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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.14.2019.tde-04062018-163834
Documento
Autor
Nome completo
Daniel Ribeiro Franco
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2007
Orientador
Banca examinadora
Ernesto, Marcia (Presidente)
Archanjo, Carlos Jose
Assine, Mario Luis
Pacca, Igor Ivory Gil
Somoza, Ruben
Título em português
Magnetoestratigrafia e análise espectral de ritmitos permocarboníferos da Bacia do Paraná: influências dos ciclos orbitais no regime deposicional
Palavras-chave em português
análise espectral
calibração astronômica
cicloestratigrafia
Grupo Itararé
magnetismo de rochas
Magnetoestratigrafia
ritmitos regulares
Resumo em português
Este trabalho teve por objetivo investigar a escala temporal envolvida na deposição de ritmitos permocarboníferos da Bacia do Paraná (Subgrupo Itararé), expostos no Parque do Varvito (Itu, SP) e pedreira Itaú (Trombudo Central, SC), através de dados paleomagnéticos e de anisotropia de suscetibilidade magnética. Os estudos paleomagnéticos revelaram componentes de magnetização estável para ambas as coleções, com indicações de que a magnetização remanente é devida a portadores magnéticos (principalmente magnetita e hematita) de origem detrítica. A componente de magnetização característica, em ambos os casos, é de polaridade reversa, e foi identificada nos dois portadores magnéticos principais. A investigação da mineralogia magnética foi feita através de várias técnicas, incluindo espectroscopia Mossbauer, curvas termomagnéticas, curvas de histerese e ZFC/FC, além de microscopia ótica e eletrônica. Os dados paleomagnéticos e de anisotropia de susceptibilidade magnética permitiram a composição de séries temporais, que foram submetidas a análise espectral por transformada de Fourier de Lomb-Scargle para séries desigualmente espaçadas. Os espectros de potência resultantes foram posteriormente comparados com os espectros de séries de espessura individual das unidades litológicas, o que possibilitou a investigação de sinais harmônicos, sobre a qual foram propostas inferências a respeito das escalas temporais de sedimentação. Esta etapa do trabalho revelou escalas milenares para o domínio do tempo nos espectros de potência, indicando o registro dos ciclos orbitais de Milankovitch, bem como quase-periodicidades associadas à variabilidade solar e feedback do sistema oceânico-atmosférico, para todas as análises. Este conjunto de dados sugere o caráter não-anual de deposição dos ritmitos, ao contrário do proposto por alguns autores. O pólo paleomagnético calculado para a seção de Rio do Sul é compatível com o pólo do Permocarbonífero para a Bacia Sanfranciscana (MG), indicando que o intervalo de tempo envolvido na deposição dos sedimentos é suficientemente longo para eliminar os efeitos da variação secular do campo geomagnético. Alguns resultados adicionais desta tese proveram informações especiais: (i) Foram observados ciclos de indução solar (ciclos de Hallstattzein e de Suess) e a sugestão de ciclo compatível com o ciclo glacial-interglacial de Bond, recentemente sugerido como de origem solar, o que apontaria para uma possível feição harmônica, dominante sobre o sistema oceânico-atmosférico, e que poderia operar sobre períodos geológicos mais antigos; (ii) registro da remanência magnética possivelmente controlado por fatores mecânicos na sucessão de Itu, provavelmente relacionados a correntes de turbidez; (iii) indícios da presença de magnetossomas possivelmente rompidas e/ou oxidadas, em especial para a sucessão de Itu.
Título em inglês
Magnetostratigraphy and spectral analysis of Permian-Carboniferous rhythmites from Paraná Basin: orbital cycles influence on the depositional regime
Palavras-chave em inglês
astronomical calibration
cyclostratigraphy
Itararé Group
magnetostratigraphy
regular rhythmites
rock magnetism
spectral analysis
Resumo em inglês
This work aims to investigate the timescale of the sedimentation of Permocarboniferous rhythmites from Paraná Basin (Itararé Subgroup) cropping out at the Parque do Varvito, (Itu, SP), and at the Itaú quarry, (Trombudo Central, SC) by means of paleomagnetic and anisotropy of magnetic susceptibility (ASM). The paleomagnetic study revealed stable magnetization components for both sections, which are carried by magnetic carriers (mainly magnetite and hematite) of detritic origin. The characteristic magnetization direction for each section is of reverse polarity and is found in both magnetite and hematite. Several techniques were used in the investigation the magnetic mineralogy including Mossbauer spectrometry, thermomagnetic curves, hysteresis and ZFC/FC curves, optical and electronic microscopy. Although not confirmed, some data pointed to the possibility of magnetic biomineralization with disrupted or oxidized mineral chains. The paleomagnetic and ASM data allowed the construction of time series that were submitted to spectral analysis by the Lomb-Scargle Fourier transform for unevenly spaced series. The resulting power spectra were then compared with the thickness spectrum. Based on the harmonic signals identified in all time series it was possible to infer deposition rates for both Itú and Itaú rhythmites. This procedure pointed to millennial timescale, and periodical signal compatible to Milankovitch orbital forcing, as well quasi-periodicities related to solar variability and feedback of ocean-atmospheric system, were identified in both sections. Such evidences strongly point to the non-annual sedimentation character, in opposition to previous hypothesis. The paleomagnetic data from the Rio do Sul rocks allowed the calculation of a paleomagnetic pole which is in agreement to the one recently obtained for the Santa Fé Group, Sanfranciscana Basin (MG), indicating that the time interval comprised by the Rio do Sul rhythmites is long enough for eliminating the secular variation effects. Results from this work provide also indications for the record of (i) solar forcing cycles (Hallstattzein and Suess cycles); (ii) spectral peak values of 1,5-ky and 6,0 - 8,0 ky cycle, which is compatible to the glacial-interglacial Bond cycle observed in Quaternary geological records. Such result would extend to ancient times the atmosphere-ocean interaction pattern.
 
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Data de Publicação
2019-01-22
 
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  • Franco, Daniel R., et al. Magnetostratigraphy and mid-palaeolatitude VGP dispersion during the Permo-Carboniferous Superchron: results from Paraná Basin (Southern Brazil) rhythmites [doi:10.1111/j.1365-246X.2012.05670.x]. Geophysical Journal International [online], 2012, vol. 191, p. no-no.
  • Franco, Daniel R., Hinnov, Linda A., and Ernesto, Marcia. Spectral analysis and modeling of microcyclostratigraphy in late Paleozoic glaciogenic rhythmites, Paraná Basin, Brazil [doi:10.1029/2011GC003602]. Geochemistry, Geophysics, Geosystems [online], 2011, vol. 12, p. Q09003.
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  • ERNESTO, M, Brandt, D., and FRANCO, D. R. A critical review of the Neopaleozoic APWP of South America: new data and implications for paleogeography. In Joint Assembly AGU, Lauderdale-Florida-EUA, 2008. Joint Assembly AGU.Lauderdale-Florida-EUA, 2008. Abstract.
  • ERNESTO, M., et al. Determination of the magnetic fabric in sedimentary rocks using anisotropy of magnetic susceptibility (AMS):some applications in basin analysis. In III Latinamerican congress of sedimentology, Belém, 2003. Abstracts., 2003. Abstract.
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