Submitted by Cristiano Camelo Rancan null (cristianocrgeo@yahoo.com.br) on 2017-08-18T17:36:52Z No. of bitstreams: 1 Estratigrafia_Eoceno_BxMosq.pdf: 92688643 bytes, checksum: 7c027c36d3227075922c7bd4ef7e3b92 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-23T19:25:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rancan_cc_me_rcla.pdf: 92688643 bytes, checksum: 7c027c36d3227075922c7bd4ef7e3b92 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-23T19:25:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rancan_cc_me_rcla.pdf: 92688643 bytes, checksum: 7c027c36d3227075922c7bd4ef7e3b92 (MD5) Previous issue date: 2017-08-08 / As rochas do Grupo Piaçabuçu foram alvo de poços exploratórios nos últimos dez anos, nas águas profundas a ultra-profundas da Bacia de Sergipe-Alagoas, que lograram êxito na prospecção de hidrocarbonetos. São também um clássico na história do petróleo no Brasil, pois nelas estão os primeiros campos de produção em águas oceânicas, em reservatórios paleogenos do compartimento estrutural Baixo do Mosqueiro. O estudo estratigráfico da Série Eoceno, com base em perfis elétricos e biozoneamento de poços situados no Baixo do Mosqueiro, exigiu o zoneamento do Grupo Piaçabuçu como um todo, dividido nos intervalos Senoniano, Paleoceno, Eoceno e Oligo-Neogeno. O depocentro senoniano situa-se na Depressão de Areia Branca e os demais na Depressão de Vaza-Barris, deslocados ao longo de cada intervalo, com migração gradual para S e W. A Série Eoceno foi dividida nos intervalos Inferior, Médio e Superior. O primeiro tem depocentro na Depressão de Dourado e os demais na Depressão de Vaza-Barris, condicionados por halocinese e deformação no embasamento. A deposição do Eoceno Inferior ocorreu como uma continuidade do evento de afogamento que se estendia desde o Neopaleoceno (pontuado por deposição progradacional de mar baixo), com superfície de máxima inundação ao nível da biozona N-420. Esta seção possivelmente aflora em superfície na Depressão da Ilha de Mem de Sá. A discordância que define a base do Eoceno Médio (Discordância Pré-luteciana) representa o principal evento erosivo de toda a série e a partir dela os sistemas progradaram no Meso e Neoeoceno, com recuo de depocentro no último. No Mesoeoceno o limite entre o Baixo do Mosqueiro e a Plataforma de Estância foi colmatado pela sedimentação e as sub-bacias de Sergipe e Jacuípe passaram a atuar como um único compartimento estrutural. Na Depressão de Vaza-Barris predominaram associações de fácies de fluxos gravitacionais de sedimentos e nas depressões menores e degraus a leste associações do tipo lobos arenosos de frente deltáica. Ambos os zoneamentos, para o Grupo Piaçabuçu e Eoceno, permitiram propor uma compartimentação estrutural interna do Baixo do Mosqueiro e sua variação ao longo do tempo. Há indícios de deformação direcional transpressiva pós-eocênica. A partir do Oligoceno a fisiografia do Baixo do Mosqueiro assumiu geometria homoclinal, dominado por sedimentação arenosa e carbonática plataformal. / Piaçabuçu Group rocks were exploratory targets of many wildcats along the last ten years, on deep to ultradeep water of Sergipe-Alagoas Basin, with sucess in petroleum search. This stratigraphic unit is a classic production zone on Brazil’s petroleum history, because the first offshore discovery where there, in Paleogene reservoirs of Mosqueiro Low Compartiment. A stratigraphic study in Eoceno Series, based on well logs and biostratigraphic data had the objective of understand depositional systems spacial distribution, response to accomodation space variation, controlled by eustasy and deformational history in time. In order to compreend this, Piaçabuçu Group was zoned in four intervals: Senonian, Paleocene, Eocene and Oligo-Neogen. Senonian Depocenter was in Areia Branca Trough and for the others in Vaza-Barris Trough, but gradually migrated along time to S and W. Eocene Series was shared in tree intervals: Lower, Middle and Upper. Lower Eocene has depocenter on Dourado Trough, while Middle and Upper Eocene are in Vaza-Barris Trough, controlled by halokinesys and basement deformation, respectively. Lower Eocene deposition was a continuity of Upper Palocene drowning interval (puncuated by progradational deposition on lowstand), with maximum flooding surface at N-420 biozone level. This interval probably outcrops at Ilha de Mem de Sá Trough, in western offshore sector. Middle Eocene basal unconformity is the main erosive event of the Series, and from it, depositional systems are strongly progradacional during Middle and Upper Eocene, with backstepping on the last one. During Lutetian and Bartonian, limits between Mosqueiro Low and Vaza-Barris Trough were buried ans Segipe and Jacuípe sub-basins turned to a single structural compartiment. In VazaBarris Trough, gravity sediments flow facies associations were more commom while in eastern troughs and steps, delta front sandstone lobe facies association were dominant. Piaçabuçu Group and Eocene Series zoning allow a Mosqueiro Low internal subdivisions and their variation along time. There are strong suggestions of post-Eocene transpressive deformation. Since Oligocene, basin has a marked homoclinal geometry, dominated by neritic sedimentation.

