Orientador: Maria Margarita Torres Moreno / Banca: Antenor Zanardo / Banca: André Sampaio Mexias / Banca: Viviane Carillo Ferrari / Banca: Sérgio Ricardo Christofoletti / Resumo: As rochas sedimentares da Formação Corumbataí (Neopermiano) afloram próximas à borda leste da Bacia do Paraná e na região de Rio Claro (SP) constituem importante fonte de matéria-prima para a indústria cerâmica regional. O objetivo deste trabalho foi estudar a gênese e a evolução dos argilominerais presentes nos litotipos de dois perfis posicionados estratigraficamente na porção basal da Formação Corumbataí. As amostras foram coletadas nas frentes de lavra das minerações Pieroni e Estrela Dalva, localizadas no Distrito de Assistência, município de Rio Claro (SP) e analisadas através de difração de raios X, espectrometria de fluorescência de raios X, microscopia ótica e granulometria por absorção de raios X. A aplicação de técnicas complementares na interpretação dos difratogramas, como decomposição de picos e elaboração de difratogramas calculados, permititu a identificação dos argilominerais individualizados e interestratificados e associá-los aos processos deposicional, diagenético, hidrotermal e intempérico que atuaram ao longo da evolução geológica da Bacia do Paraná. A assembléia dos argilominerais é constituída por illita 2M1, illita 1Md, clorita, illita/clorita, clorita/esmectita e esmectita. O politipo illita 2M1 dioctaédrico é predominante e constitui o único argilomineral detrítico. Os argilominerais illita 1Md, clorita e illita/clorita resultam de transformações provocadas pela atuação de fluidos termais originados a partir da intrusão dos magmas básicos na forma de diques e sills correlatos à Formação Serra Geral, de idade Eocretácea. O interestratificado clorita/esmectita constitui o registro do início da fase pós-hidrotermal. / Abstract: Corumbataí Formation (Neopermian) sedimentary rocks arise near of the East edge of Parana Basin and in Rio Claro region (SP) constitute important raw material source for the regional ceramic industry. The aim of this work is to show genesis and evolution of clay minerals of the litotypes of two minings stratigraphycally located in Corumbatai Formation basal zone. The samples were collected from Pieroni and Estrela Dalva minings, in Assistencia District, Rio Claro city (SP) and analysed by techniques of X-ray diffraction, chemical analysis, optical microscopy and grain-size distribution. Aplicattion of complementary techniques in difratograms analysis as peak decomposition and calculated patterns difratograms allowed individualized and interstratified clay minerals identification and associate them with deposicional, diagenetic, hidrothermal and weathering processes during Parana Basin geological evolution. Clay minerals assemblage includes illite 2M1, illite 1Md, chlorite, illite/chlorite, chlorite/smectite and smectite. The polytipe illite 2M1dioctahedral is the predominant detritic clay mineral. Illite 1Md, chorite and illite/chlorite are the result of transformation due to basic magmas intrusions as sills and dykes associated to Serra Geral Formation (Eocretaceous). The presence of smectite at the top litotypes is due to weathering processes, conditioned for Cenozoic sediments that recover Corumbatai Formation rocks. The results suggest that the superimposed hidrothermalism on these pelitic rocks from the eocretaceous intrusions related to Serra Geral Formation constitutes the main geologic process during pelitic rocks evolution, changing the previous features and preparing all the posterior mechanisms, including the weathering alteration. