Interações vulcano-sedimentares : uma chave para compreender os paleoambientes do Jurássico Superior e Cretáceo Inferior na Bacia do Paraná, Sul do Brasil

Abstract

O intervalo entre o Jurássico Superior e o Cretáceo Inferior na Bacia do Paraná foi caracterizado pela acumulação do sistema eólico seco, a Formação Botucatu, inteiramente preservado pelos derrames vulcânicos, da Formação Serra Geral, contemporâneos à fragmentação do Gondwana. O intenso vulcanismo básico e, secundariamente, ácido recobriu o erg. A interface entre essas duas unidades registra um ambiente eólico atuante durante os estágios iniciais do vulcanismo caracterizada por feições e depósitos vulcano-sedimentares. As interações vulcano-sedimentares se originaram pela mistura de sedimentos consolidados ou inconsolidados, saturados ou não em água, com os derrames vulcânicos. As feições e depósitos de interação foram classificadas como concomitantes ao vulcanismo, formando feições e depósitos vulcanoclásticos, ou apenas feições de recobrimento com ausência de interações; e podem ser posteriores ou em intervalos de quiescência do vulcanismo e retorno da sedimentação, formando feições e depósitos epiclásticos. Através das diferentes particularidades dos processos de interação, entre as rochas vulcânicas e os sedimentos analisados nas feições e depósitos vulcano-sedimentares, o ambiente eólico da Formação Botucatu pôde ser, por analogia, comparado aos ambientes eólicos atuais. O paleoambiente proposto indica um ambiente sedimentar com diferentes domínios, categorizados por sua saturação em água. Os diferentes componentes siliciclásticos encontrados em cada domínio permitiram a formação das diferentes feições e depósitos vulcano-sedimentares encontrados. Por meio da petrografia quantitativa, amostras da matriz arenosa desses depósitos foram analisadas, a fim de discutir a paragênese das interações vulcano-sedimentares. Processos diagenéticos normais de soterramento foram discutidos para os arenitos epiclásticos e de diagênese de contato para os arenitos vulcanoclásticos. A principal distinção entre eles é a presença de indicativos texturais de fluidização encontrados nos arenitos vulcanoclásticos, ao longo da interface lava-sedimento. Tais características apontam que os sedimentos se encontravam inconsolidados e provavelmente úmidos ou saturados em água no momento da interação com o derrame vulcânico. Os arenitos epiclásticos possuem como principais constituinte diagenético as argilas infiltradas e esmectitas neoformadas, enquanto que os arenitos vulcanoclásticos são cimentados principalmente por calcedônia e zeólita. Devido ao volume intergranular ocupados pela calcedônia e zeólita, principalmente na interface lava-sedimento, suas gêneses por meio do soterramento é improvável, indicando condições precoces e de diagênese de contato. Além do mais, na região central do Rio Grande do Sul, limite sudeste atual da borda da Bacia do Paraná, há ocorrência de depósitos flúvio-eólicos da Formação Guará em contato com as rochas vulcânicas da Formação Serra Geral. Considerando, portanto, uma nova compreensão das relações temporais e espaciais entre os sistemas flúvio-eólicos (Formação Guará), eólicos (Formação Botucatu) e vulcânicos (Formação Serra Geral) que se instalaram nesse intervalo temporal. Mediante a análise de fácies e de elementos arquiteturais, a fim de reconstituir a evolução desse pacote vulcano-sedimentar, foi demonstrado que os sistemas sedimentares Guará e Botucatu permaneceram ativos durante o início do Serra Geral. Consequentemente, não houve hiato entre essas unidades, demonstrando uma contemporaneidade dos sistemas sedimentares com o vulcanismo em pelo menos uma de suas fases de desenvolvimento.

The period between the Upper Jurassic and Lower Cretaceous in Paraná Basin was characterized by a dry aeolian system accumulation, the Botucatu Formation, entirely preserved by the volcanic flows of Serra Geral Formation, contemporaneous with the Gondwana fragmentation. Intense basic and, secondarily, acidic volcanism covered the erg. The interface between these two units records an active aeolian environment during the initial stages of volcanism characterized by features and volcanic-sedimentary deposits. Volcano-sedimentary interaction originated from the mixing of consolidated or unconsolidated sediments, saturated or not in water, with volcanic flows. Interaction features and deposits were classified as concomitant to volcanism, forming volcanoclastic features and deposits, or just covering features with no interaction; and it can occur later or during the volcanism quiescence and sedimentation return, forming epiclastic features and deposits. Through the different particularities of the interaction processes analyzed in the features and in the volcanic-sedimentary deposits, the aeolian environment of the Botucatu Formation could be, by analogy, compared to the current aeolian environments. The proposed paleoenvironment indicates a sedimentary environment with different domains, categorized by their water saturation. The different siliciclastic components found in each domain allowed the formation of different features and volcano-sedimentary deposits. Through quantitative petrography, sandy matrix samples of these deposits were analyzed, in order to discuss the paragenesis of volcano-sedimentary interaction. Regular burial diagenetic processes were discussed for epiclastic sandstones and contact diagenesis processes for volcanoclastic sandstones. The main distinction between them is the presence of fluidization in texture found in the volcano-clastic sandstones, along lava-sediment interface. Such characteristics indicate that the sediments were unconsolidated and probably wet or saturated in water during the interaction with the volcanic flow. Epiclastic sandstones hold infiltrated clays and neoformed smectites as their main diagenetic constituent, while volcanoclastic sandstones are cemented mainly by chalcedony and zeolite. Due to the intergranular volume occupied by chalcedony and zeolite, mainly at the lava-sediment interface, their genesis through burial is unlikely, indicating early conditions and contact diagenesis. Furthermore, in the central region of Rio Grande do Sul, the current southeast limit of Paraná Basin’s border, there are occurrences of fluvio-aeolian deposits from the Guará Formation in contact with volcanic rocks of Serra Geral Formation. Considering, therefore, a new understanding of the temporal and spatial relationships between the fluvio-aeolian (Guará Formation), aeolian (Botucatu Formation) and volcanic (Serra Geral Formation) systems that were installed at that period. Through the analysis of facies and architectural elements, in order to reconstitute the evolution of this volcanic-sedimentary successions, it was demonstrated that the Guará and Botucatu sedimentary systems remained active during the beginning of Serra Geral. Consequently, there was no gap between these units, demonstrating that the sedimentary systems are contemporaneous with volcanism, in at least one of its development phases.