Estratigrafia e eventos da transição Neoarqueano-Paleoproterozoico da Bacia de Carajás, sudeste do Cráton Amazônico

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.