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-03-28Bitstream added on 2014-06-13T21:04:01Z : No. of bitstreams: 1 ibrahim_l_dr_rcla.pdf: 2484612 bytes, checksum: 911d31f4db9aafdedea1f0140b8a3d07 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / As rochas sedimentares da Formação Corumbataí (Neopermiano) afloram próximas à borda leste da Bacia do Paraná e na região de Rio Claro (SP) constituem importante fonte de matéria-prima para a indústria cerâmica regional. O objetivo deste trabalho foi estudar a gênese e a evolução dos argilominerais presentes nos litotipos de dois perfis posicionados estratigraficamente na porção basal da Formação Corumbataí. As amostras foram coletadas nas frentes de lavra das minerações Pieroni e Estrela Dalva, localizadas no Distrito de Assistência, município de Rio Claro (SP) e analisadas através de difração de raios X, espectrometria de fluorescência de raios X, microscopia ótica e granulometria por absorção de raios X. A aplicação de técnicas complementares na interpretação dos difratogramas, como decomposição de picos e elaboração de difratogramas calculados, permititu a identificação dos argilominerais individualizados e interestratificados e associá-los aos processos deposicional, diagenético, hidrotermal e intempérico que atuaram ao longo da evolução geológica da Bacia do Paraná. A assembléia dos argilominerais é constituída por illita 2M1, illita 1Md, clorita, illita/clorita, clorita/esmectita e esmectita. O politipo illita 2M1 dioctaédrico é predominante e constitui o único argilomineral detrítico. Os argilominerais illita 1Md, clorita e illita/clorita resultam de transformações provocadas pela atuação de fluidos termais originados a partir da intrusão dos magmas básicos na forma de diques e sills correlatos à Formação Serra Geral, de idade Eocretácea. O interestratificado clorita/esmectita constitui o registro do início da fase pós-hidrotermal. / Corumbataí Formation (Neopermian) sedimentary rocks arise near of the East edge of Parana Basin and in Rio Claro region (SP) constitute important raw material source for the regional ceramic industry. The aim of this work is to show genesis and evolution of clay minerals of the litotypes of two minings stratigraphycally located in Corumbatai Formation basal zone. The samples were collected from Pieroni and Estrela Dalva minings, in Assistencia District, Rio Claro city (SP) and analysed by techniques of X-ray diffraction, chemical analysis, optical microscopy and grain-size distribution. Aplicattion of complementary techniques in difratograms analysis as peak decomposition and calculated patterns difratograms allowed individualized and interstratified clay minerals identification and associate them with deposicional, diagenetic, hidrothermal and weathering processes during Parana Basin geological evolution. Clay minerals assemblage includes illite 2M1, illite 1Md, chlorite, illite/chlorite, chlorite/smectite and smectite. The polytipe illite 2M1dioctahedral is the predominant detritic clay mineral. Illite 1Md, chorite and illite/chlorite are the result of transformation due to basic magmas intrusions as sills and dykes associated to Serra Geral Formation (Eocretaceous). The presence of smectite at the top litotypes is due to weathering processes, conditioned for Cenozoic sediments that recover Corumbatai Formation rocks. The results suggest that the superimposed hidrothermalism on these pelitic rocks from the eocretaceous intrusions related to Serra Geral Formation constitutes the main geologic process during pelitic rocks evolution, changing the previous features and preparing all the posterior mechanisms, including the weathering alteration.

A Formação Teresina na borda leste da Bacia do Paraná inclui fácies terrígenas e carbonáticas, as quais se destacam pela diversidade e quantidade de produtos autigênicos. Isto inclui calcedônia pervasiva e cimentos e veios de quartzo e calcita.Os componentes de ocorrência mais restrita abrangem barita, celestita, analcima, dolomita, interestratificados de esmectita-ilita, saponita e betume sólido. Os veios de calcita e quartzo são predominantemente verticais. Porém, salienta-se a ocorrência de veios horizontais de calcita paralelos ao acamamento (veios beef). Análises petrográficas foram utilizadas para caracterização dos componentes autigênicos e de suas relações texturais. Análises de inclusões fluidas foram realizadas em calcita e quartzo autigênicos para estimar paleotemperaturas e caracterizar a composição dos paleofluidos aquosos e hidrocarbonetos identificados. A silicificação por calcedônia afeta principalmente as fácies de calcários e teria ocorrido durante a eodiagênese possivelmente influenciada por