Palynofacies and palynostratigraphy of the pennsylvanian Brejeira formation, SW Portugal

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Esteves, Cristiana de Jesus Paulo
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/33860
Resumo: Tese de mestrado em Geologia, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018
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spelling Palynofacies and palynostratigraphy of the pennsylvanian Brejeira formation, SW PortugalPalinofáciesPalinostratigrafiaPennsylvánicoFormação BrejeiraZona sul portuguesaTeses de mestrado - 2018Domínio/Área Científica::Ciências Naturais::Ciências da Terra e do AmbienteTese de mestrado em Geologia, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018O Grupo Flysch do Baixo Alentejo (GFBA) é a unidade mais ocidental da Zona Sul Portuguesa (ZSP; SW da Cintura Varisca Ibérica) e é constituído por depósitos siliciclásticos gravíticos formados numa sucessão turbidítica, com mais de cinco quilómetros de espessura (Oliveira, 1990). O GFBA é composto por três unidades litostratigráficas: as formações Mértola, Mira e Brejeira, que se tornam mais recentes no sentido SW, em faixas paralelas NW-SE, devido à progradação do sistema deposicional turbidítico. A Formação Brejeira (idade Bashkiriano a Moscoviano superior, Pennsylvánico; Pereira, 1999) é a mais recente das três unidades litostratigráficas, com um quilómetro de espessura (Oliveira, 1990). É composta por grauvaques, quartzovaques e quartzitos impuros intercalados com xistos de baixo grau metamórfico (e.g. Oliveira et al., 1979). Esta formação está dividida em duas faixas sedimentares. A parte norte, basal, aflora numa faixa estreita, de 5 a 10 quilómetros de largura, com espessas camadas de grauvaques intercaladas com xistos, num rácio grauvaque/xisto superior a 1. A parte sul é muito mais vasta (aflora numa faixa de 30 a 40 quilómetros de largura), apresentando camadas finas de grauvaques ricas em matriz, com um rácio grauvaque/xisto inferior a 1. Xistos cinzentos escuros da Fm. Brejeira foram estudados neste trabalho com dois principais objectivos. O principal foi a análise de palinofácies, para caracterizar o contexto paleoambiental da Fm. Brejeira e o seu potencial como rocha geradora de hidrocarbonetos. O objectivo secundário foi a palinostratigrafia, para incluir novas localidades no esquema de biozonas de miosporos da Fm. Brejeira (Pereira, 1999). Oito campanhas de campo, de dois a três dias, foram realizadas entre Novembro de 2015 e Outubro de 2017. Efectuaram-se levantamentos litostratigráficos nas praias de Medo da Fonte Santa e Cordoama. Cerca de setenta e cinco amostras foram recolhidas de treze localidades, de todas as biozonas da Fm. Brejeira (Pereira, 1999), maioritariamente de arribas costeiras, das praias de Zambujeira do Mar, Amoreira, Monte Clérigo, Medo da Fonte Santa, Penedo, Furna do Mirouço Norte e Cordoama, assim como de localidades afastadas da costa, como o corte de estrada Aljezur-Bensafrim, Vale da Bordeira, Pedralva; e na foz de um ribeiro, no Mareadouro da Escada. A matéria orgânica foi extraída usando métodos palinológicos convencionais, que incluem reacções com os ácidos clorídrico e fluorídrico. Para cada amostra, foram preparadas lâminas palinológicas com resíduos orgânicos não-filtrados e com resíduos filtrados a 15μm. Neste trabalho, expõem-se resultados de trinta e três amostras. Pelo menos 300 partículas orgânicas foram contadas em cada lâmina. Na classificação palinológica seleccionada, os fitoclastos opacos foram divididos pela sua forma em alongados e equidimensionais. O diâmetro de vários fitoclastos equidimensionais foi medido até se obter um valor médio estável. Os resíduos não-oxidados são compostos por partículas translúcidas de cor castanha escura a pretas, opacas. Em todas as amostras, os três grupos principais de querogénio estão presentes em proporções semelhantes: domínio de matéria orgânica amorfa (MOA), seguindo-se os fitoclastos (opacos > translúcidos; opacos alongados > opacos equidimensionais) e palinomorfos (esporos > palinomorfos marinhos). A média de diâmetros dos fitoclastos equidimensionais é considerada