Estratigrafia de alta resolução de sistemas eólicos durante períodos de icehouse, Formação Piauí, Bacia do Parnaíba

Abstract

Os campos de dunas são sistemas deposicionais complexos cuja construção, acumulação e preservação resultam da combinação entre fatores autogênicos oriundos da dinâmica de processos eólicos e da interação com os sistemas deposicionais adjacentes, e fatores alogênicos como o clima. Períodos glaciais ou icehouse são comumente considerados ideais para o desenvolvimento dos campos de dunas. Através da análise estratigráfica de alta resolução da sucessão superior da Formação Piauí, esta tese buscou entender a influência da glaciação do Pensilvaniano na sedimentação eólica. A sucessão superior da Formação Piauí é caracterizada por três intervalos estratigráficos: (i) O primeiro intervalo estratigráfico (IS-1) é dominantemente constituído por depósitos fluviais recobertos por estratos eólicos no topo; (i) O IS-2 é composto por depósitos lacustres silicificados, em contato abrupto com os depósitos sotopostos e sobrepostos; e por fim (iii) o IS-3 é essencialmente caracterizado por estratos eólicos nos quais a identificação de supersuperfícies permitiu identificar três ciclos sedimentares relacionados às fases de expansão e contração do campo de duna. A mudança de depósitos fluviais na base para essencialmente eólicos no topo indica uma progressiva aridificação na Bacia do Parnaíba durante o Pensilvaniano. No entanto, o registro sedimentar das bacias posicionadas em paleolatitudes mais elevadas indica que o Pensilvaniano foi um período caracterizado por uma das glaciações mais significativas do Carbonífero. Com base na revisão dos modelos de circulação atmosféricos durante o Pensilvaniano, o presente estudo comprovou a simultaneidade entre a presença de cobertura de gelo nas altas latitudes e a intensificação da aridez nas médias latitudes. Além do mais, foi possível demonstrar que as mudanças climáticas associadas à alternância entre períodos glaciais e interglaciais controlaram a dinâmica do campo de duna, ocasionando as fases de expansão e contração.

Dune fields are complex depositional systems in which the construction, accumulation and preservation result from a combination of autogenic factors, which arise from the dynamics of aeolian processes and its interaction with adjacent depositional systems, and allogeneic factors such as the climate. Icehouse periods are usually considered ideal for the development of dune fields. Through high- resolution stratigraphic analysis of the upper succession of the Piauí Formation, this thesis aimed to understand the influence of Pennsylvania glaciation on aeolian sedimentation. The upper Piauí Formation is characterized by three stratigraphic intervals: (i) the first stratigraphic interval (SI-1) is predominantly constituted by fluvial deposits overlain by eolian strata at the top; (i) the SI-2 is composed of silicified lacustrine deposits, in sharp contact with underlying and overlapping deposits; and finally (iii) the SI-3 is essentially characterized by eolian strata. Within this later stratigraphic unit, the identification of supersurfaces allowed for the interpretation of three sedimentary cycles related to phases of expansion and contraction in the dune field. The shift from fluvial deposits at the base to essentially eolian strata at the top indicates a progressive aridification in the Parnaíba Basin during the Pennsylvanian period. Although, the sedimentary record of basins located in higher paleolatitudes indicates that the Pennsylvanian was a period characterized by one of the main glaciations of the Carboniferous. Detailed analysis of atmospheric circulation during the Pennsylvanian suggests simultaneity between the presence of ice cover in high latitudes and the intensification of aridification in mid-latitudes. Furthermore, we demonstrate that climate change associated with the alternation between glacial and interglacial periods controlled the dynamics of the dune field, triggering expansion and contraction fases.