Quimioestratigrafia isotópica (C, O, Sr, Li e Mg) dos carbonatos neoproterozoicos da Formação Salitre, Bacia do Irecê: implicações para o intemperismo químico em bacias epicontinentais do Gondwana Ocidental

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bedoya-Rueda, Carolina
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44141/tde-11102024-073336/
Resumo: Durante o Neoproterozoico, ocorreram mudanças significativas no ciclo evolutivo da vida terrestre, marcadas pela aparição dos primeiros macroorganismos biomineralizados. Essas mudanças são atribuídas a várias causas, incluindo mudanças tectônicas, como a aglutinação de supercontinentes, e mudanças climáticas, como glaciações globais, eventos de oxigenação dos oceanos e um aumento de nutrientes aos oceanos por meio do intemperismo químico da crosta continental. Estudos focados em compreender melhor as relações entre essas mudanças no sistema Terra e a evolução da vida, são necessários. Nesse sentido, este trabalho fornece novas informações sobre a evolução estratigráfica da Bacia do Irecê com base em análises de fácies, quimioestratigrafia isotópica detalhada (C, O, Sr, Li e Mg), assim como dados geoquímicos de elementos de terras raras, maiores e traços. A análise de fácies sedimentares e a identificação de associações de fácies permitiram dividir a Formação Salitre em duas sequências: a sequência basal (S1), que representa uma sequência completa de transgressão-regressão, caracteriza-se por ambientes predominantemente rasos, com influência significativa de águas meteóricas/continentais e condições evaporíticas episódicas. Foi observado um controle estratigráfico forte sobre os depósitos de fosforito presentes nesta formação, bem como uma estreita relação entre os fosforitos e a dolomitização durante a etapa regressiva na bacia nesta primeira sequência. A segunda sequência (S2), identificada na parte superior da Formação Salitre, representa uma fase transgressiva com fácies de águas mais profundas. Através do uso de análises geoquímicas e isotópicas (C, O, Sr, REY), foi possível elucidar o modelo de dolomitização para esta formação, explicado pela influência das condições evaporíticas e da zona de mistura meteórica entre água doce e água do mar, principalmente em planícies de maré, onde foram documentados pseudomorfos de minerais evaporíticos. Além disso, valores consideravelmente pesados de 18O sugerem uma evaporação intensa em ambientes marinhos restritos. A forte influência da mistura de águas continentais com o mar impulsionou tanto os processos de dolomitização quanto os de fosfatização. Por meio da análise dos dados REY e das razões de 87Sr/86Sr, foram identificados três estágios de fosfogêneses presentes nas rochas da Formação Salitre. Os resultados isotópicos de Li, Mg e Sr foram utilizados para compreender os regimes de intemperismo na Bacia do Irecê e sua relação com o aporte de nutrientes dos continentes para o oceano. Da base para o topo das seções é possível observar um aumento notável nas razões Sr/Ca e uma tendência decrescente nos valores de 7Li, 26Mg e razões 87Sr/86Sr nas rochas da Formação Salitre, sugerindo uma mudança ambiental de intemperismo incongruente para congruente nas áreas fonte. Isso sugere um aumento na alcalinidade da água do mar que pode ter modificado a composição química do ambiente marinho para criar condições favoráveis à biomineralizaç. No entanto, não há registros significativos de macroorganismos biomineralizados na Formação Salitre, o que pode ser explicado pelas condições restritas da bacia, onde o alto aporte de nutrientes associado ao intemperismo congruente pode ter levado à eutrofização e, consequentemente, ao declínio da habitabilidade. O uso de diferentes proxies, como os utilizados neste estudo, demonstra a capacidade de rastrear uma variedade de condições climáticas e padrões de intemperismo ao longo de períodos geológicos passados. Isso contribui significativamente para o aprimoramento do entendimento sobre o ambiente de deposição das rochas desta formação, além de abrir novas perspectivas para futuras pesquisas, especialmente com a aplicação de isótopos não tradicionais de Li e Mg.
