Tipo:	Tese
Data do documento:	30-Ago-2024
Autor(es):	SANTOS, Renan Fernandes dos
Primeiro(a) Orientador(a):	NOGUEIRA, Afonso César Rodrigues
Primeiro(a) coorientador(a):	SANSJOFRE, Pierre
Título:	A capa carbonática marinoana do Sul do Cráton Amazônico: multiproxies aplicados na reconstituição paleoceanográfica e geobiológica do início do Ediacarano.
Agência de fomento:	CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Citar como:	SANTOS, Renan Fernandes dos. A capa carbonática marinoana do Sul do Cráton Amazônico: multiproxies aplicados na reconstituição paleoceanográfica e geobiologica do início do Ediacarano. Orientador: Afonso César Rodrigues Nogueira. Coorientador: Pierre Sansjofre. 2024. xli, 412 f. Tese (Doutorado em Geologia) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica. Belém, 2024. Disponível em:https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16958 . Acesso em:.
Resumo:	A extensa deglaciação pós Marinoano (~650-635Ma), associada ao evento Snowball Earth, induziu alterações profundas na química dos oceanos, registradas em sucessões de capa carbonática distribuídas globalmente. Estes eventos desencadearam grandes alterações paleoceanográficos, principalmente pelos efeitos da eustasia glacial (nível do mar global), ajuste glacioisostático (GIA) e ice gravity, e expansão térmica dos oceanos em condições de efeito estufa, impactando o nível relativo do mar. A rápida deglaciação causou uma estratificação de densidade estável com condições geoquímicas complexas, composta por águas profundas hipersalinas e uma camada superficial de água de degelo. A escala de tempo para a desestratificação oceânica varia de dezenas de milhares a milhares de anos. A capa carbonática Puga (~635 Ma), relacionados ao contexto dos depósitos basais da bacia Araras-Alto Paraguai no sul do Cráton Amazônico, é revisitado nas seções clássicas de Tangará da Serra e Mirassol d'Oeste, no Estado de Mato Grosso. Esta sucessão exemplifica esse fenômeno paleoceanográficos pós-Marinoano, e é um dos melhores registros para avaliar os eventos de supersaturação sob condições de GIA e transgressão que controlaram o espaço de acomodação no sul do Cráton Amazônico. Dados sedimentológicos e estratigráficos foram integrados com novos dados paleoceanográficos e paleoredox, combinados com resultados diagenéticos, cristalográficos, geoquímicos (principal￾mente elementos terras raras e metais traços) e isotópicos (87Sr/86Sr, εNd(t), δ13C δ18O, Sm/Nd) em rocha total são fornecidos para a sequência de capa carbonática Puga. A sucessão de capa carbonática Puga ocorre com aproximadamente 90 metros, sendo os 10 primeiros metros composto por depósitos glaciomarinho, diamictitos e dropstones, da Formação Puga, a capa dolomitica, Formação Mirassol d´Oeste, aproximadamente 40 metros, está em contato direto e apresenta evidencias de deformações sinsedimentar na base, é compostos principalmente por: 1) Ds - doloboundstones estratiforme com pseudomorfo de gipso: 2) Dd - doloboundstones dômicos com estruturas tubulares, essa associação de fácies é interpretadas como uma plataforma rasa com intensa atividade microbiana. A porção superior da capa dolomitica é composta por 1) Dp - dolomudstone/dolopackstone peloidal com laminações paralelas ao plano, 2) Dq -dolograinstones/dolomudstone peloidal com laminações quasi-planar e truncamento de baixo ângulo, essa associação é interpretada como plataforma rasa influenciada por onda. A capa calcária (50 m de espessura da Formação Guia) recobre de forma concordante os depósitos de capa dolomitica, o contato é uma camada com espessuras descontínua de marga dolomítica e calcário com leques de cristais de calcita (pseudomorfo de aragonita) intercalados com calcário com megaripples. A associação de fácies da capa calcária indica um ambiente moderadamente profundo dominado por ação de ondas e tempestades que passam para uma plataforma profunda supersaturada com CaCO3. A mineralogia destes depósitos carbonáticos marinhos tem sido um fator crucial na