Assinaturas tafonômicas dos invertebrados da formação Itaituba aplicação como ferramenta de análise estratigráfica e paleoecológica na seção pensilvaniana aflorante na porção sul da Bacia do Amazonas, Brasil

Abstract

Este trabalho foi baseado na aplicação de diferentes ferramentas de análise paleoecológica e estratigráfica, visando o entendimento do ambiente deposicional que foi cenário de deposição das rochas sedimentares do Eomesopensilvaniano da Bacia do Amazonas. Neste período, uma plataforma carbonática intracratônica do tipo rampa se estabeleceu sobre os sedimentos de origem eólica da Formação Monte Alegre, possibilitando a deposição de espessos depósitos de contexto ambiental marinho raso, hoje representados pelas rochas carbonáticas/evaporíticas da Formação Itaituba, aflorantes na pla taforma sul da bacia. Através do estudo de Petrografia e fácies foram caracterizados os contextos ambientais envolvidos na gênese dos depósitos estudados e definido o modelo de ambiente deposicional melhor adequado as variações faciológicas verticais observadas. Da mesma forma, foram identificados os principais eventos diagenéticos, estabelecida sua relação com superfícies de interesse no entendimento da organização estratigráfica da seção e identificados 7 ciclos raseantes para o topo de alta freqüência A Estratigrafia isotópica com base em isótopos estáveis de carbono e oxigênio foi aplicada como ferramenta complementar de análise e forneceu elementos que se aplicaram a correlação com as mudanças na concentração da água marinha decorrentes, principalmente, de variações climáticas de alta freqüência, seja pela diluição da salmoura em função do estabelecimento de condições marinhas abertas, seja pela influência da diagênese meteórica e dolomitização na plataforma exposta em fases de nível relativo de mar baixo e na identificação de superfícies de maior interesse estratigráfico, como superfícies transgressivas e de máximo raseamento. Desta forma, os registros isotópicos da seção analisada foram divididos em 5 intervalos aproximadamente correspondentes aos ciclos raseantes de alta freqüência observados. A Tafonomia dos invertebrados consistiu no objetivo principal deste trabalho e o conjunto de informações obtido através das análises tafonômicas foi aplicado no entendimento das condições paleoecológicas para os contextos ambientais idealizados e na correlação das fácies tafonômicas com as superfícies de importância estratigráfica identificadas nos ciclos de raseamento, tomando como base os conceitos definidos na Estratigrafia de Seqüências deposicionais. Assim foram definidas seis tafofácies tipo para o contexto de plataforma carbonática intracratônica estudado, reunindo informações acerca da composição faunística, faciologia e do grau de preservação dos elementos bioclásticos. A partir das tafofácies tipo definidas foram desenvolvidos modelos paleoecológicos regionais, expressos sob a forma de bloco-diagramas, caracterizando a distribuição dos parâmetros ambientais, a composição das associações faunísticas e a distribuição e amplitude dos processos tafonômicos atuantes na geração da assinatura tafonômica dos elementos bioclásticos através dos contextos ambientais pertinentes ao ambiente deposicional estudado. A partir da integração dos dados obtidos pelas ferramentas faciológicas, tafonômicas e isotópicas utilizadas, foi definido o modelo de associação de tafofácies de alta freqüência apresentado para a seção do Eomesopensilvaniano aflorante na borda sul da Bacia do Amazonas e composto por cinco associações de tafofácies: A associação de tafofácies de ravinamento que apresenta correlação com os deslocamentos negativos da curva de d18O, caracterizando a diluição da salmoura, decorrente da inundação marinha; associação de tafofácies transgressiva representada por assinaturas de d18O homogêneas, dentro da média ou gradualmente mais negativas e tendências positivas do d13C, associadas ao estabelecimento de condições marinhas abertas; associação de tafofácies de máximo afogamento; associação de tafofácies de mar alto , composta por horizontes carbonáticos gradativamente mais proximais, evidenciando a queda relativa do nível do mar e associação de tafofácies de mar baixo, que caracteriza deposição em contextos ambientais restritos, apresentando assinaturas isotópicas de d18O e d13C negativas, refletindo a influência da diagênese meteórica ou assinatura da curva de d13C negativa e da curva de d18O com deslocamentos positivos, refletindo condições ambientais de restrição e hipersalinidade. As tafofácies tipo, os modelos paleoecológicos regionais, e o modelo de associação de tafofácies de alta freqüência apresentados dizem respeito as particularidades do ambiente de deposição das rochas da seção estudada e se mostram exclusivos na caracterização deste cenário de bacia intracratônica influenciado pelas variações climáticas de alta freqüência, uma vez que as peculiaridades observadas nas associações de litofácies, biofácies, tafofácies e assinaturas isotópicas refletem as condições deposicionais pertinentes ao contexto regional estudado, diferindo dos elementos observados nos depósitos contemporâneos de contextos intracratônicos análogos, em diferentes bacias sedimentares no mundo. Assim, a tafonomia dos invertebrados, suportada pela análise das fácies sedimentares e dos isótopos estáveis, atende as finalidades preconizadas no presente trabalho, expondo seu potencial enquanto ferramenta de análise estratigráfica e paleocológica na seção eomesopensilvaniana aflorante da plataforma sul da Bacia do Amazonas.

