Evidências paleoclimáticas no membro Rio do Sul e formação Rio Bonito (bacia do Paraná) com base em gamaespectrometria e argilominerais, Santa Catarina

Abstract

Resumo: A sequência sedimentar permo-cabonífera da Bacia do Paraná e marcada por mudanças ambientais relacionadas a flutuações paleoclimáticas ocorridas durante a deriva do Supercontinente Gondwana do polo sul para região equatorial. Sucessões flúvio-deltaicas glacio-influenciadas do Membro Rio do Sul (Grupo Itararé) e flúvio-deltaicas da Formação Rio Bonito (Grupo Guata), desenvolvidas durante este período, afloram na região de Rancho Queimado (SC) e incluem, especialmente, folhelhos e arenitos. Este trabalho apresenta evidencias de variações paleoclimáticas nos estratos superiores da Formação Taciba (Membro Rio do Sul) e estratos superiores da Formação Rio Bonito, integrando assinatura gamaespectrométrica e analise de argilominerais. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X (DRX) revelam, principalmente, a presença de illita detritica, que representa cerca de 50 a 60 % da assembleia de argilominerais nas amostras. A vermiculita, quartzo, clorita, dentre outros minerais ocorrem de forma esporádica. O habito placoide da ilita atesta sua origem detrítica. A perfilagem gamaespectrométrica em quatro afloramentos, totalizando uma secao de 28 m, evidenciam concentrações variáveis de K (%), eU (ppm), eTh (ppm) e contagem total (CT, em ppm de eU). As baixas razoes eTh/K e eTh/eU, o domínio de illita detritica nos estratos do Membro Rio do Sul, indicam o domínio de clima frio e seco durante a deposição. O contraste entre o aumento significativo das razoes eTh/K e eTh/U, e a significativa diminuição na quantidade de illitas para o topo da Formação Rio Bonito, indica a evolução para condições climáticas, progressivamente, quentes e úmidas. A ciclicidade nestas razoes sugere variações sazonais na temperatura, favorecendo a lixiviação de K e U. Os baixos valores de CIA (Índice de Alteração Intemperica) nestes extratos indicam pouca influencia do intemperismo químico na area-fonte, e que os processos deposicionais pouco influenciaram na distribuição dos espécimes de argilominerais nas sucessões litoestratigraficas investigadas.

Abstract: The Late Permian sedimentary sequence of the Paraná Basin records environmental changes related to paleoclimatic fluctuations during the drift of the Gondwana Supercontinent from the South Pole to the equatorial region of the earth. The Taciba Formation, also known as the Rio do Sul Formation, and the Rio Bonito Formation were deposited during this period and crop out in the Rancho Queimado region, Santa Catarina State, Brazil. The paleoclimatic variations in the transition from the upper strata of the Taciba Formation to the lower strata of the Rio Bonito Formation have been assessed by clay mineral analysis and gamma-spectrometric patterns of outcrops. Both scanning electron microscopy and X-ray diffraction data indicate that detrital illite content makes up approximately 50 to 60 % of the clay mineral assemblage. Vermiculite, quartz, and chlorite, among other minerals, are sporadic in occurrence. The chemical index alteration from these successions indicates minimal influence of chemical weathering in the source area. The gamma-spectrometric data in 28 m of continuous section show a variable concentration of K, eU, eTh and total count (TC). The low eTh/K and eTh/eU ratios and the detrital illite in the strata of the Rio Bonito Formation indicate a change from a cold to dry climate during deposition. The contrast between the increase in eTh/K and eTh/eU ratios and the decrease in the illite content toward the top of the Rio Bonito Formation suggests progressively warmer and humid climatic conditions. The cycling in the eTh/K and eTh/eU ratios clearly indicate seasonal variations in temperature and leaching of K and eU.