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Previous issue date: 2006-06-23 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os depósitos albianos representam aproximadamente 70% do preenchimento
sedimentar da Bacia de São Luís-Grajaú, alcançando 500 m de espessura no seu
depocentro principal. A sedimentação albiana, assim como a evolução das demais
unidades cretáceas desta bacia, está relacionada à separação dos continentes sulamericano
e africano que promoveu a conexão definitiva dos oceanos Atlântico Sul e
Norte, no Mesozóico. Exposições albianas no norte do Brasil restringem-se às bordas
desta bacia e são ainda pouco estudadas, a exemplo de depósitos que ocorrem na
região de Grajaú (MA). Estes consistem numa sucessão sedimentar siliciclástica flúviodeltaica
constituída de arenitos finos a médios, siltitos, argilitos e conglomerados
intraformacionais, organizados na forma de seis ambientes deposicionais como barra de
frente deltaica, barra distal/prodelta, shoreface superior/foreshore, baía
interdistributária/crevasse e canais fluviaisl e distributários. Estudo de padrões de
paleocorrentes, análise petrográfica de arenitos e minerais pesados, análise geoquímica
em rocha total e em minerais pesados, e datação de zircão detrítico foram utilizados
para investigar a proveniência destes depósitos, de forma a contribuir no
reconhecimento da origem e evolução desta bacia, umas das principais regiões
sedimentares cretáceas do Brasil.
O estudo foi conduzido em amostras de arenitos, principal litologia dos depósitos.
São quartzo-arenitos cujas composições modais plotam no campo que indica
proveniência de orógens reciclados e blocos continentais no diagrama Q-F-Lt. Estes
arenitos são bem a moderadamente selecionados, com alta maturidade textural e
mineralógica, cuja assembléia de minerais pesados é composta de turmalina, zircão,
estaurolita, rutilo e cianita. Estes minerais exibem predominantemente formas
arredondadas a subarredondadas, e texturas superficiais, de origem mecânica. Grãos
de quartzo são monocristalinos e policristalinos, com formas geralmente irregulares,
contendo texturas superficiais similares às encontradas nos minerais pesados. Isto
sugere que sedimentos reciclados foram fontes mais importantes do que fontes de
primeiro ciclo. Adicionalmente, a carência em texturas superficiais de dissolução nos
minerais indica que estes arenitos são pouco afetados pelo intemperismo químico,
sugerindo que a composição modal destas rochas pode ser relacionada à reciclagem
sedimentar ou a retrabalhamento no ambiente deposicional, tal qual são atribuídos a
estes depósitos. Os altos valores do índice de alteração química CIA, definido como
Al2O3/(Al2O3+K2O+Na2O+CaO*)x100, corroboram com o primeiro caso, a reciclagem.
O padrão das paleocorrentes e os valores de RuZi permitiram subdividir a
sucessão sedimentar em quatro intervalos denominados de A, B, C e D. Esta
subdivisão norteou a amostragem para análises geoquímicas de rocha total e minerais
pesados e datação de zircão detrítico. A geoquímica em turmalina indica proveniência
de metapelitos e metapsamitos, e pouca contribuição de granitos e pegmatitos. O
padrão de Hf nos zircões sugere mudanças nas fontes deste mineral, onde na Zona A,
a distribuição é unimodal, enquanto que nas zonas B, C e D é bimodal. A estaurolita,
por apresentar baixa variabilidade composicional, não indicou diferenças substanciais
na fonte de sedimentos, mas é um mineral naturalmente indicativo de fontes
metamórficas de médio a alto grau, fato reforçado pela presença de cianita.
As populações de zircão revelam três tipos de terrenos fontes: Arqueano (3103-
2545 Ma), Paleoproterozóioco (2460-1684 Ma) and Neoproterozóico (993-505 Ma);
menos representados são Mesoproterozóico (1570-1006 Ma), Paleozóico (440-540 Ma)
e Mesozóico (141-314 Ma). Idades de 1.0Ga são relacionadas ao Evento Carirís Velho
reconhecido na Província Borborema, nordeste do Brasil. Zircões neoproterozóicos e
arqueanos tornam-se mais abundantes em direção ao topo da sucessão, enquanto que
os de idade paleoproterozóicas são mais freqüentes em direção a base. Isto sugere que
à medida que o processo de erosão (denudação) se processou nas áreas fontes, em
consequência de movimentações tectônicas, rochas arquenas foram sendo expostas.
