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Tipo: Tese
Fecha de publicación : 18-sep-2020
Autor(es): ARAÚJO, Raphael Neto
metadata.dc.creator.ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6467-3245
Primer Orientador: NOGUEIRA, Afonso César Rodrigues
Título : Estratigrafia e eventos da transição Neoarqueano-Paleoproterozoico da Bacia de Carajás, sudeste do Cráton Amazônico
Citación : ARAUJO, Raphael Neto. Estratigrafia e eventos da transição Neoarqueano-Paleoproterozoico da Bacia de Carajás, sudeste do Cráton Amazônico. Orientador: Afonso César Rodrigues Nogueira. 2020. 187 f. Tese (Doutorado em Geologia e Geoquímica) - Instituto de Geociências, Universidade Federal do Pará, Belém, 2020. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/13498. Acesso em:.
Resumen: A transição Neoarqueano-Paleoproterozoico é marcada por uma série de modificações paleoambientais, paleoclimáticas e tectônicas que resultaram em eventos dramáticos, que impuseram à Terra condições inéditas, algumas de caráter irreversível. Em termos paleoambientais, destaca-se o aumento dramático do oxigênio no sistema hidrosfera-atmosfera, a partir do Great Oxidation Event (GOE) por volta de 2.45 Ga. O aumento do oxigênio foi acompanhado da diminuição de greenhouse gases como CO2 e CH4, que promoveu o aparecimento de diferentes episódios glaciais por volta de ca. 2.45–2.22 Ga, genericamente denominados de Huronian Glacial Event (HGE). Embora diversos trabalhos sustentem a hipótese de que esses episódios glaciais correspondam ao primeiro evento glacial de escala global da história da Terra (Paleoproterozoic snowball Earth), contradições estratigráficas e geocronológicas impõem dúvidas quanto a sua extensão global. Estranhamente, ao passo que esse conjunto de eventos é amplamente reconhecido em diversas áreas cratônicas ao redor do globo, no Cráton Amazônico eles ainda permanecem pouco compreendidos e/ou ainda não reportados. Neste estudo, a investigação estratigráfica, sedimentológica e geocronológica da sucessão vulcano-sedimentar (ca. 5 km de espessura) da Bacia de Carajás localizada no sudeste do Cráton Amazônico, norte do Brasil, permitiu o reconhecimento e sequenciamento de alguns desses eventos registrados nessa bacia. Duas unidades litoestratigráficas estão sendo formalmente propostas para essa bacia: a Formação Serra Sul e a Formação Azul. Intervalos de diamictito glacial do Sideriano–Riaciano (ca. 2.58–2.06 Ga) ocorrem empilhados na Formação Serra Sul, e representam o primeiro registro de depósitos glaciais dessa idade na América do Sul. Em termos paleogeográficos, a ocorrência de depósitos glaciais Paleoproterozoicos nesta parte do globo, expande o alcance dessas glaciações para o Cráton Amazônico pela primeira vez, muito embora, o diamictito Serra Sul possa ser correlato a algumas das glaciações Paleoproterozoicas conhecidas, ou a nenhuma delas. Texturas glaciais bem preservadas como foliação glacial e dropstone features, indicam que a deposição da desses estratos ocorreu em um sistema subglacial costeiro, no qual sedimentos glaciogênicos foram ressedimentados em um sistema de leque submarino e através de processos de ice rafting em águas distais do sistema marinho. O sistema glacial Serra Sul foi desenvolvido imediatamente acima dos estratos préglaciais representados pelas unidades de formação ferrífera bandada e rochas vulcânicas do Neoarqueano, que não somente funcionaram como substrato principal, mas também como fonte principal de sedimentos. Adicionalmente, os dados estratigráficos indicam que imediatamente acima do diamictito Serra Sul, depósitos de ritmito da Formação Azul, localmente enriquecidos em manganês, foram depositados em um sistema marinho raso (offshore e offshore transition/shoreface), como resultado do aumento do nível do mar durante a fase de deglaciação. Os estratos enriquecidos com manganês foram possivelmente depositados em associação com black shale—que levou a formação de rodocrosita durante a diagênese—nas porções mais profundas da bacia marinha. Evidências petrográficas e mineralógicas, sustentadas por observações de campo, sugerem que o manganês foi remobilizado como óxido através de falhas para zonas de baixa tensão e elevada permo-porosidade dentro de camadas de red beds da Formação Azul, de forma similar ao observado na migração de