A presente dissertação apresenta um estudo sobre a fossildiagênese da Supersequencia Santa Maria. Esta unidade contém uma grande variedade de vertebrados fósseis, que são conhecidos deste o início do século XX. Muitas vezes a preservação destes fósseis é excelente, mas alguns não seguem esse padrão. Algumas vezes, o processo de crescimento dos minerais permineralizantes pode destruir a forma original dos ossos, o que impede, às vezes, a sua identificação taxonômica precisa. Este trabalho tem como objetivo principal estudar os diferentes tipos de fossilização que ocorrem nos pacotes fossilíferos da Supersequência Santa Maria (Sequências Santa Maria I e II). Para isso, foram realizadas análises petrográficas por microscopia óptica, difração de raios X, refinamento cristalino e por espectroscopia no infravermelho. Em alguns ossos, foram coletadas amostras (para análises geoquímicas) em distintas porções do osso (mais externas e mais internas). Os resultados obtidos possibilitaram estudar as modificações cristaloquímicas e diagenéticas da apatita que compõe os ossos fósseis e compreender a evolução dos processos de fossilização. Através das análises petrográficas, foi possível identificar todas as fases minerais envolvidas nestes processos e estudar as transformações da hidroxiapatita ao longo da diagenênese. As análises possibilitaram identificar calcita, hematita e calcedônia como minerais precipitados durante a fossilização e fluorapatita e carbonato fluorapatita como as variedades de apatita que ocorrem nos ossos. Também foram observadas diferenças nas microfeições de calcita em ossos bem preservados (cristais grandes preenchendo completamente as cavidades internas) e mal preservados (calcita micro espática típica de calcretes freáticos). Com base nos resultados, foram identificados dois padrões, sendo um para Sequencia Santa Maria I e base da Sequencia Santa Maria II e outro para o topo da Sequencia Santa Maria II. No primeiro caso, onde a rocha fossilífera é um pelito depositado em planície de inundação, existem duas variantes: 1) após o soterramento final, o osso não ficar na zona de oscilação de nível freático, acarretando um uma boa preservação e 2) o osso ficar na zona de oscilação de nível freático, recebendo maior aporte de íons e tendo uma probabilidade maior de sofrer alteração volumétrica. Estas duas possibilidades podem sobrepor-se. Já no topo na Sequencia Santa Maria II, a rocha fossilífera é um arenito fino e a preservação se dá pela percolação de íons fora da zona de oscilação do nível freático, implicando em uma boa preservação. O refinamento cristalino mostrou que, durante o processo de fossilização, a apatita sofre mudança nos parâmetros cristalográficos, indicando uma mudança mineralógica causada principalmente pela substituição dos ânions na estrutura cristalina, especialmente incluindo o flúor e o carbonato, íons muito comuns nas águas superficiais. As análises por espectroscopia no infravermelho permitiram constatar a entrada de carbonato e a diminuição de fosfato nas porções mais centrais do osso, que são as mais alteradas. Com isso, se pode concluir que as partes mais centrais dos ossos servem de conduto principal para os fluidos diagenéticos e que a alteração da hidroxiapatita para carbonato apatita ocorre de dentro para fora. / The present master degree thesis presents a study about Santa Maria Supersequence fossildiagenesis. This unit contains a great variety of vertebrate fossils known since the early XX century. In many cases, the fossils are in excellent preservational state, although some of them do not follow this pattern. The process of expansive growth of the permineralizing minerals destroys the original shape of the fossils, which sometimes does not allow an accurate taxonomic identification. This work has as main objective to study the different fossilization patterns that occurs in Santa Maria Sequences I and II. For that, petrographic analyzes were performed by optical microscopy, X-ray diffraction, refinement and crystal infrared spectroscopy. In some bones were collected samples (for geochemical analysis) in different portions of the bone (from bone marrow to the edges). The results made possible to study the crystallochemical and diagenetic modifications of bone apatite in places with distinct preservational states, and understand the evolution of the fossilization processes. Through petrographic analyses were possible to identificate all mineral phases involved in fossilization process and to study hydroxylapatite transformations through fossildiagenetic process. Were identified calcite, hematite and chalcedony as precipited minerals during fossilization besides fluorapatite and carbonate fluorapatite as varieties of bone apatite after