Litofácies, geoquímica inorgânica e quimioestratigrafia das rochas carbonáticas do membro assistência da formação Irati-Permiano da Bacia do Paraná

Abstract

Resumo: A Formação Irati, Permiano da Bacia do Paraná, é subdividida em dois membros: Taquaral (inferior) e Assistência (Superior). Segundo a literatura, o Membro Taquaral é caracterizado por folhelhos depositados em ambiente marinho de águas calmas, abaixo do nível de ação das ondas. Enquanto que o Membro Assistência é definido por intercalações rítmicas de folhelhos pretos betuminosos e calcários, depositados em ambiente marinho de águas rasas. O presente trabalho consiste na caracterização mineralógica, química e isotópica, bem como correlação quimioestratigráfica das rochas carbonáticas do Membro Assistência. O trabalho baseou-se em dois perfis, um localizado na Pedreira Vitti (Saltinho-SP), e o outro no testemunho de furo de sondagem da CPRM (FP-01-PR) localizado no município de Ibaiti (PR). A caracterização mineralógica, realizada por análises petrográficas e por Difratometria de Raios X (DRX), possibilitou classificar as rochas carbonáticas como dolomíticas e margosas, identificar o grupo de argilominerais encontrados, além de individualizar cinco litofácies: mudstone laminado, mudstone maciço, mudstone a wackestone bioclástico peloidal, brecha intraformacional e mudstone laminado brechado. Os argilominerais predominantes nas rochas carbonáticas estudadas são aqueles do grupo da esmectita. Estes ocorrem nos mudstones da seção rítmica da Pedreira Vitti, naqueles da seção rítmica inferior e também na litofácies mudstone laminado brechado do testemunho. Nesta última litofácies predominam interestratificados clorita/esmectita. A ocorrência e predominância de argilominerais do grupo da esmectita foram interpretadas como consequência das condições paleoambientais e químicas reinantes durante a deposição das rochas do Membro Assistência. Enquanto que os interestratificados foram interpretados como argilas autigênicas resultantes do aumento da diagênese. Através das análises químicas inorgânicas, realizadas por Fluorescência de Raios X (FRX) foram individualizadas quatro unidades químicas (A, B, C e D) no perfil da Pedreira Vitti, e quatro unidades químicas no testemunho estudado (1, 2, 3 e 4), sendo apenas duas das unidades do testemunho representativas do Membro Assistência, as unidades químicas 2 e 3. Os dados obtidos mostraram correlação entre as unidades químicas da Pedreira Vitti com a unidade química 3 do testemunho, sendo então esta última redenominada 3A e 3BC. As assinaturas dos isótopos estáveis de ?13CPDB e ?18OPDB do Membro Assistência se diferenciam das consideradas típicas do Permiano e Neopermiano, evidenciando ou uma composição diferenciada do mar Irati ou superposição de eventos diagéneticos que provocaram alterações na assinatura isotópica. A assinatura dos ?18OPDB foi interpretada como resultante de diagênese por soterramento. Não se descarta a ideia da presença de assinaturas primárias nas rochas do banco dolomítico. As assinaturas isotópicas do ?13C se tornam mais complexas a partir da seção rítmica, podendo ser resultante da atuação e interação de processos inorgânicos (precipitação de carbono leve a partir de água meteórica) e orgânicos (metanogênese). A correlação dos dados obtidos neste trabalho com os disponíveis na literatura mostrou similaridades faciológicas e correspondência em interpretações deposicionais, além da relação entre as unidades químicas individualizadas com as unidades determinadas por Araújo (2001) e Hachiro et. al., (1993).

Abstract: The Irati Formation, Permian of the Paraná Basin is subdivided into two members: Taquaral (lower) and Assistência (upper). The Taquaral Member is characterized by marine shales deposited in calm waters, below the level of wave action. The Assistência Member is defined by rhythmic intercalations of black shales bituminous and limestones deposited in shallow marine environment. This research consists in the mineralogical, chemical and isotopic characterization and chemostratigraphic correlation of the carbonate rocks of the Assistência Member, based on two profiles. One located in the Vitti Quarry (Saltinho-SP), and the other in the borehole FP-01-PR of the CPRM Company (FP-01-PR) in Ibaiti (PR). The mineralogical characterization was performed by petrographic and X-ray diffraction (XRD), allowing the classification of carbonate rocks as dolomite and marls, identification the group of clay minerals in addition to individualize five lithofacies: laminated mudstone, massive mudstone, bioclastic peloidal mudstone to wackestone, Carbonate flat pebble breccia and laminated mudstone breccia. The predominant clay minerals in the studied carbonate rocks are those of the smectite group. The clay minerals occur in mudstones of the rhythmic section of the Vitti Quarry, and in the rhythmic section of the lower and also laminated mudstone breccia lithofacies of the borehole. In the mudstone breccia lithofacies, predominate interstratified chlorite / smectite. The predominance of clay minerals of smectite group has been interpreted as a consequence of chemical and paleoenvironmental conditions prevailing during deposition of the rocks of the Assistência Member. The interstratified clays were interpreted as resulting from increased diagenesis. Based on inorganic chemical analysis carried out by X-Ray Fluorescence (XRF) it is possible to individualize four chemical units (A, B, C and D) in the Vitti Quarry profile and four chemical units in the borehole (1, 2, 3 and 4), with only two units representing the Assistência Member, the chemical units 2 and 3. The data showed a correlation between the chemical units of the Vitti Quarry and the chemical unit 3 of the borehole, then the latter being renamed to 3A and 3BC. The signatures of stable isotopes of ?13CPDB and ?18OPDB of the Assistência Member differ from those considered typical in the Permian and Late Permian, showing a different composition of either sea Irati or superposition of diagenetic events that caused changes in the isotopic signature. The ?18OPDB was interpreted as resulting from diagenesis by burial. There is evidence of primary signatures in carbonate rocks of the bank. The isotopic signatures of the ?13C become more complex from the rhythm section, and it may be due to the action and interaction of inorganic processes (precipitation of light carbon from meteoric water) and organic (methanogenesis). The correlation of data obtained in this research and in those available in literature showed faciological similarities and correspondence in depositional interpretations as well as the relation between the individual chemical units and the units determined by Araújo (2001) and Hachiro et. al., (1993).