hidrocarbonetos. Em termos estratigráficos, a Formação Azul encerra os mesmos intervalos anteriormente inseridos no membro inferior da Formação Águas Claras. Essa formação foi redefinida para designar exclusivamente depósitos de arenito, conglomerado e conglomerado jaspilíticos depositados em um sistema tipo fluvial braided, que ocorrem em discordância acima da Formação Azul. Além disso, é sugerido que as formações Azul e Águas Claras representem o registro estratigráfico de uma sequência transgressiva-regressiva (T-R). Dados geocronológicos obtidos a partir da datação U-Pb de zircão detrítico separados das formações Azul e Águas Claras indicam que rochas do Mesoarqueano e Neoarqueano, possivelmente dos domínios Rio Maria e Carajás, foram as principais rochas-fonte de sedimentos. A distribuição das idades 207Pb/206Pb de 76 análises concordantes da Formação Azul indicam uma idade para população mais jovem em ca. 2.27 Ga, interpretada como a idade máxima de deposição dessa unidade. A ocorrência de grãos de zircão do Riaciano e Orosiriano nessa unidade sugere fortemente que o Domínio Bacajá pode ter sido fonte subordinada de sedimentos, e em termos paleogeográficos, sugere uma possível conexão entre esse domínio e o Domínio Carajás nesse período. A análise integrada dos resultados, apoiada em dados geológicos regionais anteriores, permitiu a proposição de um modelo tectono-sedimentar para a evolução da sucessão Paleoproterozoica da Bacia de Carajás. É sugerido que essa bacia provavelmente evoluiu, durante grande parte do Paleoproterozoico como uma bacia foreland, como resultado da colisão entre os domínios Bacajá e Carajás durante o ciclo orogenético Transamazônico por volta de ca. 2.2–2.0 Ga. O movimento convergente desses blocos ocasionou o soerguimento gradual do protocontinente Carajás; o fechamento do mar Azul, e a instalação de um amplo sistema fluvial-aluvial, no qual as formações Águas Claras e Gorotire foram depositadas. Esse cenário de profundas modificações esteve diretamente ligado a configuração do supercontinente Columbia, que promoveu a continentalização e amalgamação das massas de terra que posteriormente formaram o proto-Cráton Amazônico no final do Paleoproterozoico. Palavras-chave: Estratigrafia. Bacia de Carajás. Glaciação Serra Sul. Evolução tectonosedimentar. Neoarqueano-Paleoproterozoico.
Resumen : The Neoarchean-Paleoproterozoic transition is marked by a series of paleoenvironmental, paleoclimatic and tectonic changes that resulted in dramatic events, which imposed to the Earth novel conditions, some of them with irreversible characteristics. On the paleoenvironmental aspect, it is highlighted the rise of oxygen in the hydrosphere-atmosphere system, onset the Great Oxidation Event (GOE) at around ca. 2.45 Ga. The rise of this gas caused consequently the decrease of the greenhouse gases such as CH4, which promoted the emergence of glacial episodes at around ca. 2.45–2.22 Ga, generically termed the Huronian Glacial Event (HGE). Although several studies support the hypothesis that these glacial episodes represent the first global glaciation of the Earth's history (Paleoproterozoic snowball Earth), stratigraphic and geochronological contradictions impose doubt as to its global extension. Strangely, although this set of events is widely recognized in several cratonic areas around the globe, these events are still poorly understood and/or not yet reported in the Amazonian Craton. In this study, the stratigraphic, sedimentological and geochronological investigation of the volcano-sedimentary succession (ca. 5-km-thick) of the Carajás Basin, situated in the southeastern Amazonian Craton, northern Brazil, allowed the recognition and sequencing of some of these events in this basin. Two new units are being formally proposed to this basin: the Serra Sul and Azul formations. Glacial diamictite intervals of the Siderian–Rhyacian (ca. 2.58–2.06 Ga) occur stacked within the Serra Sul Formation, and are the first reported occurrence of glacial deposits of that age in South America. In paleogeographic terms, the occurrence of Paleoproterozoic glacial deposits in this part of the globe, expands the reach of these glaciations to the Amazonian Craton for the first time, although the Serra Sul diamictite may be correlated with any of the know Paleoproterozoic glaciations, or