Estudo de conodontes em carbonatos marinhos do grupo Tapajós, Pensilvaniano inferior a médio da Bacia do Amazonas com aplicação de isótopos de Sr E Nd neste intervalo

Abstract

Esta tese foi desenvolvida com material coletado na região sul e oeste da Bacia do Amazonas. No oeste, foram coletas amostras de rochas carbonáticas em 18 poços perfurados pela PETROBRÁS, perfilados de NW a SE, abrangendo a plataforma norte, calha central e plataforma sul da bacia. Na região sul foram coletadas amostras em um afloramento na beira do Rio Tapajós e em duas pedreiras de calcário, exploradas pela Companhia Agroindustrial de Monte Alegre – CAIMA. Nesta região aflorante estão expostos os depósitos carbonáticos marinhos iniciais e os extensos depósitos carbonáticos de mar raso de infra-maré do Pensilvaniano na Bacia do Amazonas. O Pensilvaniano, nesta bacia, é representado pelo Grupo Tapajós, que inclui as Formações Monte Alegre, Itaituba, Nova Olinda e Andirá. Os conodontes estudados foram encontrados nestas formações com exceção da Formação Andirá, por ser representada por depósitos continentais do final do Pensilvaniano. O Grupo Tapajós é caracterizado por um ciclo transgressivo – regressivo de 2ª ordem, com depósitos de arenitos eólicos e fluviais na base, sobrepostos por calcários de infra-maré, foco deste trabalho, evaporitos de planície de sabkha e os red beds continentais que marcam o encerramento deste ciclo. Considerando a evolução geológica da Bacia do Amazonas, desde o Ordoviciano ao Recente, é no Pensilvaniano que estão os mais espessos depósitos de ambiente marinho, representados por pacotes carbonáticos que podem ser rastreados por toda bacia. Estes carbonatos compõem os depósitos da Formação Itaituba. Esta formação, no contexto da bacia, é a que possui o mais abundante registro de micro e macrofósseis, com uma rica fauna de conodontes, foraminíferos, palinomorfos, fragmentos de peixe, braquiópodes, trilobitas, crinóides, corais, briozoários, gastrópodes, bivalvos e outros não tão abundantes como ostracodes, espículas de esponja, escolecodontes e raros cefalópodos. Estes organismos vem sendo estudados desde o século XIX com objetivos taxonômicos, paleoecológicos, bioestratigráficos e mais recentemente na busca de informações tafonômicas. Os microfósseis tem sido utilizados para estabelecer e refinar a cronoestratigrafia destes depósitos do Grupo Tapajós. As estimativas de idade fornecidas por conodontes, foraminíferos fusulinídeos e palinomorfos são, contudo, relativamente controversas. Além dos microfósseis, isótopos de Sr e Nd em rochas e fósseis vem sendo recentemente utilizados para auxiliar na estimativa destas idades. Neste trabalho, foram analisados conodontes dos estratos superiores da Formação Monte Alegre, da Formação Itaituba e dos estratos inferiores da Formação Nova Olinda. Devido às condições ambientais não favoráveis tanto nos primeiros depósitos carbonáticos, relativos a Formação Monte Alegre, quanto nos últimos depósitos carbonáticos, referentes à Formação Nova Olinda, os conodontes não são abundantes nem diversificados nestes estratos. Por outro lado, na Formação Itaituba obteve-se os melhores resultados para estes microfósseis. De acordo com os conodontes estudados, foram estabelecidas as seguintes biozonas: Idiognathoides sinuatus e Neognathodus roundyi na base da Formação Itaituba, sugerindo idade Atokana para estes estratos e Idiognathodus incurvus e subzona Diplognathodus coloradoensis, abrangendo a Formação Itaituba e base da Formação Nova Olinda, sugerindo idade Atokana – eodesmoinesiana para estes depósitos. Para a Formação Monte Alegre não foi possível sugerir biozonas de conodontes devido à raridade de espécies encontradas. Contudo, com a ocorrência, nestes estratos basais, de Neognathodus symmetricus, espécie diagnóstica do Morrowano, foi possível delinear o limite Morrowano – Atokano, materializado pelo marco M-65A. Assim, através dos conodontes sugere-se que a Formação Monte Alegre tem idade Morrowana. A Formação Itaituba tem início no neomorrowano e seu limite superior está entre o Atokano e eodesmoinesiano. Os conodontes analisados na Formação Nova Olinda também tem sua ocorrência do Atokano ao eodesmoinesiano. Os conodontes das bacias brasileiras mostram afinidades com os conodontes das bacias norte-americanas e por este motivo, tem sido utilizada a denominação dos estágios/andares de acordo com a classificação norte-americana. Porém, estas duas faunas ocorrem em contextos paleogeográficos e paleoclimáticos relativamente diversos devido a diferenças de paleolatitude, com depósitos de carvão na América do Norte e evaporitos nas bacias do norte do Brasil. Contudo, a semelhança desses organismos nestas duas regiões sugere que as províncias norte-americanas e do norte do Brasil estiveram ligadas por um mar antigo, provavelmente conectado pelo Oceano Panthalassa. Por outro lado, dados isotópicos mostram também uma afinidade com o Oceano Tethys, sugerindo que a Bacia do Amazonas tenha sido banhada por águas de ambos oceanos, durante o Pensilvaniano.