Os resultados da análise química dos elementos maiores indicam arenitos com
características de sedimentos depositados em ambiente de margem continental passiva
(PM). Sedimentos PM são ricos em quartzo, geralmente são oriundos de blocos
continentais interiores estáveis, transportados e depositados em bacias intracratônicas
ou de margens continentais passivas. O padrão de terras raras nas amostras
analisadas exibe comportamento similar ao padrão destes elementos em sedimentos
originados da erosão da crosta continental pós-arqueana. As informações reunidas neste trabalho permitem concluir que cinturões
brasilianos-panafricanos, regiões cratônicas arqueanas e paleoproterozóicas, e
unidades sedimentares paleozóicas, que afloram nas adjacências da Bacia de São
Luís-Grajaú, foram fontes dos depósitos albianos expostos na porção sul desta bacia.
O padrão de paleocorrentes indica duas áreas fontes potenciais para os depósitos
estudados, que envolvem: (i) o Cráton São Luís, o Cinturão Gurupi e a porção noroeste
da Província Borborema, localizadas a norte e nordeste, que foram fontes para os
depósitos da Zona A e; (ii) a Faixa Araguaia, o leste do Craton Amazônico e a Província
Borborema, a sul e sudoeste da bacia, que por sua vez foram fontes para os arenitos
das zonas B, C e D. A Bacia do Parnaíba destaca-se no cenário da proveniência como
fonte intermediária de sedimentos, que contribuiu com material reciclado para a Bacia
de São Luís-Grajaú, previamente depositados no seu domínio no Paleozóico. Isto é
consistente com o alto grau de arredondamento dos minerais pesados e pela
maturidade textural elevada dos arenitos albianos.
A proveniência e a ambiência tectônica da sedimentação albiana na borda sul da
Bacia de São Luís-Grajaú foi constatada nesta tese dentro de um contexto
paleogeográfico. Há ampla relação entre a origem e evolução dos depósitos albianos
desta bacia cretácea com eventos geológico que remontam a tempos pré-cretáceos.
Esta bacia se estabeleceu sobre embasamento paleozóico e pré-cambriano que
formavam a porção noroeste do Gondwana que, no Mesozóico, fragmentou-se
permitindo que sedimentos oriundos destes terrenos fossem depositados na Bacia de
São Luís-Grajaú. / The Albian deposits comprise ca. 70% of sedimentary fill of the São Luís-Grajaú
Basin, with 500 m thick in their main depocenters. The origin and sedimentary evolution
of these deposits is related to the breakup of Africa and South America which led to the
connection of the formerly separated Central and South Atlantic oceans, in Mesozoic
time.
Albian exposures in the southern border of the São Luís-Grajaú Basin, Grajaú
region, represent a fluvial-deltaic succession whith six depositional environments,
including: delta front (mouth) bar, distal bar/prodelta, upper shoreface/foreshore,
interdistributary bay/crevasse, fluvial channel and distributary channel. They consist,
mainly, of fine- to medium sandstones, as well as siltstones, mudstones and
intraformational conglomerate. Palaeocurrent study, petrography and geochemistry of
sandstones and heavy minerals, and detrital zircon ages were utilized to investigate the
provenance of this sedimentary unit.
This study was performed on sandstone samples whose modal compositions plot
in the quartzarenite field indicating origin from recycled orogen and continental blocks.
High proportion of quartz grains, monocrystaline and polycrystalline, as well as quartzite
fragments, and rounded grains of zircon and tourmaline with a wide variety of
mechanical surface textures, suggest a provenance from sedimentary rocks, and that at
least part of the studied sediments are multicyclic. Chemical weathering processes is
little evident as indicated by absence of solution features in these mineral grains.