pequena, todos abaixo de 40 μm. Leiosferas, algas e raros acritarcas são os palinomorfos marinhos presentes nas cenoses palinológicas. Quando projectadas no diagrama ternário MOA-Fitoclastos-Palinomorfos, as amostras estão maioritariamente no campo IX, “Bacia subóxica-anóxica distal”, estendendo-se para o campo VI, “Plataforma subóxica-anóxica proximal”. Esta dispersão está relacionada com a quantidade de fitoclastos, transportados para o sistema deposicional por correntes turbidíticas. No diagrama ternário, não se observa agrupamentos das amostras em relação à biozona de onde provêem. As amostras da Zambujeira do Mar podem representar uma excepção porque, no seu conjunto, apresentam abundância em fitoclastos; este facto pode estar relacionado com a proximidade deste afloramento à faixa sedimentar grosseira, na parte norte da Fm. Brejeira. Os dados palinológicos indicam um paleoambiente deposicional marinho, anóxico e com condições redutoras, que favoreceu a preservação de MOA. A abundância de fitoclastos, a maioria com pequenas dimensões, materializa a presença de correntes turbidíticas numa bacia distal. Adicionalmente, os rácios de fitoclastos indicam que o sistema deposicional estava distante da área fonte de sedimentos. O querogénio da Fm. Brejeira está presentemente sobrematurado, mas deverá ter possuído potencial para gerar hidrocarbonetos, uma vez que a associação palinológica indica querogénio de tipo II > I e assim com potencial gerador de óleo. A extinção em massa do final do Devónico e subsequente intensa diminuição da presença de fitoplâncton marinho no Paleozoico terminal e início do Mesozoico (Carbónico, Pérmico e Triásico inferior; Riegel, 1996, 2001) pode explicar a baixa abundância de palinomorfos marinhos nas amostras estudadas. Nove amostras de diferentes localidades foram seleccionadas para estudos de palinostratigrafia, representando todas as seis biozonas da Fm. Brejeira. As localidades foram projectadas no mapa zonal de biozonas da Fm. Brejeira (Pereira, 1999); as cenoses palinológicas recuperadas das amostras e identificadas foram comparadas com as ocorrências de taxa descritas previamente para cada biozona (e.g. Clayton et al., 1977; Pereira, 1997). Os resíduos filtrados seleccionados foram expostos à solução de Schultze com ácido nítrico fumante para o procedimento de oxidação, até a cor da matéria orgânica se tornar castanha média a clara (esta reacção pode demorar entre uma a sete horas, dependendo da amostra). Os miosporos considerados espécies índex não foram encontrados nas biozonas que eles nomeiam, contudo algumas destas espécies foram encontradas em outras biozonas - e.g. Raistrickia fulva, devido ao seu amplo intervalo de ocorrência. As cenoses palinológicas são de baixa a média diversidade (sempre menos de 30 taxa presentes por amostra), dominadas pelos géneros Lycospora e Densosporites, com ocorrências comuns de Savitrisporites, Crassispora, Lophotriletes, Leiotriletes e Cingulizonates. Quatro géneros foram identificados pela primeira vez na Fm. Brejeira: Cyclogranisporites, e espécimes atribuídos tentativamente aos géneros Guthoerlisporites, Ibrahimisporites and Schulzospora. Dezassete espécies identificadas representam primeiros registos na Fm. Brejeira: Acanthotriletes cf. microspinosus, Cyclogranisporites sp., Densosporites cf. glandulosus, Dictyotriletes muricatus, Leiotriletes cf. sphaerotriangularis, Lophotriletes cf. mosaicus, Lycospora cf. brevijuga, Lycospora noctuina, Lycospora cf. pellucida, Lycospora uber, Microreticulatisporites cf. nobilis, Punctatisporites aerarius, Punctatisporites minutus, Punctatisporites nitidus, Savitrisporites cf. cingulatus, Savitrisporites cf. majus, e Verrucosisporites microverrucosus. Um número significativo destes taxónes foram deixados em nomenclatura aberta devido a má preservação do material. Na amostra da localidade de Pedralva, a cenose de miosporos corresponde à parte superior da biozona NJ. A suposição inicial de que esta amostra pertenceria à biozona SL foi afastada e o limite entre as biozonas NJ e SL, que não foi marcado por Pereira (1999), é agora delimitado, passando a Sul da localidade de Pedralva e a Norte da Praia