Evolução das condições marinhas registradas nas assinaturas isotópicas de C, O e Rr nos carbonatos do Pensilvaniano da Formação Itaituba (Grupo Tapajós), borda sul da Bacia do Amazonas, Brasil

Abstract

Durante o Pensilvaniano, os mares epicontinentais dominaram a paleogeografia no oeste do Gondwana, como é registrado nas unidades pensilvanianas do Grupo Tapajós (Formação Monte Alegre, Itaituba e Nova Olinda), Bacia do Amazonas, Brasil. A deposição de carbonatos da Formação Itaituba é relacionada a um evento transgressivo do Pensilvaniano associado ao Oceano Panthalassa, e fornece evidências de mudanças paleoambientais resultantes de flutuações do nível do mar que influenciaram o desenvolvimento de uma plataforma carbonática. Este trabalho realizou análises estratigráficas e petrográficas detalhadas de uma sucessão com aproximadamente 18 metros de espessura na Pedreira de ITACIMPASA que permitiram a identificação de onze microfácies: Bindstone com laminação microbiana (Blm), Mudstone maciço (Mm), Mudstone com grãos terrígenos (Mt), Wackestone bioclástico (Wb), Wackestone bioclástico com grãos terrígenos (Wbt), Wackestone Peloidal (Wp), Dolowackestone bioclástico (DWb), Packstone bioclástico (Pb), Packstone com braquiópodes (Pbr), Grainstone com grãos terrígenos (Gt). As microfácies foram agrupadas em três principais associações de fácies: planície de maré (AF1), laguna (AF2) e plataforma carbonática (AF3). A seção estudada apresenta uma grande diversidade faunística composta principalmente por braquiopodes, equinodermos, foraminíferos, briozoários, gastrópodes, ostracodes e trilobites. Os valores de 87Sr/86Sr entre 0,70852 ± 0,00004 e 0,70858 ± 0,00002 são considerados reflexo de condições marinhas. Os valores de δ13C variam de +2,15‰ a +4,54‰, e os valores de δ18O estão entre -6,99‰ e 2,82‰. A tendência positiva ascendente em δ13C sugere uma produtividade orgânica significativa durante um evento transgressivo, evidenciado por uma alta diversidade fossilífera em um ambiente de plataforma rica em nutrientes (AF3). A tendência transgressiva geral é marcada pela sobreposição das fácies marinhas (FA3) sobre os ambientes costeiros (FA1 e FA2). As variações do nível do mar são refletidas em ciclos de raseamento ascendente. A construção de uma curva representativa de δ13C para a Formação Itaituba foi possível através da integração dos dados isotópicos deste estudo e de trabalhos anteriores, e foi calculada utilizando um ajuste polinomial de grau 6. A curva resultante de δ13C para a Formação Itaituba revela uma tendência positiva ascendente. Essa curva correlaciona-se com os registros isotópicos de outros carbonatos contemporâneos e a curva relativa do nível do mar, corroborando a relação entre mudanças paleoceanográficas e a evolução paleoambiental durante o Pensilvaniano.

During the Pennsylvanian, epicontinental seas dominated the paleogeography in western Gondwana, which are documented within Pennsylvanian units of the Tapajós Group (Monte Alegre, Itaituba and Nova Olinda formations), Amazonas, Amazonas Basin, Brazil. The carbonate deposition of the Itaituba Formation is considered to be linked to a Pennsylvanian transgressive event associated with the Panthalassa Ocean, and it provides evidence of paleoenvironmental changes resulting from sea-level fluctuations that influenced the implantation and development of a carbonate platform. Detailed stratigraphic and petrographic analyses of a ~18 m-thick succession in the ITACIMPASA quarry allowed the definition of eleven microfacies: Bindstone with microbial lamination (Bml), Massive Lime-mudstone (LMm), Lime-mudstone with terrigenous grains (LMt), Bioclastic Wackestone (Wb), Bioclastic wackestone with terrigenous grains (Wbt), Peloidal Wackestone (Wp), Bioclastic Dolowackestone (DWb), Bioclastic packstone (Pb), Packstone with brachiopods (Pbr), Grainstone with terrigenous grains (Gt). The microfacies was grouped in three major facies associations: tidal flat (FA1), lagoon (FA2), and carbonate platform (FA3). The studied section exhibits a high faunal diversity, mainly composed of brachiopods, echinoderms, foraminifera, bryozoans, gastropods, ostracods, and trilobites. 87Sr/86Sr values between 0.70852 ± 0.00004 to 0.70858 ± 0.00002, are considered as reflect of epicontinental marine conditions. δ13C values range from +2.15‰ to +4.54‰ and δ18O values are between -6.99‰ to 2.82‰. The upward trend in δ13C suggests significant organic productivity during a main transgressive episode, evidenced by a high fossiliferous diversity in a nutrient-rich platform environment (FA3). The general transgressive tendency is marked for the superimposition of marine facies (FA3) over coastal environments (FA1 and FA2). The sea-level variations are reflected in upward shallowing cycles. The construction of a representative carbon isotope curve for the Itaituba Formation was possible by integrating δ13C isotopic data from this study and previous work, and was calculated using a polynomial fit of degree 6. The resulting δ13C curve for the Itaituba Formation reveals a positive upward trend. This curve correlates with the isotope records of other contemporaneous carbonates and the relative sea-level curve, supporting the relation between paleoceanographic changes and the paleoenvironmental evolution during the Pennsylvanian period.