fossildiagenesis. Also were observed differences in calcite microfeatures between well preserved bones (big crystals filling all bone cavities) and badly preserved (microspar calcite, typical of phreatic precipitation). Based in these results were recognized two patterns, being one for Santa Maria Sequence I and Santa Maria Sequence II base and another to Santa Maria Sequencie II top. In the first case, the fossiliferous rock is a floodplain mudstone and there are two variables: 1) after the final burial bone stay out of phreatic level, favoring a good preservation and 2) bone stay in phreatic oscillation zone resulting in a bad preservation. These two possibilities may overlap. For Santa Maria Sequence II top the fossiliferous rock is a deltaic massive sandstone and the preservation occurs by ion percolation outside the phreatic oscillation zone, resulting in a good preservation. The crystalline refinement showed that during the fossilization processes bone apatite suffers changes in crystallographic parameters, indicating a mineralogical change due to anion substitution inside crystalline structure, especially floride and carbonate found in any sedimentary environment. Infrared spectroscopy made possible to observe the carbonate entry and the phosphate in the bone marrow. Due this, were concluded that the bone marrow serve as the primary conduit for the diagenetic fluids, and the change of hydroxylapatite for carbonate fluorapatite and fluorapatite occurs from the inside to outside.

A presente dissertação apresenta um estudo sobre a fossildiagênese da Supersequencia Santa Maria. Esta unidade contém uma grande variedade de vertebrados fósseis, que são conhecidos deste o início do século XX. Muitas vezes a preservação destes fósseis é excelente, mas alguns não seguem esse padrão. Algumas vezes, o processo de crescimento dos minerais permineralizantes pode destruir a forma original dos ossos, o que impede, às vezes, a sua identificação taxonômica precisa. Este trabalho tem como objetivo principal estudar os diferentes tipos de fossilização que ocorrem nos pacotes fossilíferos da Supersequência Santa Maria (Sequências Santa Maria I e II). Para isso, foram realizadas análises petrográficas por microscopia óptica, difração de raios X, refinamento cristalino e por espectroscopia no infravermelho. Em alguns ossos, foram coletadas amostras (para análises geoquímicas) em distintas porções do osso (mais externas e mais internas). Os resultados obtidos possibilitaram estudar as modificações cristaloquímicas e diagenéticas da apatita que compõe os ossos fósseis e compreender a evolução dos processos de fossilização. Através das análises petrográficas, foi possível identificar todas as fases minerais envolvidas nestes processos e estudar as transformações da hidroxiapatita ao longo da diagenênese. As análises possibilitaram identificar calcita, hematita e calcedônia como minerais precipitados durante a fossilização e fluorapatita e carbonato fluorapatita como as variedades de apatita que ocorrem nos ossos. Também foram observadas diferenças nas microfeições de calcita em ossos bem preservados (cristais grandes preenchendo completamente as cavidades internas) e mal preservados (calcita micro espática típica de calcretes freáticos). Com base nos resultados, foram identificados dois padrões, sendo um para Sequencia Santa Maria I e base da Sequencia Santa Maria II e outro para o topo da Sequencia Santa Maria II. No primeiro caso, onde a rocha fossilífera é um pelito depositado em planície de inundação, existem duas variantes: 1) após o soterramento final, o osso não ficar na zona de oscilação de nível freático, acarretando um uma boa preservação e 2) o osso ficar na zona de oscilação de nível freático, recebendo maior aporte de íons e tendo uma probabilidade maior de sofrer alteração volumétrica. Estas duas possibilidades podem sobrepor-se. Já no topo na Sequencia Santa Maria II, a rocha fossilífera é um arenito fino e a preservação se dá pela percolação de íons fora da zona de oscilação do nível freático, implicando em uma boa preservação. O refinamento cristalino mostrou que, durante o processo de fossilização, a apatita sofre mudança nos parâmetros cristalográficos, indicando uma mudança mineralógica causada principalmente pela substituição dos ânions na estrutura cristalina, especialmente incluindo o flúor e o carbonato, íons muito comuns nas águas superficiais. As análises por espectroscopia no infravermelho permitiram constatar a entrada de carbonato e a diminuição de fosfato nas porções mais centrais do osso, que são as mais alteradas. Com isso, se pode concluir que as partes mais centrais dos ossos servem de conduto principal para os fluidos diagenéticos e que a alteração da hidroxiapatita para