En este trabajo se realizó el análisis estratigráfico secuencial de las formaciones Río Turbio, Man Aike y Río Guillermo, aflo-rantes en el suroeste de la provincia de Santa Cruz dentro del ámbito de la cuenca Austral o de Magallanes. Para ello se efectuó el estudio sedimentológico de las unidades menciona-das y de sus relaciones laterales y verticales. Las formaciones Río Turbio y Man Aike están constituidas principalmente por sedimentitas de origen marino somero y por eventuales inter-calaciones de naturaleza fluvial. La Formación Río Guillermo está enteramente compuesta por depósitos continentales flu-viales. Se reconocieron nueve secuencias depositacionales para la Formación Río Turbio. La Secuencia I es aproximada-mente equivalente al Miembro Inferior definido previamente por otros autores. Es la que presenta la mayor potencia, las facies marinas más profundas y las vinculadas con procesos de mayor energía. Parte de los depósitos que aquí se incluye-ron en la Secuencia I y que se mapearon como pertenecien-tes a la Formación Río Turbio fueron antes asignados por otros autores a unidades más antiguas. En base al contenido micro y macro paleontológico que contiene esta secuencia se le asigna una edad eocena temprana a media. Las secuencias siguientes se corresponden con el Miembro Superior de la For-mación Río Turbio, de edad eocena media a tardía. Se observó un incremento en la proporción de depósitos acumulados en ambientes costeros y continentales hacia el techo de la for-mación. En la Secuencia VIII se desarrollaron los mantos de carbón más importantes. Su origen se vincula a lapsos de interacción relativamente equilibrada entre el ascenso en el nivel de base y la progradación de los sistemas depositaciona-les. La Secuencia IX es la que conforma el segmento cuspidal de la Formación Río Turbio y la que presenta la mayor propor-ción de depósitos de ambientes fluviales, que se sitúan en su base (como un cortejo de nivel bajo o LST) y en su techo (formando parte del cortejo de nivel alto o HST). Para la Formación Man Aike se reconoció un ciclo de incisión y relleno de un paleovalle y su profundización hacia el techo de la formación. De acuerdo a la comparación de datos publicados contrastados con otros inéditos, en este trabajo fue posible acotar su edad al Eoceno Medio tardío. En la Formación Río Guillermo se aplicó un esquema particular para unidades conti-nentales de ámbitos de cuencas de antepaís. Se reconocieron 6 secuencias definidas en función de los cambios arquitectu-rales que muestran los depósitos. Cada secuencia evidencia una mayor recurrencia de procesos degradacionales hacia su base y una tendencia a la preservación de facies de planicie de inundación y a la estabilización de los canales fluviales hacia su techo. Esta evolución se produjo en respuesta a los cambios en las tasas de acomodación de la cuenca. Asimis-mo, se enmarca la génesis y el desarrollo de las unidades estudiadas dentro de la evolución geotectónica y paleogeográ-fica de la cuenca Austral. El Eoceno fue un período de impor-tante reorganización de las placas tectónicas del sureste del océano Pacífico. Los cambios en la dirección y velocidad de convergencia entre las placas pacíficas y Sudamérica, junto con eventos extensionales vinculados a la apertura del pasaje de Drake fueron variables que condicionaron la deformación de la cordillera Patagónica-Fueguina y el relleno de las cuencas asociadas. Los pulsos de propagación de la deformación hacia el antepaís de la faja plegada y corrida Patagónica-Fueguina producidos durante el Terciario generaron una subsidencia por carga tectónica que favoreció la depositación de las formacio-nes estudiadas, interpretadas por diversos autores como par-te del relleno molásico de los depocentros cercanos al oróge-no andinofueguino.

La reconstrucción de la evolución paleoambiental y paleoceanográfica del Océano Atlántico Sudoccidental durante el Paleógeno se encuentra limitada por la falta de herramientas bioestratigráficas que permitan correlacionar las unidades sedimentarias. Durante el Eoceno medio a tardío la Cuenca Austral, ubicada al sur de la Patagonia (Argentina), fue inundada por una transgresión del Océano Atlántico responsable de la depositación del miembro superior de la Formación Río Turbio (FRT). En esta Tesis Doctoral, el análisis de las asociaciones de quistes de dinoflagelados del miembro superior de la FRT proporcionó un marco bioestratigráfico y permitió reconstruir las condiciones paleogeográficas y paleoceanográficas para esta área. Se discutieron los eventos (primer y última aparición) de los quistes de dinoflagelados obtenidos teniendo en cuenta los registros reconocidos para el Océano Pacífico Sur. La edad sugerida para el miembro superior de la FRT basado en estas comparaciones e interpretaciones oscila entre 45.5 Ma (Luteciano medio) y 33.5 Ma (Priaboniano). Los diagramas de frecuencias integrados de todas las secciones estudiadas permitieron reconocer seis zonas de quistes de dinoflagelados. La Zona FRT 1 presenta una alternancia en el predominio entre Deflandrea antarctica y Enneadocysta dictyostila, indicando un ambiente nerítico interno a externo. La Zona FRT 2 muestra una alta abundancia de E. dictyostila, lo que sugiere depósitos distales en un ambiente de plataforma interna con aguas superficiales relativamente cálidas. La Zona FRT 3 está dominada por Vozzhennikovia apertura, sugiriendo la depositación en un ambiente marino-costero poco profundo caracterizado por altos niveles tróficos y aguas más frías. La Zona FRT 4 presenta un breve intervalo dominado por Impagidinium spp., el cual coincide con la superficie de máxima inundación. La Zona FRT 5 muestra el predominio de V. apertura y Spinidinium macmurdoense, sugiriendo la depositación en un ambiente costero-marino somero con alta concentración de nutrientes y aguas frías. La parte inferior de la Zona FRT 6 se caracteriza por la mayor abundancia de Turbiosphaera filosa con diferentes morfotipos, los que pueden reflejar cambios fisicoquímicos en la columna de agua. La parte más alta de la Zona FRT 6 muestra protoperidináceas, T. filosa y especies de Impagidinium y Nematosphaeropsis sugiriendo un ambiente oceánico influenciado por procesos de afloramiento de aguas profundas. Las Zonas FRT 1 a FRT 5 se caracterizan por el predominio de la asociación endémica-Antártica típica del Eoceno medio, mientras que la Zona FRT 6 muestra un reemplazo significativo de estos taxones por especies con distribución cosmopolita. Estos cambios parecen estar forzados por la profundización de los pasajes del Océano Austral y por las modificaciones en los patrones de circulación oceánica global. / The reconstruction of the palaeoenvironmental and paleoceanographic evolution of the Southwestern Atlantic Ocean during the Paleogene is prevented by the lack of bioestratigraphic tools to date and correlate the sedimentary units. During the middle and late Eocene, the Austral Basin, located in southern Patagonia (Argentina), was flooded by an Atlantic Ocean transgression, which was responsible for the deposition of the upper member of the Río Turbio Formation (RTF). In this Doctoral Thesis, the analysis of dinoflagellate cyst assemblages from the upper member of the RTF provided a biostratigraphic framework and allowed to reconstruct the paleogeographic and paleoceanographic conditions in this area. The archived dinoflagellate cyst events were discussed taking into account the records recognized for the South Pacific Ocean. The age suggested for the upper member of the RTF based on these comparisons and interpretations ranges between 45.5 Ma (mid-Lutetian) and 33.5 Ma (Priabonian). The integration of frequence diagrams from all the studied sections allowed to recognize six zones of dinoflagellate cysts. Zone FRT 1 presents an alternating dominance between Deflandrea antarctica and Enneadocysta dictyostila indicating inner to outer neritic environments. Zone FRT 2 shows a high abundance of E. dictyostila suggesting a distal setting in an inner-shelf environment with relatively warm surface waters. Zone FRT 3 is dominated by Vozzhennikovia apertura pointing out a shallow-marine coastal environment characterized by high trophic levels and cool waters. Zone FRT 4 exhibits a brief interval dominated by Impagidinium spp. that coincides with the maximum flooding surface. Zone FRT 5 shows the dominance of V. apertura and Spinidinium macmurdoense indicating high trophic levels and cool waters in a shallowmarine coastal environment. The lower part of the Zone FRT 6 shows the highest abundance of Turbiosphaera filosa with different morphotypes, which may reflect physicochemical changes in the water column. The uppermost part of the Zone FRT 6 is characterized by protoperidinaceas, T. filosa and species of Impagidinium and Nematosphaeropsis suggesting an oceanic environment influenced by upwelling processes. Zones FRT 1 to FRT 5 are defined by the dominance of middle Eocene endemic-Antarctic assemblage, while Zone FRT 6 shows a significant replacement of these taxa by cosmopolitan species. This turnover seems to be forced by the deepening of the Southern Atlantic Ocean gateways and the changes in the ocean circulation patterns.