Therefore, the modal composition can be related to the sedimentary recycling or strong
reworking on depositional environment. High CIA (Al2O3/Al2O3+K2O+Na2O+CaO*x100)
values suggest transportation and recycling from sources located far away from the
depositional basin, which is, in turn, consistent with a provenance from the recycled
orogens and continental blocks.
Based on palaeocurrent patterns and RuZi the Albian succession in the south
region of the São Luís-Grajaú Basin was defined four heavy mineral zones, generically
named A, B, C and D, in ascending stratigraphic order. Geochemistry of tourmaline grains indicate provenance from metapelites and metapsammites, with few contributions
from granite and pegmatite. Zircon Hf patterns suggest changing of the source of these
zones: Zone A is characterized by an Hf unimodal distribution, while in the Zones B, C
and D, is bimodal. The staurolite shows a relatively limited amount of compositional
variations. Involvement of metasediments is inferred from the presence of staurolite and
kyanite in the sandstones, as well as by predominance of dravite in the tourmaline
populations. Discriminant function analysis using major element compositions show that these
deposits were deposited in the passive continental margin (PM). PM sediments are
mainly quartz-rich, sourced from craton interiors or stable continental regions, which
were deposited in intra-cratonic sedimentary basins or on passive continental margin.
The Albian sediments are characterized by LREE enrichment, depletion in HREE, and
negative Eu-anomaly. This REE pattern, measured to infer the provenance of sediments
and their relationship with average post-Archean upper continental crust, is very
consistent with this interpretation. Enriched HREE concentration in the some samples
may be attributed to the presence of REE bearing heavy minerals, supported by the fact
that these samples have higher concentration of Th, U and Zr, reflecting natural
concentration of zircon grains.
Pb-Pb geochronological analyses of 238 detrital zircon grains show a direct
fingerprint of Precambrian terrains (Archean to Proterozoic) in the source. Three major
zircon populations were detected: Archean (3103-2545 Ma), Paleoproterozoic (2460-
1684 Ma) and Neoproterozoic (993-505 Ma); small groups of Mesoproterozoic (1570-
1006 Ma), Paleozoic (440-540 Ma) and Mesozoic (141-314 Ma) grains are also present.
The Neoproterozoic component shows an increase upwards with main peaks
between 550 Ma and 650 Ma. A similar pattern is shown by the Archean interval, which
exhibits a strong relative increase upwards, peaking between 2725 Ma and 2926 Ma,
while Paleoproterozoic component has a distinct behavior, showing an evident decrease
upwards.
The potential source regions were deduced on the basis of palaeocurrent patterns
and correlations of detrital zircon age from the sandstones studied with U-Pb and Pb-Pb
zircon data from the basement. Our data suggest that the Albian deposits, specially those of the Zone A, were preferentially sourced from the northern and northeastern
regions, including São Luís Craton, Gurupi Belt and northwestern portion of Borborema
Province. Paleoproterozoic and Neoproterozoic zircon ages as those found in zircons
from this zone, are very common in these basement. In contrast, the sediments of zones
B, C e D were supplied from the areas located to the south, southwest and, possibly
east, involving the eastern portion of the Amazonian Craton/Araguaia Belt, and
Borborema Province. Metassedimentary and igneous rocks with similar zircon ages
(mainly Archean) have been described in these regions. The ca. 1.0 Ga detrital zircon
ages show a correspondence with the Cariris Velhos Event, widely recognized in the
central portion of the Borborema Province. In summary, this study demonstrates the
effectiveness of an integrated approach to provenance evaluation of Cretaceous
sedimentary deposits using petrography, heavy minerals and bulk sediment chemistry,
zircon ages, and palaeocurrent data.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpa.br:2011/8286 |
| Date | 23 June 2006 |
| Creators | NASCIMENTO, Marivaldo dos Santos |
| Contributors | GÓES, Ana Maria, MACAMBIRA, Moacir José Buenano |
| Publisher | Universidade Federal do Pará, Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica, UFPA, Brasil, Instituto de Geociências |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPA, instname:Universidade Federal do Pará, instacron:UFPA |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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