carbonato apatita ocorre de dentro para fora. / The present master degree thesis presents a study about Santa Maria Supersequence fossildiagenesis. This unit contains a great variety of vertebrate fossils known since the early XX century. In many cases, the fossils are in excellent preservational state, although some of them do not follow this pattern. The process of expansive growth of the permineralizing minerals destroys the original shape of the fossils, which sometimes does not allow an accurate taxonomic identification. This work has as main objective to study the different fossilization patterns that occurs in Santa Maria Sequences I and II. For that, petrographic analyzes were performed by optical microscopy, X-ray diffraction, refinement and crystal infrared spectroscopy. In some bones were collected samples (for geochemical analysis) in different portions of the bone (from bone marrow to the edges). The results made possible to study the crystallochemical and diagenetic modifications of bone apatite in places with distinct preservational states, and understand the evolution of the fossilization processes. Through petrographic analyses were possible to identificate all mineral phases involved in fossilization process and to study hydroxylapatite transformations through fossildiagenetic process. Were identified calcite, hematite and chalcedony as precipited minerals during fossilization besides fluorapatite and carbonate fluorapatite as varieties of bone apatite after fossildiagenesis. Also were observed differences in calcite microfeatures between well preserved bones (big crystals filling all bone cavities) and badly preserved (microspar calcite, typical of phreatic precipitation). Based in these results were recognized two patterns, being one for Santa Maria Sequence I and Santa Maria Sequence II base and another to Santa Maria Sequencie II top. In the first case, the fossiliferous rock is a floodplain mudstone and there are two variables: 1) after the final burial bone stay out of phreatic level, favoring a good preservation and 2) bone stay in phreatic oscillation zone resulting in a bad preservation. These two possibilities may overlap. For Santa Maria Sequence II top the fossiliferous rock is a deltaic massive sandstone and the preservation occurs by ion percolation outside the phreatic oscillation zone, resulting in a good preservation. The crystalline refinement showed that during the fossilization processes bone apatite suffers changes in crystallographic parameters, indicating a mineralogical change due to anion substitution inside crystalline structure, especially floride and carbonate found in any sedimentary environment. Infrared spectroscopy made possible to observe the carbonate entry and the phosphate in the bone marrow. Due this, were concluded that the bone marrow serve as the primary conduit for the diagenetic fluids, and the change of hydroxylapatite for carbonate fluorapatite and fluorapatite occurs from the inside to outside.

A presente dissertação apresenta um estudo sobre a fossildiagênese da Supersequencia Santa Maria. Esta unidade contém uma grande variedade de vertebrados fósseis, que são conhecidos deste o início do século XX. Muitas vezes a preservação destes fósseis é excelente, mas alguns não seguem esse padrão. Algumas vezes, o processo de crescimento dos minerais permineralizantes pode destruir a forma original dos ossos, o que impede, às vezes, a sua identificação taxonômica precisa. Este trabalho tem como objetivo principal estudar os diferentes tipos de fossilização que ocorrem nos pacotes fossilíferos da Supersequência Santa Maria (Sequências Santa Maria I e II). Para isso, foram realizadas análises petrográficas por microscopia óptica, difração de raios X, refinamento cristalino e por espectroscopia no infravermelho. Em alguns ossos, foram coletadas amostras (para análises geoquímicas) em distintas porções do osso (mais externas e mais internas). Os resultados obtidos possibilitaram estudar as modificações cristaloquímicas e diagenéticas da apatita que compõe os ossos fósseis e compreender a evolução dos processos de fossilização. Através das análises petrográficas, foi possível identificar todas as fases minerais envolvidas nestes processos e estudar as transformações da hidroxiapatita ao longo da diagenênese. As análises possibilitaram identificar calcita, hematita e calcedônia como minerais precipitados durante a fossilização e fluorapatita e carbonato fluorapatita como as variedades de apatita que ocorrem nos ossos. Também foram observadas diferenças nas microfeições de calcita em ossos bem preservados (cristais grandes preenchendo completamente as cavidades internas) e mal preservados (calcita micro espática típica de calcretes