none of them. Well-preserved textures, such as glacial foliation and dropstone features, indicate that the deposition of the Serra Sul Formation occurred in a coastal subglacial setting, in which glaciogenic sediments were resedimented in submarine fan system, and through ice rafting process in distal waters of the marine environment. The Serra Sul glacial system was developed immediately above of pre-glacial strata represented by the Neoarchean banded iron formation and volcanic rock units, which not was the main substrate, but also was the main source of sediments to this glacial system. Additionally, the stratigraphic results indicate that the immediately above of the Serra Sul diamictite, rhythmite deposits of the Azul Formation, locally enriched in manganese, were deposited in a shallow marine environment (offshore and offshore transition/shoreface zones), as a result of the sea level rise during the deglaciation phase. The manganese-bearing strata were possibly deposited in association with black shale deposits—which allowed the formation of rhodochrosite during diagenesis—in deep zones of the marine basin. Petrographic and mineralogical evidences, supported by field observation, indicate that manganese oxides were secondarily remobilized through faults to zones with low strain and high permo-porosity within red bed strata of the Azul Formation, similarly to that observed in hydrocarbon migration. In stratigraphic terms, the Azul Formation represents the same interval previously arranged in the lower member of the Águas Claras Formation. This formation was redefined to designate exclusively sandstone, conglomerate and jasper conglomerate strata, deposited in a braided fluvial system, which occur in unconformably immediately above of the Azul Formation. Moreover, it is suggested that the Azul and Águas Claras formations are the stratigraphic record associated with a transgressive-regressive sequence (T-R). The dating (U-Pb) of detrital zircon grains separated from the Azul and Águas Claras formations indicate that Meso- to Neoarchean rocks, possibly of the Rio Maria and Carajás domains, were the main source of sediments. The 207Pb/206Pb Age distribution of the 76 concordant analysis of the Azul Formation indicate a youngest population at ca. 2.27 Ga, interpreted as the maximum deposition age of this unit. The occurrence of Rhyacian to Siderian zircon grains in this unit strongly suggest that the Bacajá Domain may have been a subordinated source of sediments, and in paleogeographic terms, suggest a possible connection between this domain and the Carajás Domain at that time period. The integration of the results obtained from this study, supported by previous data on the regional geology, allowed the proposition of a tectono-sedimentary evolutive model to the Paleoproterozoic succession of the Carajás Basin. It is envisaged that this basin evolved during the greater part of the Paleoproterozoic in a foreland style, as result of the collision of the Bacajá and the Carajás domains during the Transamazonian orogenetic cycle at ca. 2.2–2.0 Ga. The convergent movement of these blocks caused the gradual uplift of the Carajás protocontinent; the closure of the Azul Sea, and installation of a wide fluvial-alluvial system, in which the Águas Claras and Gorotire formations were deposited. This scenario of profound changes is directly related to the Columbia supercontinent assembly at the end of the Paleoproterozoic, that promoted the continentalization and amalgamation of the ancient landmasses that later formed the proto-Amazonian Craton at the end of Paleoproterozoic.
Palabras clave : Estratigrafia
Bacia de Carajás
Glaciação Serra Sul
Evolução tectonosedimentar
Neoarqueano-Paleoproterozoico
Stratigraphy
Carajás Basin
Serra Sul glaciation
Tectono-sedimentary evolution
Neoarchean-Paleoproterozoic
metadata.dc.subject.areadeconcentracao: GEOLOGIA
metadata.dc.subject.linhadepesquisa: ANÁLISE DE BACIAS SEDIMENTARES
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS
País: Brasil
Editorial : Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Geociências
Programa: Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.source: 1 CD-ROM
Aparece en las colecciones: Teses em Geologia e Geoquímica (Doutorado) - PPGG/IG

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