This study was based on the application of different pale ocologic and stratigraphic tools in order to better understand the deposicional environment which corresponds to the depositional set of sedimentary rocks from the Early-Middle Pennsylvanian of the Amazonas Basin. During this time, an intracratonic carbonatic platform developed overlaying the eolian sediments from Monte Alegre Formation, favoring the deposition of thick shallow marine deposits, represented by the carbonatic/evaporitic rocks from the Itaituba Formation, which outcrops in the southern border of the basin. Based on Petrographic studies and the vertical faciologic variations observed, the environmental contexts evolved on the genesis of the studied deposits were characterized and defined a depositional environmental model. In addition, the main diagenetic events were identified and correlated with the surfaces of interest on the understanding of the stratigraphic organization of the studied section and 7 high frequency shallowing upward cycles were identified. The Isotopic Stratigraphy based on stable isotopes of carbon and oxygen was applied as a complementary analytical tool, contributing with data useful on the correlation of the variations in the marine water concentration, in consequence of high frequency climatic changes, as a function of the dilution of the marine water due to the establishment of open marine conditions or as a consequence of the meteoric diagenesis and dolomitization on the exposed platform during relative low sea level episodes and useful in the identification of important stratigraphic surfaces, such as transgressive and maximum shallowing surfaces. Thus, the isotopic records of the studied section were divided in 5 intervals equivalents to the high frequency shallowing upward cycles observed. The Invertebrates Taphonomy consisted in the main objective of this work and the data set obtained by taphonomic analyses was applied on the understanding of the paleoecological conditions for the idealized environmental contexts and on the correlation of the taphonomic facies with important stratigraphic surfaces identified in the shallowing upward cycles, based in the conceptual framework of the Sequence Stratigraphy. Hence 6 taphofacies were defined for the intracratonic carbonatic platform context studied, summarizing information regarding to the faunistic compositions, faciology and the preservation of bioclastic elements. Based on the defined taphofacies, regional peloecological models were developed and shown as block-diagrams characterizing the environmental parameters distribution, the faunistic association compositions and the amplitude and distribution of the taphonomic processes responsible for the generation of taphonomic signatures of the bioclastic elements across the environmental contexts belonging to the depositional environment studied. Based on the faciologic, taphonomic and isotopic data integration, a high frequency taphofacies association model was defined for the Early-Middle Pennsylvanian section outcropped in the southern border of the Amazonas Basin, consisting in 5 taphofacies associations: ravinment taphofacies association, which correlates with the negative shifts of the d18O curve, due to the dilution of the marine water, as a function of the marine inundation; transgressive taphofacies association, characterized by homogeneous d18O signatures, in the media or gradually negative, which correlates with the establishment of open marine conditions; maximum flooding taphofacies association; high sea level taphofacies association, composed by gradually proximal carbonatic horizons, evidencing the relative sea level fall and the low sea level taphofacies association, which characterizes the deposition in restrict environmental contexts, showing negative d18O and d13C isotopic signatures, due to the meteoric diagenesis overprint or negative d13C curve signature and positive shifts in the d18O curve, reflecting environmental conditions of restriction and hipersalinity. The type taphofacies, regional paleoecological models and the high frequency taphofacies association model here presented are related to the particularities of the depositional environment of the studied rocks and are exclusive on the characterization of this intracratonic basin set influenced by high frequency climatic variations. It is because the peculiarities observed in the litofacies, biofacies and taphofacies associations reflect the depositional conditions prevailing in the regional context studied, different from those elements observed in contemporaneous deposits of analogous intracratonic sedimentary basins around the world. Furthermore, the invertebrate’s taphonomy, correlated with sedimentary facies and stable isotopic analyses supports the purposes of this work, showing its potential as a stratigraphic and paleoecologic tool for the Early-Middle Pennsylvanian section outcropped in the southern border of the Amazonas Basin.