Depósitos piroclásticos de queda (PFDs) como ferramenta estratigráfica. Proveniência, Geocronologia e reconstrução das sequências deposicionais da Formação Irati

Abstract

A presente tese estudou registros de depósitos piroclásticos de queda (PFDs) em pacotes sedimentares. Os tipos principais estudados foram uma amostra de tephra in situ (cinza vulcânica) e duas amostras de tufos (bentonita e tonstein). Essasamostras foram caracterizadas em diferentes técnicas analíticas (descrição faciológica, petrografia descritiva, MEV, DRX, IR e FRX). A integração das diferentes respostas analíticas possibilitou análises descritivas integradas dos dados, descrevendo uma possível gênese para a estrutura cristaloquímica para cada PFD.As estruturas cristaloquímicas foram comparadas entre si para estimar os processos das alterações pós-deposicionais, com o PFD de cinza vulcânica, representando o produto inicial das fácies e os PFDs tufos (bentonita e tonstein), sinalizando a alteração pós-deposicional final entre as trocas com o ambiente sedimentado. Em um segundo estudo relacionando à análise estratigráfica da Formação Irati, foram identificados, coletados e analisados pelo método U/Pb por LA-ICP-MS em zircões três níveis de PFDs ao longo do furo de sondagem HV-44-RS, localizado na porção Sul da Bacia do Paraná. As análises obtiveram idades numéricas de 284.1± 3.5 (2; MSWD = 1.14, n=4), 280.8 ± 1,4 Ma (2; MSWD = 0.85, n=13) e 274.2 ± 2.8 (2; MSWD=0.87, n=4). As idades numéricas foram posicionadas no perfil estratigráfico, possibilitando estimar o período cronoestratigráfico, que depositou a Formação Irati. Combinando-a com ciclos estratigráficos, obteve-se diferentes taxas de deposição dos pacotes, estimativas durações de cada ciclo e idade de deposição de um horizonte fossilífero. Os resultados permitiram calibrar a seção para uma subsequente reconstrução paleoambiental, em que o ecossistema lacustre do MarIrati-Whitehill se desenvolveu num clima que variou entre condições interglaciais e de aridificação

The present thesis studied records of pyroclastic fall deposits (PFDs) in sedimentary packages. The main types studied were a sample of tephra in situ (volcanic ash) and two samples of tufts (bentonite and tonstein). These samples were characterized by different analytical techniques (faciologic description, descriptive petrography, SEM, XRD, IR and XRF). The integration of the different analytical responses enabled integrated descriptive analyses of the data, describing a possible genesis for crystallochemical structure for each PFD. The crystallochemical structures were compared with each other to estimate the post-depositional alteration processes, with the volcanic ash PFD representing the initial facies product and the tuff PFDs (bentoinite and tonstein) signaling the final post-depositional alteration between exchanges with the sedimentary environment. In a second study relating the stratigraphic analysis of the Irati Formation, three levels of PFDs were identified, collected and analyzed by U/Pb method by LA-ICP-MS in zircons along drill core HV-44-RS, located in the southern portion of the Paraná Basin. The analyzes obtained numerical ages of 284.1 ± 3.5 (2s; MSWD = 1.14, n = 4), 280.8 ± 1.4 Ma (2s; MSWD = 0.85, n = 13) and 274.2 ± 2.8 (2s; MSWD = 0.87, n = 4). The numerical ages were positioned on the stratigraphic profile, making it possible to estimate the chronostratigraphic period that deposited the Irati Formation. Combining it with stratigraphic cycles, we obtained different rates of deposition of the packages, estimated durations of each cycle and age of deposition of a fossiliferous horizon. The results allowed to calibrate the section for subsequent paleoenvironmental reconstruction, where the lake ecosystem of the Irati-Whitehill Sea developed in a climate ranging from interglacial to aridification conditions.