Orientador: Rosemarie Rohn Davies / Coorientador: Wagner Souza-Lima / Banca: Norberto Morales / Banca: Claudio Borba / Resumo: As rochas do Grupo Piaçabuçu foram alvo de poços exploratórios nos últimos dez anos, nas águas profundas a ultra-profundas da Bacia de Sergipe-Alagoas, que lograram êxito na prospecção de hidrocarbonetos. São também um clássico na história do petróleo no Brasil, pois nelas estão os primeiros campos de produção em águas oceânicas, em reservatórios paleogenos do compartimento estrutural Baixo do Mosqueiro. O estudo estratigráfico da Série Eoceno, com base em perfis elétricos e biozoneamento de poços situados no Baixo do Mosqueiro, exigiu o zoneamento do Grupo Piaçabuçu como um todo, dividido nos intervalos Senoniano, Paleoceno, Eoceno e Oligo-Neogeno. O depocentro senoniano situa-se na Depressão de Areia Branca e os demais na Depressão de Vaza-Barris, deslocados ao longo de cada intervalo, com migração gradual para S e W. A Série Eoceno foi dividida nos intervalos Inferior, Médio e Superior. O primeiro tem depocentro na Depressão de Dourado e os demais na Depressão de Vaza-Barris, condicionados por halocinese e deformação no embasamento. A deposição do Eoceno Inferior ocorreu como uma continuidade do evento de afogamento que se estendia desde o Neopaleoceno (pontuado por deposição progradacional de mar baixo), com superfície de máxima inundação ao nível da biozona N-420. Esta seção possivelmente aflora em superfície na Depressão da Ilha de Mem de Sá. A discordância que define a base do Eoceno Médio (Discordância Pré-luteciana) representa o principal evento erosivo de toda a série e a partir dela os sistemas progradaram no Meso e Neoeoceno, com recuo de depocentro no último. No Mesoeoceno o limite entre o Baixo do Mosqueiro e a Plataforma de Estância foi colmatado pela sedimentação e as sub-bacias de Sergipe e Jacuípe passaram a atuar como um único compartimento estrutural. Na Depressão de Vaza-Barris predominaram ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Piaçabuçu Group rocks were exploratory targets of many wildcats along the last ten years, on deep to ultradeep water of Sergipe-Alagoas Basin, with sucess in petroleum search. This stratigraphic unit is a classic production zone on Brazil's petroleum history, because the first offshore discovery where there, in Paleogene reservoirs of Mosqueiro Low Compartiment. A stratigraphic study in Eoceno Series, based on well logs and biostratigraphic data had the objective of understand depositional systems spacial distribution, response to accomodation space variation, controlled by eustasy and deformational history in time. In order to compreend this, Piaçabuçu Group was zoned in four intervals: Senonian, Paleocene, Eocene and Oligo-Neogen. Senonian Depocenter was in Areia Branca Trough and for the others in Vaza-Barris Trough, but gradually migrated along time to S and W. Eocene Series was shared in tree intervals: Lower, Middle and Upper. Lower Eocene has depocenter on Dourado Trough, while Middle and Upper Eocene are in Vaza-Barris Trough, controlled by halokinesys and basement deformation, respectively. Lower Eocene deposition was a continuity of Upper Palocene drowning interval (puncuated by progradational deposition on lowstand), with maximum flooding surface at N-420 biozone level. This interval probably outcrops at Ilha de Mem de Sá Trough, in western offshore sector. Middle Eocene basal unconformity is the main erosive event of the Series, and from it, depositional systems are strongly progradacional during Middle and Upper Eocene, with backstepping on the last one. During Lutetian and Bartonian, limits between Mosqueiro Low and Vaza-Barris Trough were buried ans Segipe and Jacuípe sub-basins turned to a single structural compartiment. In VazaBarris Trough, gravity sediments flow facies associations were more commom while in eastern troughs and steps, delta ... (Complete abstract electronic access below) / Mestre

Durante o Eoceno e o Oligoceno (55 a 23 Ma) a Terra esteve sujeita a período de grandes mudanças climáticas. Registros geológicos, reforçados por modelos climáticos, indicam que o clima global durante esse período passou de estágio praticamente livre de calotas polares para situacao climática próxima a que hoje podemos encontrar na Antártica. Grande parte desses registros são indiretos, retirados de sedimentos de fundo marinho ou de material fóssil. Evidência terrestre clara da variação climática (greenhouse-icehouse) para o Eoceno-Oligoceno pode ser encontrada em Wesele Cove, ilha Rei Jorge, Antártica Ocidental. Tais evidências correspondem a uma sucessão de cerca de 60m com pelo menos 13 derrames de lava basáltica, de alguns metros de espessura cada, sobreposta, em contato erosivo, por diamictito e arenito. A sucessão basáltica é correlacionada com a Formação Mazurek Point/Hennequin, datada radiometricamente como do Eoceno, e o diamictito e arenito correspondem ao Membro Krakowiak Glacier da Formação Polonez Cove, datada, paleontológica e radiométricamente como pertencente ao Oligoceno inferior. Cada camada de basalto toleítico exibe uma zona inferior, mais espessa (1 a poucos metros), de rocha fresca, que é seguida transicionalmente por uma zona de alteração, variando de alguns decímetros a 1-1,5 m de espessura. O pacote de basalto está inclinado 25º para leste, provavelmente por tectonismo. A sucessão foi recentemente exposta devido ao rápido recuo da atual geleira Wyspianski. A evidência inicial de campo sugere que a sucessão representa um registro geológico de variação paleoclimática de condições mais amenas para condições glaciais, que pode ser correlacionada com a mudança do ótimo climático do final do Eoceno (greenhouse) para as condições de icehouse do Oligoceno, registradas na curva de paleotemperatura cenozóica estabelecida pela determinação de 18O em carapaças de foraminíferos. Este estudo teve como foco central a análise estratigráfica e geoquímica da ocorrência, a fim de interpretar a sucessão de eventos paleoclimáticos documentados no afloramento e analisá-los, no contexto da história paleoclimática da Antártica. Os dados obtidos mostraram que a transição de zonas não alteradas para alteradas observada em cada derrame de basalto pode de fato ser atribuídas à ação moderada de processos intempéricos no topo de cada derrame. Eles também demonstram uma origem glacial, em parte subglacial com contribuição marinha, dos diamictitos sobrepostos, que apresentam feições, tais como, clastos de litologias e tamanhos variados, facetados e estriados, clastos tipo bullet shaped, clastos partidos por congelamento, estrias intraformacionais e fósseis marinhos encontrados na matriz do diamictito. As condições climáticas amenas responsáveis pelo intemperismo do basalto durou até o surgimento do último horizonte de lava, seguida por movimentação tectônica que inclinou o pacote. Esses eventos indicam condições paleoclimáticas menos rigorosas relativamente longas durante o Eoceno, precedendo o estabelecimento do manto de gelo oligocênico nesta parte da Antártica. / During the Eocene and Oligocene (55 23 Ma) the Earth was undergoing a period of great climatic changes. Geological records, reinforced by climate models indicate that global climate during this period went from a stage in which the Earth was virtually free of polar ice caps