de Quebradas, seguindo uma direcção NW-SE. As amostras da Praia de Cordoama forneceram uma cenose de esporomorfos que indica o subandar regional Westphaliano D, incluído na biozona de miosporos OT, parte do andar Moscoviano. Nas restantes amostras da Fm. Brejeira, as cenoses palinológicas não estão em desacordo com as ocorrências de miosporos descritas para as diferentes biozonas, apesar de não confirmarem a atribuição prévia a essa biozona. Os resultados obtidos na presente tese são uma contribuição aos estudos palinológicos e de maturação orgânica previamente realizados no GFBA. No entanto, para caracterizar melhor o conteúdo em esporomorfos, não só nas novas localidades mas também nas previamente estudadas (que suportam o esquema biozonal de miosporos), mais trabalho de campo deveria ser realizado na Fm. Brejeira, com recolha de novas amostras, para se obterem resultados adicionais e se completar o actual estado de conhecimento. Este é o plano para trabalhos futuros antes da publicação de resultados palinostratigráficos em revistas científicas especializadas.The Baixo Alentejo Flysch Group (BAFG) is the Westernmost unit of the South Portuguese Zone (SPZ; SW Variscan Chain) and consists of siliciclastic gravity-flow deposits forming a turbiditic succession, over five km thick (Oliveira, 1990), prograding from NE to SW. The Brejeira Formation (Bashkirian to upper Moscovian in age, Pennsylvanian; Pereira, 1999) is the youngest of the three lithostratigraphic units of BAFG, with one km in thickness (Oliveira, 1990). It is composed of greywackes, quartzwackes and impure quartzites interbedded with shales (e.g. Oliveira et al. 1979). Dark grey shales from the Brejeira Fm. were studied in this work with two main objectives. The primary goal was palynofacies analysis, to characterize the palaeoenvironmental setting of the Brejeira Fm. and its potential as a hydrocarbon source rock. The secondary objective was palynostratigraphy, to include new localities in the context of miospore zonal scheme of the Brejeira Fm. (Pereira, 1999). Eight field campaigns (two to three days) were conducted from November 2015 to October 2017. Lithologic columns were made at Medo da Fonte Santa and Cordoama beaches. Around seventy-five samples were collected from thirteen localities, from all the biozones of the Brejeira Fm. (Pereira, 1999), mostly from coastal cliffs, between Zambujeira do Mar beach and Cordoama beach. Organic matter was extracted using standard palynological methods, involving treatment with hydrochloric and hydrofluoric acids. Non-sieved organic residues of each samples were mounted in addition to 15μm-sieved residues. In this work, results from thirty-three samples are discussed. At least 300 organic particles were counted in each slide. In the selected palynomorph classification, opaque phytoclasts were divided by their shape in lath and equant. The diameter of several equant opaque phytoclasts was measured until a stable average value was obtained. The non-oxidized residues consist of dark brown to black opaque organic particles. In all samples, the proportion of the three main kerogen groups is similar: marine amorphous organic matter (AOM) dominant, followed by phytoclasts (opaque > translucent; lath opaque > equant opaque) and palynomorphs (spores > marine palynomorphs). The average diameters of equant opaque phytoclasts are considered small, most of them under 40μm. Leiospheres, algae and rare acritarchs are the marine palynomorphs existent in the assemblages. When projected in the AOM-Phytoclasts-Palynomorphs ternary diagram, the samples fall in the marine palynological fields VI and IX that range between “Proximal suboxic-anoxic shelf” and “Distal suboxic-anoxic basin”. The palynological data indicate a marine depositional palaeoenvironment with sea floor anoxia and reducing conditions, that enhanced AOM preservation. The abundance of phytoclasts, most of them with small dimensions, materializes the input of turbiditic currents in a distal basin. Additionally, the phytoclast ratios indicate distance from the sediments source area. The kerogen from Brejeira Fm. is presently overmatured, but it must