eventos hidrotermais permo-triássicos. As paragêneses minerais formadas por barita, dolomita e calcita blocosa em cavidade de dissolução em chert nodular brechado e calcita espática, barita, celestita e analcima em calcário recristalizado estão de acordo com possível origem hidrotermal. A reativação de falhas profundas pela propagação intraplaca dos esforços ligados à Orogenia La Ventana na borda sul do Gondwana e o impacto de Araguainha provocariam importantes alterações térmicas em ampla área da bacia e poderiam gerar zonas de hidrotermalismo durante o Permo-Triássico. Temperaturas de homogeneização de inclusões fluidas em calcita e quartzo indicam que a Formação Teresina e a Formação Corumbataí, unidade correlata à Formação Teresina no norte da área estudada, alcançaram temperaturas de no mínimo 200°C, possivelmente até 400°C. Geminação do tipo fragmentada (patch) em cristais de calcita de veios horizontais e verticais indicam deformação a temperaturas maiores que 200°C. Inclusões fluidas em calcita e quartzo das formações Teresina e Corumbataí registram paleofluidos aquosos de salinidade baixa (0-5% em peso equivalente de NaCl) a alta (20-25% em peso equivalente de NaCl). Inclusões fluidas aquosas de alta salinidade associadas a inclusões de hidrocarbonetos leves indicam a migração de paleofluidos de alta profundidade em zonas de fratura da Formação Corumbataí. Inclusões fluidas de salinidade baixa indicariam paleofluidos de origem meteórica. Paleotemperaturas maiores que 200°C na Formação Teresina são relativamente altas para serem alcançadas somente por soterramento na borda leste da Bacia do Paraná. O mesmo acontece para a ocorrência de interestratificados de esmectita-ilita, que requerem temperaturas entre 80 e 125°C. A ampla área de ocorrência e o registro destas paleotemperaturas em veio de calcita em dique básico permitem atribuí-las ao aquecimento pelo magmatismo Serra Geral durante o Eocretáceo. Fluidos com diferentes salinidades em áreas adjacentes indicam a falta de comunicação horizontal e restrição dos paleofluidos a caminhos verticais de migração. Assim, a migração seria principalmente vertical e ocorreria em compartimentos separados por falhas e zonas de fraturas verticais geradas ou reativadas durante os eventos tectônicos do Permo-Triássico e Cretáceo. Os veios beef estariam associados a compartimentos com sobrepressão na Formação Teresina, que permitiram a saída de águas de poro de alta salinidade, possivelmente combinada com a geração e expulsão de hidrocarbonetos durante o magmatismo Serra Geral. Fraturas verticais de direção NW a NNW e NE a NNE seriam os principais caminhos de migração dos fluidos aquosos de poros e de hidrocarbonetos, além de permitirem a entrada de água meteórica em zonas mais profundas. Essas fraturas estariam associadas principalmente à descontinuidades do embasamento reativadas, onde as falhas da Jacutinga (NE) e de Guapiara (NW) representariam as principais estruturas da área estudada. O betume sólido que preenche fraturas de direção NW na Formação Teresina corresponderia a hidrocarbonetos líquidos termicamente alterados (pirobetume) pelo magmatismo Serra Geral. A espessura reduzida das unidades sedimentares situadas entre a Formação Teresina e as rochas magmáticas da Formação Serra Geral no flanco norte do Arco de Ponta Grossa, nas áreas de Jacarezinho-Joaquim Távora (PR) e de Taguaí-Fartura (SP), propiciaria efeito térmico mais intenso da capa de basalto sobre a Formação Teresina. / The Permian Teresina Formation in the eastern flank of the Paraná Basin stands out due to the diversity and high content of autigenic products. These products include pervasive calcedony and cements and veins of quartz and calcite, associated with other autigenic minerals that comprise barite, celestite, analcime, dolomite, illite-smectite interstratification and saponite. The Teresina Formation also stands for the occurrence of several horizontal parallel-bedding calcite veins (beef veins), besides solid bitumen and light hydrocarbons. Petrographic analysis under optical microscope and scan electron microscope coupled with an EDS attachment were used to recognize autigenic