to a stage close to what we find today in Antarctica. Most of these records are indirect, taken from the deep-sea cores or fossil material. Clear terrestrial evidence of climate change (greenhouse-icehouse) for the Eocene-Oligocene transition is found in Wesele Cove, King George Island, West Antarctica. This evidence includes a succession of at least thirteen, few meters thick, basaltic lava flows overlain disconformably by diamictite and sandstone. The basaltic section is correlated with the Mazurek Point/Hennequin Formation, radiometric dated as Eocene, and the diamictite and sandstone correspond to the Krakowiak Glacier Member of the Polonez Cove Formation, dated as Early Oligocene, on paleontological and radiometric basis. Each tholeiitic basalt layer exhibits a lower, thicker (1 to few meters) fresh zone, transitionally followed up by a zone of saprolith, varying from decimeters to 1-1.5 m in thickness. The entire basalt package of around 60 m, is tilted 25º to the east. The succession has been recently exposed due to fast retreat of the present Wyspianski Glacier. The initial field evidence suggests that the succession represents the geological record of paleoclimatic variation from mild to glacial conditions, that could correlate with the change from the late Eocene optimum climatic (greenhouse) to icehouse conditions in the Oligocene, as recorded on the Cenozoic paleotemperature curve established by 18O determinations on calcareous foram tests. This study had focus on the stratigraphy and geochemistry analysis of the occurrence, in order to interpret the succession of palaeoclimatic events documented in outcrop and analyze them in the context of paleoclimatic history of Antarctica. Data obtained consistently showed that the supposed transition from unaltered to altered zones observed in each basalt layer may in fact be assigned to the moderated action of weathering processes on top of each flow. They also demonstrate a glacial, in partly subglacial with marine contribution, origin for the overlying diamictites, which has features such clasts of diverse lithologies and sizes, faceted and striated clasts, bullet shaped clasts, clasts broken by freezing and thaw, intraformational striae and marine fossils found in the matrix of the diamictite. The mild paleoclimatic conditions responsible for weathering of the basalt lasted until the emplacement of the highest lava horizon, followed by tectonic movement that tilted the package. These events indicate a relatively long paleoclimatic mild conditions during the Eocene, preceding the establishment and displacement of the Oligocene ice-sheet in this part of Antarctica.

The climatic history of the planet Earth is characterized by long- and short-term climatic variations. Oxygen isotopic data clearly shows how during the Cenozoic (from 65 Ma to the present) our planet shifted over time, from greenhouse to icehouse climate states up to the present. Along this progressive cooling, the record is dotted by rapid warming and cooling transient events, from which the causes are not yet fully understood. One problem with paleoceanographic reconstructions is that the older the event, the harder it is to find a sedimentary record in which the paleoclimatic proxies are preserved enough to be used with confidence. This work has the goal of illustrating the possibility to develop a new paleoenvironmental indicator based on the magnetic properties of magnetite crystals synthetized by magnetotactic bacteria. The sensibility of such crystals to small changes in dissolved oxygen content in the pore water and water column is well known, and can be exploited to reconstruct such changes from the sedimentary record. Qualitative information regarding this topic are defined in scientific literature, but, so far, no quantitative study has been performed. This is the first attempt to quantify the preservation of biogenic magnetite as a function of oxygenation state of waters, and is based on recent sediment extracted from cores collected in the coastal region of Rio de Janeiro (Saco do Mamanguá, Paraty). From these, where it was possible to obtain magnetic data relative to magnetite crystals together as well with as direct measurements of pore water chemistry. The results of this first attempt were used to analyze climatic and oceanographic conditions in two other sites, representative of key past environmental events during the Paleocene. The first case study was performed in a newly descripted sedimentary outcrop in central Turkey, of middle Eocene age, representative of a period of rapid warming (Middle Eocene Climatic Optimum, MECO). The second case study was done using material from a marine sediment core collected in the Ross Sea (Antarctica) that covers from the late Eocene to the Middle Miocene, a period that saw the onset of the modern, permanent ice sheet cover in the Antarctic continent. / A historia climática da Terra é caracterizada por variações climáticas de curto e longo prazo, com variações de condições, as vezes extremas. Dados de isótopos de oxigênio mostram claramente que durante o Cenozoico (desde 65 Ma até o presente) o nosso planeta passou de uma fase quente caracterizada por marcado efeito estufa (durante o Paleoceno) para um período progressivamente mais frio em direção ao presente. Ambos esses estados são caracterizados pela alternância de eventos transientes quentes e frios de relativa curta duração, sendo que destes a maioria ainda não é plenamente compreendida. Um dos principais problemas das reconstruções paleoceangráficas é que quanto mais antigo o evento mais difícil encontrar sequências sedimentares cujo registro de proxies paleoambientais seja preservado e confiável. Este trabalho visa explicitar a possibilidade de desenvolver um novo indicador paleoambiental, baseado em propriedades magnéticas de cristais de magnetita biosintetizados por bactérias magnetotáticas. Tais cristais biogênicos são notavelmente sensíveis a pequenas variações de oxigênio dissolvido na coluna de água e na agua intersticial entre os poros dos sedimentos marinhos, e essa sensibilidade pode ser explorada para reconstruir variações climáticas no registro sedimentar do passado. Informações qualitativas estão disponíveis na literatura cientifica mas, até agora, não existem estudos que quantifiquem essa relação. Esta primeira tentativa de quantificar a preservação de magnetita biogênica em função do estado de oxigenação de águas se baseia em testemunhos coletados na costa do estado do Rio de Janeiro (Saco do Mamanguá, Paraty), onde foi possível coletar dados magnéticos relativos aos cristais de magnetita biogênica concomitantemente a medidas diretas de química da água intersticial. Os resultados desse primeiro estudo foram aplicados para reconstruções de variações climáticas e oceanográficas em duas seções que registram importantes mudanças climáticas durante o Paleogeno. No primeiro caso, um afloramento localizado na Turquia central de idade Eocenica e representativo de um período de rápido aquecimento (Ótimo Climático do Eoceno Médio, Middle Eocene climatic Optimum, MECO). No segundo caso, um testemunho coletado no Mar de Ross (Antártica) que abrange o período entre o Eoceno superior e o Mioceno médio, durante o qual houve a formação da primeira cobertura de gelo permanente no continente antártico.

