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Tese de Doutorado
Documento
Autor
Nome completo
Gustavo Macedo de Paula Santos
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Babinski, Marly (Presidente)
Amaral, Matheus Henrique Kuchenbecker do
Chemale Junior, Farid
Kasemann, Simone Antonia
Vieira, Lucieth Cruz
Título em português
Quimioestratigrafia isotópica (C, O, Sr, Li, Mg) e proveniência sedimentar (U-Pb, Hf, Sm-Nd) do grupo Bambuí no sul da bacia do São Francisco
Palavras-chave em português
Bacia do São Francisco.
Grupo Bambuí
Proveniência Sedimentar
Quimioestratigrafia Isotópica
Resumo em português
Neste trabalho são apresentados novos dados isotópicos de C, O, Sr, Mg e Li e elementares de Elementos Terras Raras (ETR) para as rochas carbonáticas do Grupo Bambuí, no sul da Bacia do São Francisco. Também são apresentadas idades U-Pb e isótopos de Hf em zircão detrítico e dados isotópicos de Sm-Nd em amostras de rocha total de rochas siliciclásticas no mesmo setor da bacia. Os dados quimioestratigráficos permitem dividir as três formações basais do Grupo Bambuí em três intervalos quimioestratigráficos (chemostratigraphic intervals - CI), cada qual registrando um estágio evolutivo da bacia. O CI-1 corresponde à capa carbonática da Formação Sete Lagoas que apresenta excursão isotópica negativa de C, valores de 'delta'¹³C negativos e razões 87Sr/86Sr crescentes de 0,7074 a 0,7082. Este intervalo marca o início da transgressão marinha que inundou o Cráton do São Francisco onde a bacia estava sujeita a controles locais na química marinha, gerando carbonatos com padrões planares de distribuição normalizada de ETR e com variações acopladas de 'delta'7Li e 'delta'26Mg dependentes das fácies sedimentares. O intervalo CI-2 corresponde à porção intermediária da Formação Sete Lagoas na qual foi reportada a ocorrência de Cloudina sp. (550-542 Ma). As rochas carbonáticas deste intervalo apresentam valores de 'delta'¹³C ao redor de 0%o, 'delta'7Li ao redor de 16%o, 'delta'26Mg de aproximadamente -3,5%o e razões 87Sr/86Sr entre 0,7080 e 0,7087, dentro do padrão esperado para o limite Ediacarano-Cambriano. Neste estágio, a transgressão marinha culminou com a conexão da Bacia do São Francisco com outras bacias gondwânicas, permitindo migração de fauna e homogeneização isotópica. Apesar de alguns sinais geoquímicos de caráter global, o cenário intracontinental da bacia a mantinha sujeita a controles locais, observados no enriquecimento de ETR leves em relação aos pesados e por duas excursões negativas nos valores de 'delta'7Li perfeitamente acopladas a excursões positivas de'delta'26Mg. O intervalo CI-3 engloba as formações Sete Lagoas superior, Serra de Santa Helena e Lagoa do Jacaré e seus calcários com valores de 'delta'¹³C bastante positivos (acima de +3%o) e razões 87Sr/86Sr ao redor de 0,7075, abaixo das esperadas para o limite Ediacarano-Cambriano. O CI-3 marca a restrição da bacia em relação ao reservatório geoquímico e isotópico global, provavelmente pelo soerguimento dos orógenos marginais ao cráton. Tal soerguimento provocou aumento da taxa de denudação e consequente decréscimo da intensidade de intemperismo nas áreas fontes, reduzindo o fluxo dissolvido para a bacia, observado no desacoplamento dos sistemas isotópicos de Mg e Li, e ciclos de decréscimo das razões Sr/Ca e 26Mg removidos pela precipitação carbonática. A diminuição da intensidade de intemperismo e a declividade das áreas fontes tornaram o fluxo dissolvido oriundo de carbonatos mais importantes que os de silicatos, resultando em diminuição das razões 87Sr/86Sr, no aparecimento de distribuições normalizadas de ETR com padrão "água do mar", na restrição do suprimento de sulfato na bacia e consequente metanogênese. Os dados geocronológicos mostram que não houve uma reorganização significativa nas áreas de fontes para a bacia desde a deposição das fácies mais finas da Formação Carrancas e Laminito Moema até a deposição da Lagoa do Jacaré. Embora não resolva as principais questões de idade e geotectônicas da bacia, esta constatação é mais um argumento a favor da ausência de uma discordância na base da Formação Sete Lagoas, o que sugere que a glaciação na base da Bacia do São Francisco é provavelmente do Ediacarano Médio / Superior. Se existir esta discordância, a única idade absoluta disponível para a capa carbonática sugere que a glaciação seria Sturtiana (~720 Ma).