minerals and their textural relationships. Fluid inclusions analysis were performed in the main autigenic minerals (calcite and quartz) to estimate paleotemperatures and to acquire the composition of aqueous paleofluids and hydrocarbons. The intense silicification of the limestones of the Teresina Formation would have happened during eodiagenesis, possibly associated with hydrothermal events. The reactivation of deep faults due to, the propagation of intraplate stress from the La Ventana Orogeny in the southern border of Gondwana and the Araguainha impact event would have caused important thermal alterations in a wide area of the basin, promoting hidrothermal activity during the Permo-Triassic. Barite, dolomite and blocky calcite paragenesis in dissolution cavities from brecciated nodular chert and spar calcite, barite, celestite and high temperature analcime paragenesis in recrystallized limestone are in agreement with a possible hydrothermal origin. Homogenization temperatures of fluid inclusions from calcite and quartz show that the Teresina Formation and the Corumbataí Formation, which is correlated to the Teresina Formation in the northern portion of the studied area, reached temperatures of at least 200°C, possibly until 400°C. Patch twins in calcite veins also indicate deformation under temperatures above 200°C. The Teresina and Corumbataí formations record inclusions in calcite and quartz with low (0-5 wt.%NaCl eq.) to high (20-25 wt.%NaCl eq.) salinity aqueous paleofluids. The high salinity aqueous inclusions associated with light hydrocarbons inclusions indicate migration of deep buried paleofluids in fractures zones within the Corumbataí Formation. The low salinity aqueous fluids suggest the input of meteoric water to deep zones. Paleotemperatures higher than 200°C in the Teresina Formation are relatively high to be reached by burial in the eastern border of the Paraná· Basin. The same is interpreted through the occurrence of cements made by illite-smectite interstratification, which requires temperatures between 80 and 125°C. These paleotemperatures are attributed to the heating due to the Serra Geral magmatism during the Early Cretaceous. Fluids with different salinities in neighbor areas show the lack of horizontal fluid flux communication. Thus, fluid migration would be mainly vertical and restricted to compartments separated by faults or vertical fracture zones generated or reactivated by tectonic events during Permo-Triassic and Cretaceous. The beef veins indicate the development of overpressured compartments in the Teresina Formation, which allowed the output of buried high salinity pore waters, combined with hydrocarbon generation and expulsion during the Early Cretaceous Serra Geral heating event. Vertical NW to NNW and NE to NNE fractures would be the main pathways for the migration of buried pore waters and hydrocarbons, besides the input of meteoric water. These fractures would be associated to the reactivation of basement discontinuities. The Jacutinga (NE) and Guapiara (NW) faults and associated fractures would represent the main pathways for fluid migration in the studied area. The solid bitumen filling NW fractures in the Teresina Formation would correspond to thermally altered liquid hydrocarbons (pyrobitumen). The reduced thickness of the stratigraphical units between the Teresina and Serra Geral formations in the northern flank of the Ponta Grossa Arch, which includes the Jacarezinho- Joaquim Távora (PR) and Taguaí-Fartura (SP) areas, improved the thermal effect of the basalt cap on the underlying Permian units, allowing a high temperature regional thermal background.