Os depósitos cenozoicos da Antártica Ocidental, especialmente aqueles da transição Eoceno-Oligoceno, fornecem importantes dados geológicos sobre as mudanças climáticas ocorridas ao longo da Era Cenozoica e de seu impacto na biosfera austral. Assembleias fósseis, incluindo de foraminíferos, foram relatadas para unidades de todas as épocas cenozoicas, em afloramentos dos arquipélagos James Ross e Shetlands do Sul. Todavia, os diamictitos das Formações Hobbs Glacier (Mioceno) e Weddell Sea (Plio-Pleistoceno), que afloram nas ilhas James Ross e Seymour, ainda não haviam sido alvo de análises micropaleontólogicas visando a obtenção de microfósseis com paredes inorgânicas. Foram analisadas amostras de 12 seções estratigráficas da Ilha Seymour, incluindo estratos do topo da Formação La Meseta (Eoceno) e de diversos níveis das formações Hobbs Glacier e Weddell Sea. Pela primeira vez foram encontradas assembleias de microfósseis com paredes inorgânicas, constituídas principalmente por foraminíferos, na porção superior da Formação La Meseta e em estratos das formações Hobbs Glacier e Weddell Sea. Na Formação La Meseta foram encontrados restos autóctones ou parautóctones de foraminíferos Textularia sp., primeira ocorrência do gênero para a unidade. Na Formação Hobbs Glacier, a assembleia autóctone ou parautóctone melhor preservada é composta pelo foraminífero lagenído Oolina stellula e pelo radiolário Larcopyle polyacantha. O foraminífero rotaliído Bolivina sp. é raro e representa um resto alóctone na unidade. Para a Formação Weddell Sea, a assembleia autóctone ou parautóctone melhor preservada é constituída pelo foraminífero lagenído Favulina hexagona e pelo planctônico Globigerinita uvula, além do rotaliído Globocassidulina subglobosa e do radiolário L. polyacantha nos mesmos e em outros níveis. Nos depósitos miocênicos e plio-pleistocênicos ocorrem também foraminíferos aglutinados grandes de táxons típicos de mar profundo, cujas feições tafonômicas indicam sua reelaboração a partir de depósitos mais antigos, possivelmente do Paleoceno, tendo em vista sua associação tafonômica e estratigráfica com o foraminífero Reticulophragmium garcilassoi, um fóssil-índice dessa época. Além de R. garcilassoi, ocorrem outros táxons típicos de assembleias de mar profundo na Formação Hobbs Glacier, como Alveolophragmium orbiculatum, Ammodiscus sp. nov., Ammodiscus pennyi, Ammomarginulina cf. aubertae, Bathysiphon sp. 1, Bathysiphon sp. 2, Cyclammina placenta e Nothia robusta. Na Formação Weddell Sea, as grandes formas aglutinadas são representadas por Ammodiscus sp. nov., Bathysiphon sp. 1, Budashevaella cf. laevigata, Cyclammina cancellata, Glomospira charoides, Saccammina grzybowski, Sculptobaculites barri e Verneulinoides cf. neocomiensis. Alguns táxons da Ilha Seymour podem ser associados àqueles dos depósitos paleocênicos da Nova Zelândia e Nova Guiné, sugerindo alguma correlação cronológica. Embora o registro fossilífero das formações La Meseta, Hobbs Glacier e Weddell Sea seja rarefeito, foi possível identificar restos autóctones ou parautóctones que indicaram a composição parcial das comunidades infaunais e planctônicas que habitavam a região durante a deposição das unidades. Os poucos fósseis-índice encontrados corroboram as idades já propostas paras as formações. Para a Formação Weddell Sea, as assembleias autóctones ou parautóctones e as formas planctônicas permitiram redefinir o contexto deposicional da unidade como glacio-marino, e não plenamente glacial, como anteriormente proposto. / Western Antarctic deposits, especially those from the Eocene-Oligocene transition, provide important geological data on Cenozoic global climate changes and their impact on the southern biota. Fossil assemblages, including foraminifers, are known from geological units from all Cenozoic epochs, in outcrops of the James Ross and South Shetlands archipelagos. However, the diamictites of Hobbs Glacier (Miocene) and Weddell Sea (Plio-Pleistocene) formations, exposed in James Ross and Seymour islands, were never subjects of micropaleontologic analysis targeting inorganic-walled microfossils. Twelve stratigraphic sections on Seymour Island were analyzed, including the top of the La Meseta Formation (Eocene) and several strata of Hobbs Glacier and Weddell Sea formations. Assemblages of inorganic-walled microfossils, composed mainly of foraminifers, were found for the first time in the La Meseta Formation and in strata from the Hobbs Glacier and Weddell Sea formations. Autochthonous or parautochthonous remains of the foraminifer Textularia sp. were found in the La Meseta Formation, being the first occurrence of the genus in this unit. The best preserved autochthonous or parautochthonous assemblage from Hobbs Glacier Formation is composed of the Lagenid foraminifer Oolina stellula and radiolarian Larcopyle polyacantha. The Rotaliid foraminifer Bolivina sp. is rare and represents an allochthonous elements in this formation. In the Weddell Sea Formation, the best preserved autochthonous or parautochthonous assemblage is composed of the Lagenid foraminifer Favulina hexagona and the planktonic Globigerinita uvula, as well as the Rotaliid foraminifer Globocassidulina subglobosa and the radiolarian L. polyacantha in the same and in other strata. In these Miocene and Plio-Pleistocene deposits also occur large agglutinated foraminifers typical of the deep sea, whose taphonomic features indicate their reelaboration from older deposits, possibly from the Paleocene, given their taphonomic and stratigraphic association with the foraminifer Reticulophragmium garcilassoi, a Paleocene index-fossil. Besides R. garcilassoi, other typical deep-sea taxa occur in the Hobbs Glacier Formation, such as Alveolophragmium orbiculatum, Ammodiscus sp. nov., Ammodiscus pennyi, Ammomarginulina cf. aubertae, Bathysiphon sp. 1, Bathysiphon sp. 2, Cyclammina placenta and Nothia robusta. In the Weddell Sea Formation the agglutinated specimens are represented by Ammodiscus sp. nov., Bathysiphon sp. 1, Budashevaella cf. laevigata, Cyclammina cancellata, Glomospira charoides, Saccammina grzybowski, Sculptobaculites barri and Verneulinoides cf. neocomiensis. Some taxa from Seymour Island also occur in the Paleocene deposits of New Zealand and New Guinea, suggesting some chronological correlation. Although the fossil record of the La Meseta, Hobbs Glacier and Weddell Sea formations is sparse, it was possible to identify autochthonous or parautochthonous remains that indicate the partial composition of the infaunal communities and plankton that thrived in the area during the deposition of the units. The few index-fossils found corroborate the ages already indicated for the deposits. For the Weddell Sea Formation, the autochthonous or parautochthonous assemblages and the planktonic specimens allowed the redefinition of its depositional setting as glacial-marine, and not fully glacial, as previously proposed.