Título em inglês
not available
Palavras-chave em inglês
Bambuí Group
Isotope Chemostratigraphy
São Francisco Basin.
Sedimentary Provenance
Resumo em inglês
This work presents new C, O, Sr, Mg and Li isotope data and Rare Earth Element (REE) concentrations for the carbonate rocks of the Bambuí Group, in the southern São Francisco Basin. U-Pb and Hf geochronology in detrital zircon grains and whole rock Sm-Nd ages in siliciclastic rocks in the same area are also presented. The chemostratigraphic data allow subdividing the three lower units of the Bambuí Group in three Chemostratigraphic Intervals (CI), each one recording a different evolution stage of the basin. The CI-1 comprises the Sete Lagoas Formation cap carbonates that display C isotope negative excursion, very negative 'delta'¹³C values and 87Sr/86Sr ratios increasing upwards from 0.7074 to 0.7082. This intervals marks the start of the marine transgression over the São Francisco Craton in which the basin was subject to local controls over seawater, as shown by the flat type shale normalized REE distributions and coupled facies dependent 'delta'Li and 'delta'26Mg values variations. The CI-2 corresponds to the middle portion of the Sete Lagoas Formation where the Cloudina sp. (550-542 Ma) occurrence was described. The carbonate rocks of this interval display 'delta'¹³C values around 0%o, 'delta'7Li values around 16%o, 'delta'26Mg around -3.5%o and 87Sr/86Sr between 0.7080 and 0.7087 that are expected for the Ediacaran-Cambrian limit. During this stage, the marine transgression provided connection of the São Francisco basin to other West Gondwana basins, allowing fauna migration and isotope homogenization. In spite of the global geochemical signals observed, the intracontinental scenario kept the basin subject to local controls, as shown by the enrichment in light REE and two perfectly coupled 'delta'7Li and 'delta'26Mg negative excursions. The CI-3 comprises the limestones of the upper Sete Lagoas, Serra de Santa Helena and Lagoa do Jacaré formations and with very positive 'delta'¹³C values (> +3%o) and 87Sr/86Sr ratios around 0.7075, lower than those expected for the Ediacaran-Cambrian limit. The CI-3 records the restriction of the basin in relation to the global ocean geochemical and isotope reservoir, probably by the uplift of the craton"s marginal orogens. Such uplift caused higher denudation rates and consequent decrease in the weathering intensity of the source areas, diminishing the dissolved influx to the basin that is observed in the Mg and Li isotope systems decouplement and in cycles of Sr/Ca ratios and 26Mg decrease by carbonate precipitation removal. The weathering intensity decrease caused the dissolved influx from carbonates to be more important than the one from silicates, resulting in the drop down of the 87Sr/86Sr ratios, the appearance of the "seawater" REE shale normalized distributions, and sulphate supply restriction driving methanogenesis. The geochronological data show that no significant reorganization of the basin source areas occurred from the deposition of the Carrancas Formation and Moema Laminites finer facies to the Lagoa do Jacaré Formation. Although the data do not solve the age and geotectonic questions, they add another argument against the existence of an unconformity at the base of the Sete Lagoas Formation, suggesting that the glaciation of the São Francisco Basin is likely Middle to Late Ediacaran in age. If there is an unconformity, the only available absolute age suggests it is a Sturtian Glaciation (~720 Ma).
 
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Data de Publicação
2018-04-27
 
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