A Formação Teresina na borda leste da Bacia do Paraná inclui fácies terrígenas e carbonáticas, as quais se destacam pela diversidade e quantidade de produtos autigênicos. Isto inclui calcedônia pervasiva e cimentos e veios de quartzo e calcita.Os componentes de ocorrência mais restrita abrangem barita, celestita, analcima, dolomita, interestratificados de esmectita-ilita, saponita e betume sólido. Os veios de calcita e quartzo são predominantemente verticais. Porém, salienta-se a ocorrência de veios horizontais de calcita paralelos ao acamamento (veios beef). Análises petrográficas foram utilizadas para caracterização dos componentes autigênicos e de suas relações texturais. Análises de inclusões fluidas foram realizadas em calcita e quartzo autigênicos para estimar paleotemperaturas e caracterizar a composição dos paleofluidos aquosos e hidrocarbonetos identificados. A silicificação por calcedônia afeta principalmente as fácies de calcários e teria ocorrido durante a eodiagênese possivelmente influenciada por eventos hidrotermais permo-triássicos. As paragêneses minerais formadas por barita, dolomita e calcita blocosa em cavidade de dissolução em chert nodular brechado e calcita espática, barita, celestita e analcima em calcário recristalizado estão de acordo com possível origem hidrotermal. A reativação de falhas profundas pela propagação intraplaca dos esforços ligados à Orogenia La Ventana na borda sul do Gondwana e o impacto de Araguainha provocariam importantes alterações térmicas em ampla área da bacia e poderiam gerar zonas de hidrotermalismo durante o Permo-Triássico. Temperaturas de homogeneização de inclusões fluidas em calcita e quartzo indicam que a Formação Teresina e a Formação Corumbataí, unidade correlata à Formação Teresina no norte da área estudada, alcançaram temperaturas de no mínimo 200°C, possivelmente até 400°C. Geminação do tipo fragmentada (patch) em cristais de calcita de veios horizontais e verticais indicam deformação a temperaturas maiores que 200°C. Inclusões fluidas em calcita e quartzo das formações Teresina e Corumbataí registram paleofluidos aquosos de salinidade baixa (0-5% em peso equivalente de NaCl) a alta (20-25% em peso equivalente de NaCl). Inclusões fluidas aquosas de alta salinidade associadas a inclusões de hidrocarbonetos leves indicam a migração de paleofluidos de alta profundidade em zonas de fratura da Formação Corumbataí. Inclusões fluidas de salinidade baixa indicariam paleofluidos de origem meteórica. Paleotemperaturas maiores que 200°C na Formação Teresina são relativamente altas para serem alcançadas somente por soterramento na borda leste da Bacia do Paraná. O mesmo acontece para a ocorrência de interestratificados de esmectita-ilita, que requerem temperaturas entre 80 e 125°C. A ampla área de ocorrência e o registro destas paleotemperaturas em veio de calcita em dique básico permitem atribuí-las ao aquecimento pelo magmatismo Serra Geral durante o Eocretáceo. Fluidos com diferentes salinidades em áreas adjacentes indicam a falta de comunicação horizontal e restrição dos paleofluidos a caminhos verticais de migração. Assim, a migração seria principalmente vertical e ocorreria em compartimentos separados por falhas e zonas de fraturas verticais geradas ou reativadas durante os eventos tectônicos do Permo-Triássico e Cretáceo. Os veios beef estariam associados a compartimentos com sobrepressão na Formação Teresina, que permitiram a saída de águas de poro de alta salinidade, possivelmente combinada com a geração e expulsão de hidrocarbonetos durante o magmatismo Serra Geral. Fraturas verticais de direção NW a NNW e NE a NNE seriam os principais caminhos de migração dos fluidos aquosos de poros e de hidrocarbonetos, além de permitirem a entrada de água meteórica em zonas mais profundas. Essas fraturas estariam associadas principalmente à descontinuidades do embasamento reativadas, onde as falhas da Jacutinga (NE) e de Guapiara (NW) representariam as principais estruturas da área estudada. O betume sólido que preenche fraturas de direção NW na Formação Teresina corresponderia a hidrocarbonetos líquidos termicamente alterados (pirobetume) pelo magmatismo Serra Geral. A espessura reduzida das unidades sedimentares situadas entre a Formação Teresina e as rochas magmáticas da Formação Serra Geral no flanco norte do Arco de Ponta Grossa, nas áreas de Jacarezinho-Joaquim Távora (PR) e de Taguaí-Fartura (SP), propiciaria efeito térmico mais intenso da capa de basalto sobre a Formação Teresina. / The Permian Teresina Formation in the eastern flank of the Paraná Basin stands out due to the diversity and high content of autigenic products. These products include