Durante o Eoceno e o Oligoceno (55 a 23 Ma) a Terra esteve sujeita a período de grandes mudanças climáticas. Registros geológicos, reforçados por modelos climáticos, indicam que o clima global durante esse período passou de estágio praticamente livre de calotas polares para situacao climática próxima a que hoje podemos encontrar na Antártica. Grande parte desses registros são indiretos, retirados de sedimentos de fundo marinho ou de material fóssil. Evidência terrestre clara da variação climática (greenhouse-icehouse) para o Eoceno-Oligoceno pode ser encontrada em Wesele Cove, ilha Rei Jorge, Antártica Ocidental. Tais evidências correspondem a uma sucessão de cerca de 60m com pelo menos 13 derrames de lava basáltica, de alguns metros de espessura cada, sobreposta, em contato erosivo, por diamictito e arenito. A sucessão basáltica é correlacionada com a Formação Mazurek Point/Hennequin, datada radiometricamente como do Eoceno, e o diamictito e arenito correspondem ao Membro Krakowiak Glacier da Formação Polonez Cove, datada, paleontológica e radiométricamente como pertencente ao Oligoceno inferior. Cada camada de basalto toleítico exibe uma zona inferior, mais espessa (1 a poucos metros), de rocha fresca, que é seguida transicionalmente por uma zona de alteração, variando de alguns decímetros a 1-1,5 m de espessura. O pacote de basalto está inclinado 25º para leste, provavelmente por tectonismo. A sucessão foi recentemente exposta devido ao rápido recuo da atual geleira Wyspianski. A evidência inicial de campo sugere que a sucessão representa um registro geológico de variação paleoclimática de condições mais amenas para condições glaciais, que pode ser correlacionada com a mudança do ótimo climático do final do Eoceno (greenhouse) para as condições de icehouse do Oligoceno, registradas na curva de paleotemperatura cenozóica estabelecida pela determinação de 18O em carapaças de foraminíferos. Este estudo teve como foco central a análise estratigráfica e geoquímica da ocorrência, a fim de interpretar a sucessão de eventos paleoclimáticos documentados no afloramento e analisá-los, no contexto da história paleoclimática da Antártica. Os dados obtidos mostraram que a transição de zonas não alteradas para alteradas observada em cada derrame de basalto pode de fato ser atribuídas à ação moderada de processos intempéricos no topo de cada derrame. Eles também demonstram uma origem glacial, em parte subglacial com contribuição marinha, dos diamictitos sobrepostos, que apresentam feições, tais como, clastos de litologias e tamanhos variados, facetados e estriados, clastos tipo bullet shaped, clastos partidos por congelamento, estrias intraformacionais e fósseis marinhos encontrados na matriz do diamictito. As condições climáticas amenas responsáveis pelo intemperismo do basalto durou até o surgimento do último horizonte de lava, seguida por movimentação tectônica que inclinou o pacote. Esses eventos indicam condições paleoclimáticas menos rigorosas relativamente longas durante o Eoceno, precedendo o estabelecimento do manto de gelo oligocênico nesta parte da Antártica. / During the Eocene and Oligocene (55 23 Ma) the Earth was undergoing a period of great climatic changes. Geological records, reinforced by climate models indicate that global climate during this period went from a stage in which the Earth was virtually free of polar ice caps to a stage close to what we find today in Antarctica. Most of these records are indirect, taken from the deep-sea cores or fossil material. Clear terrestrial evidence of climate change (greenhouse-icehouse) for the Eocene-Oligocene transition is found in Wesele Cove, King George Island, West Antarctica. This evidence includes a succession of at least thirteen, few meters thick, basaltic lava flows overlain disconformably by diamictite and sandstone. The basaltic section is correlated with the Mazurek Point/Hennequin Formation, radiometric dated as Eocene, and the diamictite and sandstone correspond to the Krakowiak Glacier Member of the Polonez Cove Formation, dated as Early Oligocene, on paleontological and radiometric basis. Each tholeiitic basalt layer exhibits a lower, thicker (1 to few meters) fresh zone, transitionally followed up by a zone of saprolith, varying from decimeters to 1-1.5 m in thickness. The entire basalt package of around 60 m, is tilted 25º to the east. The succession has been recently exposed due to fast retreat of the present Wyspianski Glacier. The initial field evidence suggests that the succession represents the geological record of paleoclimatic variation from mild to glacial conditions, that could correlate with the change from the late Eocene optimum climatic (greenhouse) to icehouse conditions in the Oligocene, as recorded on the Cenozoic paleotemperature curve established by 18O determinations on calcareous foram tests. This study had focus on the stratigraphy and geochemistry analysis of the occurrence, in order to interpret the succession of palaeoclimatic events documented in outcrop and analyze them in the context of paleoclimatic history of Antarctica. Data obtained consistently showed that the supposed transition from unaltered to altered zones observed in each basalt layer may in fact be assigned to the moderated action of weathering processes on top of each flow. They also demonstrate a glacial, in partly subglacial with marine contribution, origin for the overlying diamictites, which has features such clasts of diverse lithologies and sizes, faceted and striated clasts, bullet shaped clasts, clasts broken by freezing and thaw, intraformational striae and marine fossils found in the matrix of the diamictite. The mild paleoclimatic conditions responsible for weathering of the basalt lasted until the emplacement of the highest lava horizon, followed by tectonic movement that tilted the package. These events indicate a relatively long paleoclimatic mild conditions during the Eocene, preceding the establishment and displacement of the Oligocene ice-sheet in this part of Antarctica.

