Arquitetura de fácies vulcânicas da Formação Serra Geral na Região de Feliz - Caxias do Sul

Abstract

A Província Basáltica Continental do Paraná-Etendeka registra o intenso vulcanismo do Cretáceo inferior que precedeu a fragmentação do supercontinente Gondwana. No Brasil estes litotipos estão agrupados estratigraficamente na Formação Serra Geral. Tradicionalmente investigações sobre estas rochas priorizaram a aquisição de dados geoquímicos e isotópicos, considerando a pilha vulcânica como uma monótona sucessão de derrames tabulares e espessos. O presente trabalho propõe a análise das características físicas deste vulcanismo aplicando conceitos de arquitetura de fácies vulcânicas, integrados a estudos petrográficos e geoquímicos. A área de estudo localiza-se no nordeste do estado do Rio Grande do Sul, onde efetuou-se um perfil na RS-122, entre as cidades de Feliz e Caxias do Sul. Organizou-se a partir da interface com a Formação Botucatu um arcabouço estratigráfico para as rochas vulcânicas da Formação Serra Geral. Foram identificadas nos basaltos do tipo pahoehoe três fácies: fácies tabular, fácies composta anastomosada, e fácies ponded. Uma fácies lobular escoreácea nos derrames do tipo 'a'a, e duas fácies para as rochas ácidas: fácies de derrames tabulares e fácies de domos de lava. As fácies foram agrupadas em associações de fácies, que representam três estágios distintos do vulcanismo. A Associação de Fácies Básica I ocorre na base da sequência vulcânica, e agrupa derrames espessos (fácies ponded), nas depressões e vales interdunas, e lobos anastomosados (FCA) nas superfícies mais suavizadas. Os estágios iniciais do vulcanismo foram estabelecidos sob condições de baixas taxas de efusão. A Associação de Fácies Básica II é composta por derrames pahoehoe tabulares (~3m por derrame), sucedidos por derrames do tipo 'a'a (fácies lobular escoriácea). A mudança no estilo do vulcanismo de pahoeheo para 'a'a está relacionada a um aumento nas taxas de efusão, descartando-se o fator paleotopográfico. A Associação de Fácies Ácida marca a mudança do vulcanismo para sistemas ricos em SiO2 e é representada pelo agrupamento das fácies de domos de lava e fácies de derrames tabulares. Petrograficamente é possível distinguir os diferentes tipos morfológicos de derrames básicos. Núcleos de derrames 'a'a possuem textura afanítica, intersetal e glomeroporfirítica a base de cristais de plagioclásio, além de grande densidade populacional de micrólitos na matriz quando comparados a derrames pahoehoe. Estes últimos são texturalmente mais grosseiros, possuindo textura porfíritica/glomeroporfíritica envoltos em matriz fanerítica fina, microvesicular (dikititaxitica). O estudo detalhado de aspectos físicos do vulcanismo Serra Geral, mostrou-se fundamental na compreensão dos diferentes estágios que ocorreram durante a evolução da bacia. Correlações estratigráficas regionais entre derrames da Formação Serra Geral devem considerar o tipo morfológico das lavas e suas características físicas (reologia), derrames do tipo „aʻa, diferentemente das pahoehoe, não atingem grandes distâncias das áreas fonte.

The Parana-Etendeka Volcanic Province records the volcanism of the lower Cretaceous that precedes the fragmentation of the Gondwana supercontinent. In Brazil, these rocks are stratigraphically grouped in the Serra Geral Formation. Traditionally, investigations of these rocks prioritized the acquisition of geochemical and isotopic data, considering the volcanic stack as a monotonous succession of tabular flows. This work provides a detailed analysis of the physical conditions of the emplacement of these volcanic rocks, applying the facies architecture integrated to petrographic and geochemical data. The study area is located in the northeast of Rio Grande do Sul state, in a cross-section at the RS-122 road, between the cities of Feliz and Caxias do Sul. A stratigraphic framework of the volcanic succession of the Serra Geral Formation was organized from the contact with Botucatu Formation. It were identified three facies from pahoehoe flows: tabular facies; compound-braided facies; and ponded facies. The lobular escoriaceous facies for the 'a'a flows, and two more facies for the silicic rocks: tabular silicic facies and lava dome facies. The facies were grouped into facies associations, which represent three distinct stages of volcanism. The Basic Facies Association I occurs in the base of the volcanic succession and groups thick pahoehoe flows from the ponded facies with lobes of compound-braided facies. The onset of volcanism is characterized by low effusion rates. The Basic Facies Association II consists of thicker pahoehoe flows (~3m) of tabular facies succeeded by 'a'a flows of the lobular escoriaceous facies. The change of volcanism conditions, from pahoehoe to 'a'a, is related to the increasing on the effusion rate. The Silicic Facies Association marks the change of the composition of volcanism to SiO2-rich terms and is represented by lava dome facies and tabular silicic facies. Petrographically, is possible to distinguish 'a'a from pahoehoe flows. The 'a'a cores are plagioclase phyric, with glomeroporphyritic textures. All exhibit an intergranular or intersertal microcrystalline groundmass of plagioclase, clinopyroxene and opaque minerals (<<0,1 mm in diameter). The pahoehoe lavas differ from the 'a'a lavas in it, because they have a coarser-grained micro-crystalline groundmass. The pahoehoe flows are microcrystalline with glomeroporphyritic and diktytaxitic textures and a poor-plagioclase matrix. The detailed study of the physical aspects of the Serra Geral volcanism, was crucial in understanding the different stages of occurrence during the evolution of the basin. Regional stratigraphic correlation between flows of the Serra Geral Formation should consider the morphological type of lava and its physical characteristics (rheology). 'a'a flows, unlike pahoehoe, do not reach large distances from the sources.