restrição da composição dos oceanos durante a transgressão pós-Marinoana. Desta forma, as restrições diagenéticas, são uma etapa prévia crucial para demonstrar os impactos dos fluidos pós-deposicionais. Um estudo diagenético de alta resolução foi conduzido nestes depósitos, demonstrando maior influência dos processos sin/eodiagenéticos, indicados tanto nos padrões mineralógicos, quanto nos cristalográficos e texturais. O principal processo registrado é a dolomitização, que ocorre em pelo menos duas etapas principais, dolomitas si deposicionais e dolomitas de soterramento raso. Além disso, os testes geoquímicos e isotópicos aplicados neste estudo, corroboram a interpretação da preservação dos sinais sindeposicionais. Os padrões de elementos terras raras + ítrio no carbonato de capa de Puga oferecem insights sobre as condições marinhas pós-Snowball Earth. As baixas razões Y/Ho > 36 na capa dolomitica sugerem mistura de água de degelo com água do mar, no entanto a base registra altos valores da razão Y/Ho de até 70, e anomalias de Eu/Eu* até 3, indicam ressurgência de água do mar hipersalina com interação de fluido hidrotermal (vents), corroborando com a interpretação de que a capa dolomitica precipitou durante o processo de desestratificação dos oceanos. As composições isotópicas de Nd radiogênico, combinadas com outros proxies como δ13C e 87Sr/86Sr, indicou a influência de contribuições continentais e marinhas durante a precipitação do carbonato de capa de Puga. O sistema isotópico de Nd, menos suscetível a trocas diagenéticas, revelou assinaturas distintas de massas de água e intenso intemperismo do Cráton Amazônico durante a deglaciação, conforme indicado pelas tendências geoquímicas, ex. Y/Ho, e valores de 87Sr/86Sr, εNd(t), δ13C. Os nossos dados de 87Sr/86Sr na capa dolomitica variam de 0.7264 a 0.7084, e esses valores são mais altos do que os valores de 87Sr/86Sr pré e pós-glaciais da água do mar. A associação de valores de 87Sr/86Sr mais radiogênico com os valores de εNd(t) menos radiogênico, similares aos encontrados nos diamictitos, reforça a conexão com a contribuição do intemperismo continental na água de degelo. Esta abordagem multiproxies reconcilia-se com o modelo anterior de precipitação rápida de carbonato de capeamento, seguindo a escala de tempo de curto prazo para a desestratificação do oceano. Os dados de metais traços redoxsensíveis, U, Mo, V, Ni, Cu, P e isótopos de δ13C indicaram condições paleoredox e paleoprodutividade durante a transgressão pós-glacial. A capa dolomitica precipitou em condições oxigenadas com extensa contribuição das comunidades microbianas, passando para condições predominantemente disóxicas com ação de ondas na última fase de deposição na plataforma dolomitica. O aprofundamento das regiões costeiras relacionado ao aumento abrupto do nível do mar, que levou à modificação do ciclo biogeoquímico. Nossos dados demonstram uma relação direta da produção de oxigênio e a rápida colonização das comunidades microbianas. A rápida elevação do nível do mar interrompeu a precipitação disseminada de dolomita, à medida que íons de Mg se dispersaram, levando à substituição de plataformas dolomíticas por mares supersaturados em CaCO3. Além disso, os dados geoquímicos demonstram um baixo conteúdo de siliciclástico na capa dolomitica, coerente com o modelo de fome de siliciclástico, e o aumento abrupto nestes depósitos, coincide com evolução das condições paleoceanográficas, declínio das comunidades microbianas, predomínio de condições disóxicas e mudança da fábrica carbonática. Durante a transição Criogeniano-Ediacarano processos sedimentares e geoquímicos anômalos geraram uma das mais complexas perturbações paleoambientais no ciclo biogeoquímico associadas a transição Icehouse-Grenhouse. A análise de cenários pré-cambrianos no Cráton Amazônico, desvendando os climas extremos, lança uma luz crítica sobre a proliferação de vida em condições extremas e tem fortes implicações para a compreensão de outras superfícies planetárias.