La successió cuisiana i luteciana de la Conca Sud-pirinenca Oriental (CSO), situada al NE d’Ibèria, mostra un conjunt de sediments carbonatats, evaporítics i detrítics, els quals van ser dipositats en un context compressiu en una conca d’avantpaís. Aquesta compressió es va generar per col•lisió continental de la placa d’Ibèria i l’Europea entre el Cretaci superior i el Miocè inferior. Com a conseqüència de l’escurçament, els sediments es troben distribuïts en tres unitats estructurals: la unitat autòctona de la conca de l’Ebre, localitzada al sud, i les unitats al•lòctones del Serrat i del mantell del Cadí, ubicades al nord, situada la primera per sota de la segona. Encara que molts treballs s’han centrat en l’estudi de l’estratigrafia i l’estructura de la CSO, l’arquitectura estratigràfica i els ambients deposicionals de les evaporites no s’han acabat de resoldre. Les roques evaporítiques dipositades en conques d’avantpaís actuen, en molts casos, com a nivells de desenganxament i, per tant, aquestes roques estan deformades o simplement no afloren. Com a conseqüència, el coneixement d’aquests dipòsits no és molt ampli, i l’estudi d’afloraments i litofàcies resulta un repte. L’objectiu general d’aquesta tesi és millorar aquest coneixement. En aquesta tesi, a partir de la realització de mapes i talls geològics detallats, i de la correlació de columnes i logs de pous, s’ha establert l’arquitectura estratigràfica de la CSO per als períodes Cuisià superior i Lutecià. Aquesta arquitectura presenta sis seqüències deposicionals, tres de les quals de nova proposta en el present treball. Aquestes tres seqüències corresponen a la seqüència Serrat, formada per les Evaporites del Serrat, i a les seqüències Bellmunt inferior i superior, constituïdes per sediments detrítics. Les Evaporites del Serrat, dipositades per sobre d’una primera seqüència carbonatada (formacions Penya i Armàncies), es caracteritzen per tenir capes de sals i lutites en un depocentre situat actualment en el mantell del Cadí. Aquestes sals estan envoltades per un cinturó marginal anhidrític, localitzat en la conca de l’Ebre. En el centre de la conca, aquestes evaporites estan cobertes per una successió turbidítica atribuïda a la Formació Vallfogona (seqüència Campdevànol) en diferents depocentres. Cap als marges de la conca, aquesta formació canvia lateralment a unitats carbonatades (Calcàries de la Pedra i Calcisiltites). La Formació Guixos de Beuda es troba per sobre de la seqüència Campdevànol, i representa la segona seqüència evaporítica. Les seqüències Bellmunt inferior i superior, caracteritzades per dipòsits d’origen fluviodeltaic (formacions Banyoles, Coubet i Bellmunt), representen les seqüències més modernes d’aquesta arquitectura. Aquestes dues seqüències estan separades per una altra unitat evaporítica, anomenada en el present treball Guixos de Besalú. S’ha reconegut que la potència de les capes d’anhidrites atribuïdes a les Evaporites del Serrat és major en la conca de l’Ebre que en el mantell del Cadí. Per tant, s’ha considerat que aquesta unitat es configura, de la conca de l’Ebre fins al mantell del Cadí, com a un tascó anhidrític que passa a una cubeta salina en el centre de la conca. Per contra, també s’ha reconegut que la potència de la Formació Beuda és menor a la conca de l’Ebre que en el mantell del Cadí. L’anàlisi de mostres d’afloraments i de testimonis de pous ha permès interpretar els models sedimentaris de les unitats evaporítiques més representatives. En les Evaporites del Serrat, s’han distingit tres paleoambients, de marge a centre de conca: plataforma sulfatada, constituïda per anhidrita nodular i pseudomòrfica (de selenites); talús, format per guix secundari (anhidrita en profunditat) amb litofàcies laminada, de caràcter detrític; i conca profunda, constituïda per capes de sal i lutites reconegudes només en el subsòl. En canvi, en la Formació Beuda només s’ha reconegut un únic paleoambient, corresponent a un sistema de conca sulfatada situat en el mantell del Cadí. Aquest paleoambient està representat per cicles de guix secundari (anhidrita en profunditat) amb litofàcies massives i nivells pseudomòrfics (de selenites). De tota manera, l’existència d’àrees amb litofàcies bandades i laminades, atribuïdes a ambients més profunds, indiquen l’existència de petites zones més deprimides en la conca. La composició isotòpica (delta-34S, delta-18O; 87Sr/86Sr) de mostres de guix i anhidrita indiquen un origen marí per aquestes unitats i, a més, processos de dissolució/reprecipitació dels sulfats. A partir de l’anàlisi estructural de les correlacions estratigràfiques, dels mapes i talls geològics, de la interpretació de perfils sísmics reprocessats i de noves dades gravimètriques s’ha deduït que la sedimentació durant el Cuisià superior i Lutecià va tenir dues etapes tectòniques: una primera etapa extensiva, coetània amb la sedimentació de les Evaporites del Serrat i la Formació Vallfogona, i caracteritzada per falles normals produïdes per flexió extensional; i una segona etapa compressiva, sincrònica a la sedimentació fluviodeltaica, i caracteritzada per encavalcaments i plecs, i falles transversals de tipus strike-slip. Durant la primera etapa, les falles normals van tenir direccions obliqües i perpendiculars respecte l’escurçament pirinenc (N-S). Durant la segona etapa, les falles de strike-slip van estar generades per la reactivació de falles normals preexistents. A més, les Evaporites del Serrat van actuar com a nivell de desenganxament del mantell del Cadí i de la Unitat Serrat. Finalment, en aquesta tesi, s’han realitzat models sandbox per tal de millorar el coneixement del paper de l’arquitectura estratigràfica d’una successió dúctil (en aquest cas, evaporites) sobre l’evolució estructural. A partir d’una sèrie d’experiments, s’ha observat que l’existència de discontinuïtats geomètriques en els materials anàlegs a les litologies evaporítiques generen zones de deformació preferencial. Comparant els resultats d’aquests experiments amb els trets estructurals de la CSO, s’ha interpretat que l’evolució i estil estructural d’aquesta conca va estar controlada per l’existència de discontinuïtats litològiques –com el canvi de gruix de les anhidrites entre la plataforma evaporítica i la conca profunda– en les Evaporites del Serrat. L’existència d’aquestes discontinuïtats litològiques va generar encavalcaments fora de seqüència, contribuint a la generació d’una conca de piggyback. / The Cuisian and Lutetian succession of the Southeastern Pyrenean Basin (SePB), NE of Iberia, shows an assemblage of carbonate, evaporite and detrital sediments, deposited under a compressional context in a foreland basin. The compression was generated by continental collision of the Iberian and the European plates during the time span comprised between the Upper Cretaceous and the Lower Miocene. As a consequence of the shortening, these deposits were distributed in three structural units: the autochthonous unit of the Ebro Basin, located to the south; and the allochthonous units of the Serrat Unit (below) and the Cadí thrust sheet (above), placed to the north. Despite many studies have been focused on the stratigraphy and the structure of the SePB, the stratigraphic framework and the depositional environments of the evaporites remain poorly understood. In foreland basins, the evaporite rocks usually act as décollement levels, so they are deformed or simply are not outcropping. As a consequence, the knowledge of these deposits is limited, and the study of outcrops and lithofacies is a challenge. The general aim of the present Ph.D. Thesis is to improve this knowledge. In this Ph.D. Thesis, on the basis of geological maps, cross-sections, and sections and welllogs correlations, a stratigraphic framework of the SePB was established for the Late Cuisian and Lutetian times. This framework considers six