. Inspetoria de Obras Contra Secas. 180 p. (Série Geologia, Vol.25)