have had potential to generate hydrocarbons since the palynological association indicates type II > I kerogen and therefore oil prone. The end-Devonian mass extinction and subsequent marine Phytoplankton Blackout in the late Palaeozoic and early Mesozoic (Carboniferous, Permian and early Triassic; Riegel, 1996, 2001) can explain the low abundance of marine palynomorphs. Nine samples from different localities were selected for palynostratigraphical studies, and these covered all the six biozones of the Brejeira Fm. The localities were plotted in the miospore zonal map of the Brejeira Formation (Pereira, 1999); the recovered and identified palynological assemblages of the samples were compared with the described occurring taxa for each miospore biozone (e.g. Clayton et al., 1977; Pereira, 1997). The selected sieved residues were exposed to the Schultze solution with fuming nitric acid for the oxidation procedure, until the organic matter turned medium to light brown (between one to seven hours of reaction, depending on the sample). The miospore index species were not found in the biozones which they name, although some of these species were found in other biozones - e.g. Raistrickia fulva, due to their wider stratigraphic range. The palynological assemblages are of low to medium diversity (always less than 30 taxa per sample), dominated by the genera Lycospora and Densosporites, with common occurrences of Savitrisporites, Crassispora, Lophotriletes, Leiotriletes, and Cingulizonates. Four genera were identified for the first time in the Brejeira Fm.: Cyclogranisporites, and specimens tentatively assigned to Guthoerlisporites, Ibrahimisporites and Schulzospora. Seventeen species identified represent first records in the Brejeira Fm.: Acanthotriletes cf. microspinosus, Cyclogranisporites sp., Densosporites cf. glandulosus, Dictyotriletes muricatus, Leiotriletes cf. sphaerotriangularis, Lophotriletes cf. mosaicus, Lycospora cf. brevijuga, Lycospora noctuina, Lycospora cf. pellucida, Lycospora uber, Microreticulatisporites cf. nobilis, Punctatisporites aerarius, Punctatisporites minutus, Punctatisporites nitidus, Savitrisporites cf. cingulatus, Savitrisporites cf. majus, and Verrucosisporites microverrucosus. A significant number of these taxa were left in open nomenclature due to poor preservation. In the studied sample from Pedralva locality, the miospore assemblage corresponds to the upper part of the NJ biozone. The initial assumption of this sample belonging to the SL biozone was ruled out and the boundary between NJ and SL biozones, not delimited by Pereira (1997, 1999), is now constrained, passing south of Pedralva locality and north of Quebradas Beach, following a NWSE direction. The Cordoama samples provided a sporomorph assemblage assignable to the Westphalian D age, within the OT miospore biozone, part of the Moscovian stage. In the other samples, the palynological assemblages are not in disagreement with the miospore occurrences described for the different biozones, although they do not allow confirmation of previous biozone assignments. The results obtained in this master thesis are a contribution to the palynologic and organic maturation studies previously done in BAFG. However, to better characterize the sporomorph content, not only in the new localities but also in those previously studied (which support the miospore zonal scheme), more fieldwork should be done in the Brejeira Fm, with collecting of new samples, to obtain additional results and to complete the current knowledge. This is the plan to future works before the publication of the palynostratigraphical results in specialized scientific journals.Pimentel, Nuno Lamas,1963-Machado, Gil Monteiro JacintoRepositório da Universidade de LisboaEsteves, Cristiana de Jesus Paulo2018-06-09T10:21:49Z201820182018-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/33860TID:201988860enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:28:48Zoai:repositorio.ul.pt:10451/33860Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:48:42.135686Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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