Rochas siliciclásticas e vulcanoclásticas associadas ao Grupo Serra Geral na calha de Torres

Abstract

A interpretação de litofácies vulcânicas, da distribuição espacial destas e dos estilos eruptivos de um evento vulcânico são completas apenas quando a interação entre o vulcanismo e o ambiente sedimentar associado são considerados. Em sequências vulcânicas antigas a caracterização do paleoambiente contemporâneo ao evento vulcânico pode ser realizada pelo estudo de rochas siliciclásticas e vulcanoclásticas associadas que ocorrem intercaladas com os vulcanitos. Estas rochas registram a retomada dos processos sedimentares no período entre erupções, e, a interação entre o vulcanismo e estes processos quando da retomada da atividade vulcânica. O principal objetivo deste trabalho é a caracterização do paleoambiente contemporâneo ao Grupo Serra Geral através do estudo das rochas siliciclásticas e vulcanoclásticas que ocorrem associadas às vulcânicas básicas e silícicas no estado do Rio Grande do Sul. Dois perfis foram escolhidos para o estudo: Bento Gonçalves – Veranópolis e Santa Cruz do Sul – Gramado Xavier. O estudo foi realizado utilizando a metodologia de análise faciológica em escala de afloramento integrado com descrições petrográfica qualitativas e dados obtidos com microscópio eletrônico de varredura. Três litofácies siliciclásticas, uma vulcanoclástica basáltica, três vulcanoclásticas latitícas e uma coerente foram reconhecidas. Arenitos maciços (Sm) e heterolítos (Ht) relacionados a enchentes (sheetfloods) e brechas basálticas de matriz siliciclástica (BBms) interpretada como peperitos ocorrem intercaladas com pahoehoes compostas da Fm. Torres em ambos os perfis. Próximo a cidade de Gramado Xavier arenitos com laminação de baixo ângulo (Sl(e)), associados a lençóis de areia eólicos, ocorrem na base de um derrame vitrofírico da Fm. Palmas. Na localidade da Usina Velha, próximo a cidade de Veranópolis, diques de latito porfiríticos (Lpm), brechas latíticas de matriz sedimentar (BLms), brechas latíticas com textura jig-saw (BLjs) e brechas latíticas acamadas matriz suportadas (BLa) registram a interação entre magmas latíticos, sedimentos incosolidados e água meteórica. As litofácies foram agrupadas em duas associações de litofácies, uma relacionada a deposição sedimentar em ambientes fluvio-eólicos e outra à colocação de magmas latíticos em ambientes subaquosos. O paleorelevo vulcânico exerce influência em escala de afloramento na geometria das litofácies siliciclásticas, que comumente preenchem depressões e fraturas relacionadas à morfologia vulcânica sotoposta. A fluidização de grãos siliciclásticos devido à interação de lavas com sedimentos úmidos e inconsolidados é um processo comum observado em ambas as áreas de estudo e importante na formação de peperitos e de diques clásticos. As assembleia diagenética das rochas siliciclásticas parece estar relacionada a composição do vulcanito associado, com zeólitas sendo o principal mineral diagenético em siliciclásticas associadas a vulcânicas básicas e com calcita, opala e calcedônia ocorrendo em siliciclásticas associadas as vulcânicas silícicas. O estudo da morfologia das partículas vulcanoclásticas da região da Usina Velha indicam a existência de partículas formadas através da interação magma-água. Este trabalho indica que, contrastante às condições paleoclimáticas hiperáridas registradas no contato do Grupo Serra Geral com a Fm. Botucatu, as condições paleoclimáticas contemporâneas ao evento vulcânico nas áreas de estudo eram úmidas, com evidências da existência de enchentes (sheetfloods) e de corpos da água estagnados que interagiram com o vulcanismo dando origem a distintas associações de litofácies.

The interpretation of volcanic lithofacies, their spatial distribution and eruptive style can only be fully evaluated by considering the interaction between volcanism and the associated sedimentary system. In ancient volcanic sequences, the recognition of the associated contemporaneous paleoenvironment can be done by studying siliciclastic and associated volcaniclastic rocks that occur interlayered with the volcanic units. These rocks register the resumption of sedimentary processes during inter-eruption periods and the interaction between volcanism and sedimentary settings during subsequent eruptions. This work aims to characterize the paleoenvironments contemporaneous to the volcanism of the Serra Geral Group through the study siliciclastic and associated volcaniclastic rocks that occur interlayered with the basic and silicic volcanic units that outcrop on the Rio Grande do Sul state. The study was carried out in two profiles: Santa Cruz do Sul – Gramado Xavier and Bento Gonçalves – Veranópolis. The methodology applied was of lithofacies analysis on outcrop scale integrated with qualitative petrographic description and data acquired by scanning electron microscope. Massive sandstones (Sm) and heterolithic sandstones (Ht) related to the deposition by sheetfloods and one lithofacies of basaltic breccia of siliciclastic matrix (BBms), interpreted as peperites, occur interlayered with compounded pahoehoe flows of the Torres Fm. in both the sections. Near Gramado Xavier, sandstones with low angle lamination (Sl(e)), related to aeolian sand sheets, occur at the base of a vitrophyric flow of the Palmas Fm. On the location of Usina Velha, in Veranópolis, porphyritic latitic dykes (Lpm), latitic breccias of siliciclastic matrix (BLms), latitic breccias with jig-saw fit texture (BLjs) and bedded matrix supported latitic breccia (BLa) registers the interaction between latitic magmas, unconsolidated sediment and meteoric water. Lithofacies were grouped into two associations, one related to the deposition of sediments by a fluvio-aeolian system and the other one related to the emplacement of latitic dykes into a subaqueous setting. The volcanic paleotopography exerts control on the outcrop scale geometry of the siliciclastic bodies, which are commonly found to be infilling depressions and fractures related to the underlying volcanic flow morphology. The fluidization of siliciclastic grains due to the interaction of magma/lavas and unconsolidated wet sediment is a common observed process and gives rise to the formation of peperites and clastic dykes. The siliciclastic rocks diagenetic assemblage appears to be related to the composition of the associated volcanic rock, with zeolites as the principal diagenetic constituent in siliciclastic rocks associated to basic volcanics while calcite, opal and calcedony are found as cements in siliciclastic rocks associated with chemically more evolved volcanics. Studies of juvenile particle morphology conducted on scanning electron microscope supports the interpretation that the volcaniclastic rocks outcropping near Veranópolis were formed by magma-water interaction. This work indicates that differently from the hyperarid environment ascribed to the underlying Botucatu Fm. the paleoenvironment contemporaneous with the volcanism was markedly wetter, with evidence for the existence of sheetfloods and stagnated water bodies that interacted with volcanism leading to the formation of distinct lithofacies associations.