Abstract:	The post-Marinoan glaciation (~650-635 Ma) was the most severe event from the late Cryogenian period of the planet. The snowball Earth conditions induced a climate anomaly, triggering major changes in the paleoenvironmental and ocean chemistry recorded in the carbonate cap sequences. The dramatic effects on the global sea level were caused by glacial-isostatic adjustment (GIA) and ice gravity on the coastal zones associated with the ocean thermal expansion under greenhouse conditions. The fast input of meltwaters contributed to a stable density ocean stratification formed by hypersaline deep waters and meltwater surface layers. The ocean des￾tratification occurred in a timescale ranging from tens of thousands to thousands of years. The Puga cap carbonate (~635 Ma), the basal deposits of the Araras-Alto Paraguai basin from the southern Amazon Craton, is revisited in the classical sections from the Tangará da Serra and Mirassol d'Oeste, Mato Grosso State. This succession is one of the best records for evaluating the supersaturation events under GIA and transgression conditions that controlled the accommodation space in the southern Amazon Craton. Sedimentological and stratigraphic data were integrated with new paleoceanographic, and paleo-redox data combined with diagenetic, crystallographic, geochemical (primarily rare earth elements and trace metals), and isotopic (whole rock 87Sr/86Sr, εNd(t), δ 13C, δ 18 O, Sm/Nd) results providing further insights to understand the post-Marinoan conditions. The Puga cap carbonate sequence spans approximately 90 meters, with the first 10 meters composed of glaciomarine deposits, diamictites, and dropstones from the Puga Formation. The basal contact with diamictites is plastically deformed, indicating rapid carbonate precipitation. The cap dolostone consists of stratiform doloboundstones with gypsum pseudomorphs and domal doloboundstones with tubestone, which were deposited in a shallow platform with intense microbial activity. Peloidal dolomudstone/dolopackstone with laminations parallel to bedding planes and peloidal dolograinstones/dolomudstone with quasi-planar laminations and low-angle truncation were formed in a wave-influenced shallow platform. The cap limestone conformably overlies the cap dolostone deposits, marked by dolomitic marlstone with calcite crystal fans (aragonite pseudomorphs) interbedded with mega-rippled limestone. The facies association of the cap limestone indicates moderately deep-water conditions dominated by waves and storms transitioning to a deep platform supersaturated with CaCO3. The main diagenetic process is dolomitization during syn-depositional and shallow burial stages. Rare earth element + yttrium patterns have been analyzed in these deposits. Low Y/Ho ratios (<36) in the cap dolostone suggest a mixture of meltwater and seawater, while the base records superchondritic Y/Ho values up to 70 and high Eu/Eu* values up to 3, indicating upwelling of hypersaline seawater with hydrothermal fluid interaction, suggesting dolomite precipitation during ocean destratification. The radiogenic isotopic compositions of Nd, combined with other proxies such as δ 13C and 87Sr/86Sr, indicate the influence of continental and marine contributions. The Nd isotopic system, less susceptible to diagenetic exchanges, revealed distinct signatures of water masses and enhanced weathering of the Amazon Craton during deglaciation. This process is indicated by geochemical trends (e.g., Y/Ho) and 87Sr/86Sr, εNd(t), δ 13C val￾ues. 87Sr/86Sr data in the cap dolostone range from 0.7264 to 0.7084, higher than pre- and postglacial seawater values. More radiogenic 87Sr/86Sr values associated with less radiogenic εNd(t) values, similar to those found in diamictites, reinforce coastal weathering contribution to meltwaters. This multiproxies approach is a reconciliation with the previous rapid cap carbonate precipitation model following the short-term timescale for ocean destratification. Redox-sensitive trace metal data, U, Mo, V, Ni, Cu, P, and δ13C isotopes, indicated paleo-redox states and paleoproductivity during the post-glacial transgression. The cap dolostone precipitated under oxygenated conditions with extensive microbial community contributions, transitioning to predominantly dysoxic conditions with wave action in the last deposition phase. The abrupt sea-level rise altered the biogeochemical cycle, indicating a direct relationship between oxygen production and rapid microbial community colonization. The rapid sea-level rise and continental weathering reduced seawater Mg/Ca ratios with substantial Ca2+ input, also demonstrated by εNd(t) values, causing the change of dolomitic platform to CaCO3 -supersaturated seas in the Amazon Craton margin. Additionally, low siliciclastic content in the cap dolostone is consistent with the siliciclastic starvation model, and the abrupt increase caused the decline of microbial communities coincident with the predominance of dysoxic conditions and longterm transgression. During specific Cryogenian-Ediacaran deglaciation scenarios, anomalous sedimentary and geochemical processes generated one of the most complex paleoenvironmental disturbances in the biogeochemical cycle. They strongly influenced the rapid primary productivity, directly impacting microbial life. The analysis of Precambrian scenarios in the Amazon Craton unraveling the extreme climates sheds critical light on extremophile life proliferation and has strong implications for understanding other planetary surfaces.
Palavras-chave:	Ediacarano Estratificação ocêanica Paleoredox Produtividade primária Capa dolomitica
Área de Concentração:	GEOLOGIA
Linha de Pesquisa:	ANÁLISE DE BACIAS SEDIMENTARES
CNPq:	CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA
País:	Brasil
Instituição:	Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição:	UFPA
Instituto:	Instituto de Geociências
Programa:	Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica
Tipo de Acesso:	Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Fonte:	1 CD-ROM
Aparece nas coleções:	Teses em Geologia e Geoquímica (Doutorado) - PPGG/IG

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