This study was undertaken with samples from south and western region of Amazonas Basin. Eighteen wells drilled by PETROBRAS were collected in the western region, related to the north, south and central area. Outcrop samples were collected in the south region along the Tapajós River and in two calcareous quarries owned by the Monte Alegre Cement Industry - CAIMA. In this region are exposed the firsts marine carbonatic deposits of the Pennsylvanian of Amazonas Basin. The Pennsylvanian, in the Amazonas Basin, is represented by the Monte Alegre, Itaituba, Nova Olinda and Andirá Formations. Conodonts have been found in these formations with exception of Andirá Formation, composed of continental deposits of Upper Pennsylvanian. The Tapajós Group is characterized by a 2th order transgressive – regressive cycle, with fluvial and eolian sandstones in the base, recovered by subtidal calcareous, the main focus of this study, which are overlain by sabkha evaporates. This cycle ends with the continental red beds of Upper Pennsylvanian and Permian. According to the geological evolution of the Amazonas Basin, since Ordovician through Recent, during the Pennsylvanian were deposited the thickest strata of marine environment, traceable laterally across the basin. These carbonates comprise the Itaituba Formation deposits. This formation has the most abundant record of micro and macrofossils, with a rich fauna of conodonts, foraminifers, palynomorphs, fish fragments, brachiopods, trilobites, crinoids, bryozoans, gastropods, and bivalves, others not abundant as ostracodes, sponge fragments, scolecodonts and rare cephalopods. These organisms have been studied since the XIX century with taxonomic, paleoecological, biostratigraphical and more recently taphonomic purposes. Microfossils have been widely used to establish and refine the chronostratigraphy of the Tapajós Group. Age estimations have been made on the basis of conodonts, foraminifers and palynomorphs, however they are controversial. Besides the microfossils, Sr and Nd isotope analyses have recently being done in rocks and fossils to help in the age estimations. Herein were studied conodonts of the upper part of the Monte Alegre Formation, the Itaituba Formation and the lower part of the Nova Olinda Formation. Conodonts are neither abundant nor diverse in the first deposits, related to the Monte Alegre Formation and latter deposits of the Nova Olinda Formation due to the arid conditions. By the other hand, in the Itaituba Formation strata were observed the best results for these microfossils. In relation to the studied conodonts were established the following biozones: Idiognathoides sinuatus e Neognathodus roundyi, to the base of Itaituba Formation, suggesting an Atokan age to these strata and, Idiognathodus incurvus and subzone Diplognathodus coloradoensis, related to the Itaituba and lower Nova Olinda Formation, suggesting and Atokan – early Desmoinesian age to these deposits. Conodont biozones were not established to the Monte Alegre Formation by the scarcity of species found. However, with the occurrence of Neognathodus symmetricus in the basal strata, diagnostic of Morrowan age, was possible to suggest the Morrowan – Atokan limit, characterized by the M-65A marker. Through the conodonts it is possible to suggest a Morrowan age to the Monte Alegre Formation. The Morrowan – Atokan limit lie in the lower strata of the Itaituba Formation. The deposition of this formation has begun during the late Morrowan and its upper limit lie between the Atokan – early Desmoinesian time. As well as the conodonts of the Nova Olinda Formation suggest an Atokan – early Desmoinesian age to this unit. The Brazilian conodont faunas suggest an affinity with the North American ones, although with paleogeography and climate differences due to latitude, with coal deposits in North America and evaporites in the north Brazilian basins. Nevertheless, the similarities among conodonts in these two regions suggest that an ancient sea, probably connected by the Panthalassa Ocean, linked these provinces. However, isotopic data has also shown an affinity with the Tethys Ocean, suggesting that during the Pennsylvanian the Amazonas Basin were probably influenced by waters of both oceans.