pervasive calcedony and cements and veins of quartz and calcite, associated with other autigenic minerals that comprise barite, celestite, analcime, dolomite, illite-smectite interstratification and saponite. The Teresina Formation also stands for the occurrence of several horizontal parallel-bedding calcite veins (beef veins), besides solid bitumen and light hydrocarbons. Petrographic analysis under optical microscope and scan electron microscope coupled with an EDS attachment were used to recognize autigenic minerals and their textural relationships. Fluid inclusions analysis were performed in the main autigenic minerals (calcite and quartz) to estimate paleotemperatures and to acquire the composition of aqueous paleofluids and hydrocarbons. The intense silicification of the limestones of the Teresina Formation would have happened during eodiagenesis, possibly associated with hydrothermal events. The reactivation of deep faults due to, the propagation of intraplate stress from the La Ventana Orogeny in the southern border of Gondwana and the Araguainha impact event would have caused important thermal alterations in a wide area of the basin, promoting hidrothermal activity during the Permo-Triassic. Barite, dolomite and blocky calcite paragenesis in dissolution cavities from brecciated nodular chert and spar calcite, barite, celestite and high temperature analcime paragenesis in recrystallized limestone are in agreement with a possible hydrothermal origin. Homogenization temperatures of fluid inclusions from calcite and quartz show that the Teresina Formation and the Corumbataí Formation, which is correlated to the Teresina Formation in the northern portion of the studied area, reached temperatures of at least 200°C, possibly until 400°C. Patch twins in calcite veins also indicate deformation under temperatures above 200°C. The Teresina and Corumbataí formations record inclusions in calcite and quartz with low (0-5 wt.%NaCl eq.) to high (20-25 wt.%NaCl eq.) salinity aqueous paleofluids. The high salinity aqueous inclusions associated with light hydrocarbons inclusions indicate migration of deep buried paleofluids in fractures zones within the Corumbataí Formation. The low salinity aqueous fluids suggest the input of meteoric water to deep zones. Paleotemperatures higher than 200°C in the Teresina Formation are relatively high to be reached by burial in the eastern border of the Paraná· Basin. The same is interpreted through the occurrence of cements made by illite-smectite interstratification, which requires temperatures between 80 and 125°C. These paleotemperatures are attributed to the heating due to the Serra Geral magmatism during the Early Cretaceous. Fluids with different salinities in neighbor areas show the lack of horizontal fluid flux communication. Thus, fluid migration would be mainly vertical and restricted to compartments separated by faults or vertical fracture zones generated or reactivated by tectonic events during Permo-Triassic and Cretaceous. The beef veins indicate the development of overpressured compartments in the Teresina Formation, which allowed the output of buried high salinity pore waters, combined with hydrocarbon generation and expulsion during the Early Cretaceous Serra Geral heating event. Vertical NW to NNW and NE to NNE fractures would be the main pathways for the migration of buried pore waters and hydrocarbons, besides the input of meteoric water. These fractures would be associated to the reactivation of basement discontinuities. The Jacutinga (NE) and Guapiara (NW) faults and associated fractures would represent the main pathways for fluid migration in the studied area. The solid bitumen filling NW fractures in the Teresina Formation would correspond to thermally altered liquid hydrocarbons (pyrobitumen). The reduced thickness of the stratigraphical units between the Teresina and Serra Geral formations in the northern flank of the Ponta Grossa Arch, which includes the Jacarezinho- Joaquim Távora (PR) and Taguaí-Fartura (SP) areas, improved the thermal effect of the basalt cap on the underlying Permian units, allowing a high temperature regional thermal background.