freáticos). Com base nos resultados, foram identificados dois padrões, sendo um para Sequencia Santa Maria I e base da Sequencia Santa Maria II e outro para o topo da Sequencia Santa Maria II. No primeiro caso, onde a rocha fossilífera é um pelito depositado em planície de inundação, existem duas variantes: 1) após o soterramento final, o osso não ficar na zona de oscilação de nível freático, acarretando um uma boa preservação e 2) o osso ficar na zona de oscilação de nível freático, recebendo maior aporte de íons e tendo uma probabilidade maior de sofrer alteração volumétrica. Estas duas possibilidades podem sobrepor-se. Já no topo na Sequencia Santa Maria II, a rocha fossilífera é um arenito fino e a preservação se dá pela percolação de íons fora da zona de oscilação do nível freático, implicando em uma boa preservação. O refinamento cristalino mostrou que, durante o processo de fossilização, a apatita sofre mudança nos parâmetros cristalográficos, indicando uma mudança mineralógica causada principalmente pela substituição dos ânions na estrutura cristalina, especialmente incluindo o flúor e o carbonato, íons muito comuns nas águas superficiais. As análises por espectroscopia no infravermelho permitiram constatar a entrada de carbonato e a diminuição de fosfato nas porções mais centrais do osso, que são as mais alteradas. Com isso, se pode concluir que as partes mais centrais dos ossos servem de conduto principal para os fluidos diagenéticos e que a alteração da hidroxiapatita para carbonato apatita ocorre de dentro para fora. / The present master degree thesis presents a study about Santa Maria Supersequence fossildiagenesis. This unit contains a great variety of vertebrate fossils known since the early XX century. In many cases, the fossils are in excellent preservational state, although some of them do not follow this pattern. The process of expansive growth of the permineralizing minerals destroys the original shape of the fossils, which sometimes does not allow an accurate taxonomic identification. This work has as main objective to study the different fossilization patterns that occurs in Santa Maria Sequences I and II. For that, petrographic analyzes were performed by optical microscopy, X-ray diffraction, refinement and crystal infrared spectroscopy. In some bones were collected samples (for geochemical analysis) in different portions of the bone (from bone marrow to the edges). The results made possible to study the crystallochemical and diagenetic modifications of bone apatite in places with distinct preservational states, and understand the evolution of the fossilization processes. Through petrographic analyses were possible to identificate all mineral phases involved in fossilization process and to study hydroxylapatite transformations through fossildiagenetic process. Were identified calcite, hematite and chalcedony as precipited minerals during fossilization besides fluorapatite and carbonate fluorapatite as varieties of bone apatite after fossildiagenesis. Also were observed differences in calcite microfeatures between well preserved bones (big crystals filling all bone cavities) and badly preserved (microspar calcite, typical of phreatic precipitation). Based in these results were recognized two patterns, being one for Santa Maria Sequence I and Santa Maria Sequence II base and another to Santa Maria Sequencie II top. In the first case, the fossiliferous rock is a floodplain mudstone and there are two variables: 1) after the final burial bone stay out of phreatic level, favoring a good preservation and 2) bone stay in phreatic oscillation zone resulting in a bad preservation. These two possibilities may overlap. For Santa Maria Sequence II top the fossiliferous rock is a deltaic massive sandstone and the preservation occurs by ion percolation outside the phreatic oscillation zone, resulting in a good preservation. The crystalline refinement showed that during the fossilization processes bone apatite suffers changes in crystallographic parameters, indicating a mineralogical change due to anion substitution inside crystalline structure, especially floride and carbonate found in any sedimentary environment. Infrared spectroscopy made possible to observe the carbonate entry and the phosphate in the bone marrow. Due this, were concluded that the bone marrow serve as the primary conduit for the diagenetic fluids, and the change of hydroxylapatite for carbonate fluorapatite and fluorapatite occurs from the inside to outside.