depositional sequences, and three of them are newly proposed. These three sequences correspond to the Serrat sequence, formed by the Serrat Evaporites, and the Lower and Upper Bellmunt sequences, constituted by detrital sediments. The Serrat Evaporites, deposited on a previous carbonate sequence (Penya and Armàncies formations), are characterized by salt – shale layers in a depocenter located basinward (nowadays in the Cadí thrust sheet). These salt layers are surrounded by an anhydrite marginal belt, placed in the Ebro Basin. In the basin center, these evaporites are covered by turbidite successions attributed to the Vallfogona Formation (Campdevànol sequence) in different depocenters. To the margins, this formation changes laterally to carbonate deposits (Pedra Limestones and Calcisiltites). The Beuda Gypsum Formation is overlying the Campdevànol sequence, and represents the second evaporite sequence. The Lower and Upper Bellmunt sequences, characterized by fluvio-deltaic deposits (Banyoles, Coubet and Bellmunt formations), are the youngest sequences of this succession. These two sequences are divided by another evaporite unit, called Besalú Gypsum in the present work. The anhydrite layers attributed to the Serrat Evaporites were recognized to be thicker in the Ebro Basin than in the Cadí thrust sheet. Thus, the stratigraphic framework of this unit is characterized, from the Ebro Basin to the Cadí thrust sheet, by an anhydrite wedge which changes to a salt deposit in the basin center. By contrast, the Beuda Formation was recognized to be thinner in the Ebro Basin than in the Cadí thrust sheet. The analysis of samples and well-cores allowed to interpret the sedimentary models of the most representative evaporite units. Three paleoenvironments were distinguished in the Serrat Evaporites, from the margin to the basin center: sulphate platform, constituted by anhydrite nodules and pseudomorphs (after selenite gypsum); slope, formed by secondary gypsum (anhydrite in the subsurface) with laminated, detrital lithofacies; and deep basin, constituted by salt and shale layers, only recognized in the subsurface. On the other hand, in the Beuda Formation, only one paleoenvironment, characterized by a sulphate basin, was recognized in the Cadí thrust sheet. This paleoenvironment is represented by cycles of secondary gypsum (anhydrite in the subsurface) with massive and pseudomorphic (after selenite gypsum) lithofacies. However, the existence of areas with banded and laminated lithofacies, attributed to deeper environments, indicates the occurence of small troughs in the basin. The isotopic composition (delta-34S, delta-18O; 87Sr/86Sr) of gypsum and anhydrite samples indicates a marine origin of these units and, also, dissolution/re-precipitation processes of the sulphates. On the basis of the structural analysis of the stratigraphic correlations, the geological maps, the cross-sections, the interpretation of reprocessed seismic profiles and new gravity data, it was deduced that the sedimentation during the Late Cuisian and Lutetian had two tectonic stages: a first extensive stage, coeval to the sedimentation of the Serrat Evaporites and the Vallfogona Formation, and characterized by normal faults generated by flexural extension; and a second compressional stage, coeval to the fluvio-deltaic sedimentation, and characterized by fold-and-thrust and transverse strike-slip faults. During the first stage, the normal faults had oblique and perpendicular directions with respect to the Pyrenean shortening (N-S). During the second stage, the strike-slip faults were generated by reactivation of pre-existing normal faults. Also, the Serrat Evaporites acted as the décollement level of both the Cadí thrust sheet and the Serrat Unit. Finally, in this Ph.D. Thesis, in order to improve the knowledge about the role of the stratigraphic framework of a ductile succession (evaporites, in this case) on the structural evolution, sandbox models were developed. On the basis of a series of experiments, it was observed that the existence of geometrical discontinuities, located in materials analogue of the evaporites, generates zones of preferential deformation. Comparing the results of these experiments with the structural features of the SePB, it was interpreted that the evolution and the structural style of this basin was controlled by the existence of lithological discontinuities –as the case of the thickness change of the anhydrites between the evaporite platform and the deep basin– in the Serrat Evaporites. The existence of these lithological discontinuities generated out of sequence thrusts, contributing to the development of a piggyback basin.

The development of modern glacial climates occurred during the Eocene-Oligocene transition (34 to 35.5 Ma) when a decrease of atmospheric CO2 led to a global temperature fall. The ocean was deeply affected, both in the surface and the deep-sea, suffering a strong reorganization including currents and phytoplankton distribution. Spanning that time, 35 samples from the North Atlantic Ocean Drilling Program Site 612 have been analyzed by counting coccoliths abundance in different size groups (< 4 µm, 4 to 8 µm and > 8 µm) and silica fragments abundance. Absolute coccoliths abundance were estimated with two different methods, the “drop” technique and microbeads calibration. In addition, a fragmentation index was calculated to assess the preservational state of the samples. The results obtained fit in the global picture of a decrease in phytoplankton abundance across theEocene-Oligocene boundary, although coccolith and silica fragments abundances show slight different patterns. Absolute abundances estimates showed a large difference between the “drop” and the microbeads methods. The temperature at which samples are dried seems to affect microbeads distribution, leading to an underestimation at temperatures higher than 60º C. In future work the current dataset will be updated with additional calibration and replicate counts to confirm that the “drop” estimates are the more valid results. As the fragmentation index was fairly constant in all samples, no major differences in nannofossil preservation were inferred. Coccoliths abundance drops are thought to be triggered by global temperature fall, general decrease of atmospheric CO2, changes in oceanic circulation, pulses of nutrients or a combination of those. / Under tidsspannet som täcker övergången mellan eocen och oligocen, för ungefär 35.5 till 34 miljoner år sedan, genomgick jordens klimat en stor förändring. Under eocen hade vår planet ett varmare klimat och var i ett så kallat ”greenhouse state”. Mot slutet av denna period och i början av oligocen skiftade emellertid klimatet till en kallare regim, ett så kallat ”icehouse state”. Under detta tillstånd minskade andelen koldioxid i atmosfären vilket medförde att den globala temperaturen minskade. Vidare påverkades också havet och speciellt de fytoplankton som levde där, då de påverkas av temperatur och inflödet av näringsämnen. Fytoplankton står för en betydande del av jordens pågående fotosyntes samt är basen av den organiska matkedjan. Syftet med denna undersökning är att studera förekomsten av coccoliter, små kalcitplattor som produceras av en typ av nannoplankton som kallas coccolitoforider. Coccoliter från en djuphavskärna härstammande från norra Atlanten har därför samlats in och för-ändringen av mängden fytoplankton över nämnda tidsspann mätts. Vidare har också bitar av kisel från andra växtplankton räknats. Resultatet av denna studie var att båda grupperna var rikligare under den sista delen av eocen men mängden sjönk snabbt i början av oligocen. Det finns inte tillräckligt med information för att reda ut orsakerna av detta, men det är troligt att minskningen i temperatur och CO2-tillgängligheten för fotosyntesen är viktiga faktorer.