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  • UNIVERSIDADE DE BRASLIA INSTITUTO DE GEOCINCIAS

    FATORES CONDICIONANTES

    NA GNESE DOS ARGILOMINERAIS DOS

    FOLHELHOS NEGROS E PELITOS ASSOCIADOS

    DA FORMAO IRATI NO NORTE

    DA BACIA DO PARAN

    CAMILA WENSE DIAS DOS ANJOS

    Tese de Doutorado - 087

    BRASLIA - DF

    2008

  • UNIVERSIDADE DE BRASLIA INSTITUTO DE GEOCINCIAS

    FATORES CONDICIONANTES

    NA GNESE DOS ARGILOMINERAIS DOS

    FOLHELHOS NEGROS E PELITOS ASSOCIADOS

    DA FORMAO IRATI NO NORTE

    DA BACIA DO PARAN

    CAMILA WENSE DIAS DOS ANJOS

    Tese de Doutorado - 087

    ORIENTADORA : Dra. Edi Mendes Guimares (Universidade de Braslia)

    CO-ORIENTADOR : Dr. Alain Meunier (Universit de Poitiers)

    EXAMINADORES : Dr. Abderrazak El Albani (Universit de Poitiers)

    Dr. Carlos Jos de Alvarenga (Universidade de Braslia)

    Dr. Roberto Ventura Santos (Universidade de Braslia)

    BRASLIA DF

    2008

  • Resumo

    A Formao Irati (Permiano) apresenta uma ampla distribuio na Bacia do

    Paran, estendendo-se desde os estados de Gois e Mato Grosso, ao norte, at o Rio

    Grande do Sul. Esta unidade encontra-se frequentemente intrudida por sills de diabsio,

    cujo calor altera a mineralogia inicial das rochas sedimentares. A geometria heterognea

    da bacia na poca de deposio propiciou o desenvolvimento de diferentes fcies

    sedimentares nessa unidade, favorecendo a deposio de rochas terrgenas ao sul da

    bacia e carbonticas e evaporticas ao norte. No norte da bacia, rea de estudo desta

    tese, seis fcies sedimentares foram reconhecidas na Formao Irati: Fcies Carbontica

    Dolomtica, Fcies Peltica Inferior, Fcies Carbontica Ooltica, Fcies Peltica

    Superior, Fcies Estromatoltica e Fcies Carbontica Rosada. As quatro primeiras

    fcies ocorrem em toda borda norte da bacia, e as duas ltimas aparecem somente na

    regio de Alto Garas. A composio mineralgica dos pelitos dessa regio, assim como

    as feies sedimentares, distinguem-se de seus equivalentes nas demais regies da

    bacia. Os folhelhos negros e os nveis de argilito verde intercalados so anomalamente

    formados por Mg- e Fe-esmectitas, saponita e nontronita respectivamente, e destacam-

    se ainda pela baixa concentrao de Al e lcalis. A saponita ocorre tanto nos folhelhos

    sem influncia trmica de sills quanto nos folhelhos prximos a esses corpos gneos,

    onde est associada aos minerais metamrficos: talco, serpentina, piroxnio e

    plagioclsio. Os cristais metamrficos so diferenciados dos componentes sedimentares

    a partir de suas feies texturais e quantidades relativas. Os folhelhos negros sem

    influncia trmica de sills so formados predominantemente por saponita e quartzo, com

    contribuies de talco, nontronita e serpentina, e os argilitos verdes so formados por

    nontronita, lizardita e quartzo, com contribuies de saponita e talco. A formao dos

    argilominerais citados acima est relacionada com a alterao de minerais detrticos

    mficos (piroxnio, anfiblio, olivina), que podem ser provenientes ou de uma rea

    proximal, nas vizinhanas da bacia, ou de fontes vulcnicas distais, cujos detritos foram

    depositados a partir da queda de cinzas na bacia. A atual configurao da rea fonte ao

    norte da bacia no coerente com a composio dos argilominerais (saponita, talco,

    lizardita, nontronite), e nem com os demais minerais detrticos (Cr-espinlio, anfiblio,

    piroxnio, cromita entre outros), que indicam uma fonte predomiantemente

    mfica/ultramfica. Um nvel de argilito verde intercalado nos folhelhos negros,

    formado principalmente por nontronita e quartzo, apresenta quantidades anmalas de

    - I -

  • zirco, monazita, apatita e cromita, alm de altos teores de ETR e acentuada anomalia

    em Ce. Essas caractersticas indicam a contribuio de cinzas vulcnicas na formao

    desse argilito, que segundo sua composio geoqumica, possui afinidade com rochas

    vulcnicas andesticas. Atividades vulcnicas permianas com uma composio

    intermediria a bsica so reconhecidas no Grupo Mitu, na poro central dos Andes.