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Nesse sentido, este trabalho fornece novas informações sobre a evolução estratigráfica da Bacia do Irecê com base em análises de fácies, quimioestratigrafia isotópica detalhada (C, O, Sr, Li e Mg), assim como dados geoquímicos de elementos de terras raras, maiores e traços. A análise de fácies sedimentares e a identificação de associações de fácies permitiram dividir a Formação Salitre em duas sequências: a sequência basal (S1), que representa uma sequência completa de transgressão-regressão, caracteriza-se por ambientes predominantemente rasos, com influência significativa de águas meteóricas/continentais e condições evaporíticas episódicas. Foi observado um controle estratigráfico forte sobre os depósitos de fosforito presentes nesta formação, bem como uma estreita relação entre os fosforitos e a dolomitização durante a etapa regressiva na bacia nesta primeira sequência. A segunda sequência (S2), identificada na parte superior da Formação Salitre, representa uma fase transgressiva com fácies de águas mais profundas. Através do uso de análises geoquímicas e isotópicas (C, O, Sr, REY), foi possível elucidar o modelo de dolomitização para esta formação, explicado pela influência das condições evaporíticas e da zona de mistura meteórica entre água doce e água do mar, principalmente em planícies de maré, onde foram documentados pseudomorfos de minerais evaporíticos. Além disso, valores consideravelmente pesados de 18O sugerem uma evaporação intensa em ambientes marinhos restritos. A forte influência da mistura de águas continentais com o mar impulsionou tanto os processos de dolomitização quanto os de fosfatização. Por meio da análise dos dados REY e das razões de 87Sr/86Sr, foram identificados três estágios de fosfogêneses presentes nas rochas da Formação Salitre. Os resultados isotópicos de Li, Mg e Sr foram utilizados para compreender os regimes de intemperismo na Bacia do Irecê e sua relação com o aporte de nutrientes dos continentes para o oceano. Da base para o topo das seções é possível observar um aumento notável nas razões Sr/Ca e uma tendência decrescente nos valores de 7Li, 26Mg e razões 87Sr/86Sr nas rochas da Formação Salitre, sugerindo uma mudança ambiental de intemperismo incongruente para congruente nas áreas fonte. Isso sugere um aumento na alcalinidade da água do mar que pode ter modificado a composição química do ambiente marinho para criar condições favoráveis à biomineralizaç. No entanto, não há registros significativos de macroorganismos biomineralizados na Formação Salitre, o que pode ser explicado pelas condições restritas da bacia, onde o alto aporte de nutrientes associado ao intemperismo congruente pode ter levado à eutrofização e, consequentemente, ao declínio da habitabilidade. O uso de diferentes proxies, como os utilizados neste estudo, demonstra a capacidade de rastrear uma variedade de condições climáticas e padrões de intemperismo ao longo de períodos geológicos passados. Isso contribui significativamente para o aprimoramento do entendimento sobre o ambiente de deposição das rochas desta formação, além de abrir novas perspectivas para futuras pesquisas, especialmente com a aplicação de isótopos não tradicionais de Li e Mg.During the Neoproterozoic era, significant changes occurred in the evolutionary cycle of terrestrial life, notably the emergence of the first biomineralized macroorganisms. These developments are attributed to various factors, including tectonic processes such as the amalgamation of supercontinents, and climatic shifts like global glaciations, ocean oxygenation events, and an increased influx of nutrients to the oceans through the chemical weathering of the continental crust. To better understand the interplay between these Earth system changes and the evolution of life, comprehensive studies employing appropriate analytical tools are necessary. This work contributes to this understanding by providing new insights into the stratigraphic evolution of the Irecê Basin, utilizing facies analysis, detailed chemostratigraphy (C, O, Sr, Li, and Mg isotopes), and geochemical data on rare earth elements, as well as major and trace elements.The analysis of sedimentary facies and the identification of facies associations enabled the division of the Salitre Formation into two distinct sequences. The basal sequence (S1), represents a complete transgression-regression cycle, characterized by predominantly shallow environments with significant influence from meteoric/continental waters and episodic evaporative conditions. A strong stratigraphic control over the phosphorite deposits in this formation was observed, along with a close relationship between phosphorites and dolomitization during the regressive phase in this sequence. The second sequence (S2), identified in the upper part of the Salitre Formation, represents a transgressive phase with facies indicative of deeper water environments. Through geochemical and isotopic analyses (C, O, Sr, and REY), a dolomitization model for this formation was proposed, driven by the influence of evaporative conditions and meteoric-seawater mixing, particularly in tidal flats where pseudomorphs of evaporitic minerals were documented. Additionally, considerably heavy \'delta POT.18\'O values suggest intense evaporation in restricted marine environments. The strong influence of continental waters mixing with seawater facilitated both dolomitization and phosphatization processes. REY data and 87Sr/86Sr ratios revealed three distinct stages of phosphogenesis in the Salitre Formation. The isotopic data for Li, Mg, and Sr were crucial in elucidating the weathering regimes in the Irecê Basin and their impact on nutrient fluxes from the continents to the oceans. From base to top, the marked increase in Sr/Ca ratios, coupled with a decreasing trend in 7Li, 26Mg, and 87Sr/86Sr ratios in the rocks of the Salitre Formation, suggests a transition from incongruent to congruent weathering in the source areas. This shift implies an increase in seawater alkalinity, potentially altering the marine chemical environment to create conditions conducive to biomineralization. However, the absence of significant records of biomineralized macroorganisms in the Salitre Formation may be attributed to the restricted nature of the basin, where high nutrient inputs associated with congruent weathering could have led to eutrophication, thereby reducing habitability. The use of various proxies, as applied in this study, demonstrates the ability to track a wide range of climatic conditions and weathering patterns over past geological periods. This significantly contributes to improving the understanding of the depositional environment of the rocks in this formation, while also opening new perspectives for future research, particularly through the application of non-traditional isotopes of Li and Mg.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBabinski, MarlySantos, Gustavo Macedo de PaulaBedoya-Rueda, Carolina 2024-08-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44141/tde-11102024-073336/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-10-11T11:04:02Zoai:teses.usp.br:tde-11102024-073336Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-10-11T11:04:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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