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-02-16T14:09:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 1.UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO - PDF.pdf: 2290380 bytes, checksum: 779f1a4fa95fe4cc4bf311af3f117d25 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-16T14:09:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) 1.UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO - PDF.pdf: 2290380 bytes, checksum: 779f1a4fa95fe4cc4bf311af3f117d25 (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / CAPES / Apresentamos uma descrição detalhada da morfologia e osteohistologia de pequenos ossos de Arcosauromorpha encontrados da Zona de Associação de Hyperodapedon, referente à Sequência Santa Maria II, Supersequência Santa Maria, Triássico Superior do Rio Grande do Sul, Brasil. O material é composto por ossos de tamanho reduzido, com dimensões menores do que 57mm, encontrados associados in situ. O espécime é composto por um úmero e um metatarsal III direitos, extremidade proximal de uma falange ungueal, um arco neural quase completo de uma vértebra pré-sacral e um centro vertebral pré-sacral. Comparações morfológicas entre UFSM11326 e outros organismos do Triássico mostraram se tratar de um dinossauriano, com possível associação ao grupo Sauropodomorpha. São elas: morfologia da crista deltopeitoral do úmero apresentando prolongamento do cume na crista deltoide; eixo de torção das porções proximal e distal do úmero; morfologia do metatarsal III, apresentando ângulo de torção entre as extremidades proximal e distal superior a 60° e presença do ombro medial; posições da diapófise, parapófise e das infracavidades diapofisiais restantes no arco neural. Este grupo de arcossauros já foi registrado anteriormente em estratos triássicos da Supersequência Santa Maria. As análises do fechamento das suturas do arco neural indicaram um indivíduo jovem, com suturas abertas em forma de zíper. As sessões finas da diáfise do úmero e do metatarsal III, corroboram este estado ontogenético, indicando se tratar de um espécime em fase inicial de desenvolvimento. Exibiu um complexo ósseo fibrolamelar (comum em espécimes dinossaurianos), composto por ósteons primários, sem ocorrência de marcas de crescimento (LAGs ou annuli), áreas extensas de reabsorção ou a presença de lamelas circunferenciais externas (external fundamental system = EFS). Este padrão evidencia uma estratégia de crescimento rápido, sustentado por elevadas taxas metabólicas, superiores a dos répteis modernos, e comparáveis com aquelas já encontradas para este grupo de arcossauros. Definimos portanto que UFSM11326 corresponde a um Sauropodomorpha jovem, sem a conclusão de seu crescimento assintótico, com elevados níveis de deposição óssea e consequente crescimento acelerado até o momento de sua morte. / Here we present a detailed description of the morphology and osteohistology of small bones of Arcosauromorpha found at the Hyperodapedon Association Zone, referring to the Santa Maria II Sequence, Santa Maria Supersequence, Upper Triassic of Rio Grande do Sul States, Brazil. The material consists of small sized bone (dimensions smaller than 57mm) found associated in situ. The specimen consists of a right humerus and metatarsal III, proximal extremity of an ungueal phalanx, an almost complete neural arch of a pre-sacral vertebra, and a pre-sacral vertebral center. Morphological comparisons between UFSM11326 and other organisms from Triassic revealed that it is a dinosaurian, possibly related to Sauropodomorpha group. The similarities include the morphology of the deltopectoral humerus crest that has an extension of the deltoid crest; twist axis from proximal and distal portions of the humerus; morphology of metatarsal III with torsion angle between the proximal and distal extremities greater than 60° and medial shoulder; positions of the infracavities of the apophysis, parapophysis and diapophysal remaining at neural arch. This archosaurs group has already been registered previously in Triassic strata of the Santa Maria Supersequence. The analyses of the closure of the sutures of the neural arch indicate it to be a young individual with open sutures zipper-shaped. The final sessions of the humeral diaphysis and metarsal III corroborate this ontogenetic state, showing it to be a specimen at an early stage of development. A fibrolamellar bone complex that is common in dinosaurian specimens is present, composed of primary osteons, without occurrence of growth marks (LAGs or annuli), extensive reabsorption areas or external circumferential lamellas (external fundamental system = EFS). This pattern shows a rapid growth strategy, supported by high metabolic rates that are greater than in modern reptiles and comparable with those already found to this archosaurs group. We conclude that UFSM11326 corresponds to a young Sauropodomorpha without completing its asymptotic growth and with high levels of bone deposition and subsequent rapid growth until the moment of his death.