    -II -

  • Rsum

    La Formation Irati (Permien) prsente une vaste distribution dans le Bassin du

    Paran, depuis les tats de Gois et de Mato Grosso, au nord, jusqu' le Rio Grande do

    Sul, au sud du Brsil. Cette unit frquemment se trouve traverse par sills de diabase,

    dont la chaleur change la minralogie initiale des roches sdimentaires. La gomtrie

    htrogne du bassin l'poque de dpt a rendu propice le dveloppement de

    diffrentes facis sdimentaires dans cette unit, favorisant le dpt de roches terrignes

    au sud du bassin et carbonates et vaporitiques au nord. Au nord du bassin, o se

    trouve le secteur d'tude de cette thse, six facis sdimentaires ont t reconnues pour

    la Formation Irati: Facis Carbonat Dolomitique, Facis Plitique Infrieur, Facis

    Carbonat Oolitique, Facis Plitique Suprieur, Facis Stromatolitique et Facis

    Carbonat Ros. Les quatre premiers facis sont reconnus dans tout le bord nord du

    bassin, et les deux derniers arrivent seulement dans la rgion de Alto Garas - MT. La

    composition minralogique des plites de cette rgion, ainsi que les caractristiques

    sdimentaires, se distinguent de leurs quivalents dans les autres rgions du bassin. Les

    black shales et les niveaux d'argillite verte intercals sont composs anormalement de

    smectites-Mg et -Fe, saponite et nontronite respectivement. Elles se distinguent en outre

    par la basse concentration d'Al et des lcalis. Pour la caractrisation de la paragense

    sdimentaire de ces pelites, il faut premirement identifier l'influence de la chaleur des

    sills sous ces roches. La saponite est encore prsente dans le contact avec les corps

    igns. Proche des sills, la formation de saponite saccompagne de talc, serpentine,

    pyroxne et plagioclase. Les cristaux mtamorphiques ont t diffrencis des

    composantes sdimentaires partir des caractristiques texturales et quantits relatives.

    Les black shales sans influence thermique de sills sont forms majoritairement par de la

    saponite et du quartz, avec des petites quantits de talc, nontronite et serpentine. Les

    argillites vertes sont formes par de la nontronite, lizardite et quartz, avec des

    contributions de saponite et de talc. La formation des minraux argileux mentionns ci-

    dessus est rapporte laltration des minraux dtritiques mafiques (pyroxne,

    amphibole, olivine), qui peuvent provenir ou d'un secteur proximal, dans les voisinages

    du bassin, ou de sources volcaniques distantes dont les dbris ont t dposs partir de

    la chute de cendres dans le bassin. L'actuelle configuration du secteur source au nord du

    bassin n'est pas cohrente avec la composition des minraux argileux des pelites

    (saponite, talc, lizardite, nontronite), ni avec les autres minraux dtritiques associs

    - III -

  • (spinelle, amphibole, pyroxne, chromite entre autres). Ces derniers indiquent une

    source compose principalement par des roches mafiques/ultramafiques. Un niveau

    d'argilitte verte intercale dans les black shales est form principalement par de la

    nontronite et du quartz. Elle prsente des quantits anormales de zircon, monazite,

    apatite et chromite, et de hautes teneurs en ETR. Lanomalie en Crium et accentue.

    Ces caractristiques indiquent la contribution de cendres volcaniques dans la formation

    de cette argilitte, qui selon sa composition gochimique possde une affinit avec des

    roches andsitiques. Des activits volcaniques permiennes avec une composition

    intermdiaire basique sont reconnues dans le Groupe Mitu, dans la portion centrale de

    Andes.

    -IV -

  • Abstract The Permian Irati Formation has an extensive distribution in the Paran basin,

    and is frequently intruded by diabase sills. The heterogeneous geometry of the basin in

    the depositional time propitiated the development of different sedimentary facies in this

    unit and favored the deposition of terrigenous rocks in the south portion of the basin and

    carbonate and evaporitic rocks in the north portion. In the north area, six sedimentary

    facies were distinguished in the Irati Formation: Dolomitic Carbonate Facies, Lower

    Pelitic Facies, Oolitic Carbonate Facies, Upper Pelitic Facies, Stromatolitic Facies and

    Pink Carbonate Facies. The first four facies are recognized in all the north area of the

    basin, but the last two ones occur only next to Alto Garas city. The pelites of these

    facies have a distinct mineral composition when compared with other areas of the basin.

    The black shales and green claystones interbedded have low amounts of Al and alkalis

    and they are anomalously formed of saponite and nontronite respectively. Saponite

    occurs in rocks without sill thermal influence and also in the contact with intrusive

    rocks. Thus, it is necessary to identify the non-metamorphic assemblages from the

    metamorphic ones in order to research the geochemical signature of the sediment

    sources. Next to the sills, the crystals of saponite, talc, lizardite, pyroxene and

    plagioclase were formed. These metamorphic minerals can be distinguished from the

    sedimentary ones by their relative quantities and texture. The black shales without sill

    thermal influence are formed predominantly by saponite and quartz, with less amounts

    of talc, lizardite and nontronite. The interbedded green claystones are composed of

    nontronite, lizardite and quartz, and in lesse