Estudo comparativo entre tufas da serra da Bodoquena, centro-oeste do Brasil, e travertinos da bacia de Denizli, sudoeste da Turquia

Abstract

Resumo: Este trabalho tem como objetivo caracterizar as rochas carbonáticas de ambientes modernos de tufa e travertino, buscando compreender os processos de formação desses litotipos, além de identificar diferenças diagnósticas quanto ao conteúdo de microrganismos, microtexturas e suas assinaturas geoquímicas. A área de estudo das tufas foi o Rio Mimoso, Bonito, Brasil, enquanto que para os travertinos, a área de estudo foi a pedreira Faber, Denizli, Turquia. Foram descritas seções delgadas de tufas e travertinos para análises petrográficas; Microscopia Eletrônica de Varredura para a investigação de microtexturas e microrganismos; nos estudos geoquímicos, foram utilizadas as técnicas de Difratometria de Raios-X, Fluorescência de Raios-X e Isótopos Estáveis de Carbono e Oxigênio. Foram caracterizadas seis fácies de tufas e seis de travertinos. A principal diferença entre os litotipos de tufa e travertino está relacionada à presença de micrita na matriz. As fácies de travertino possui micrita primária e secundária, preenchendo os poros por micritização, garantindo menos porosidade para o travertino em comparação com a tufa. Além disso, dois tipos de micritas foram reconhecidos para fácies travertino: micrita maciça e peloidal. Em todas as fácies de tufas, foram identificadas organominerais como um produto da mineralização biologicamente influenciada. No entanto, para o travertino, apenas a fácies caliche e travertino junco apresentaram estruturas biogênicas associadas à organomineralização. Essas micro e nanoestruturas variam em tamanho e forma de acordo com o conteúdo de EPS presente na fácies. Em condições de baixo EPS, apenas esferoides nanométricos e tríades fibrosas foram formadas; notou-se que quanto mais EPS, mais desenvolvidos os produtos de organomineralização, como calcitas romboédricas lisas. Portanto, sugere-se que a produção de EPS é muito mais eficaz em sistemas de tufas do que em travertinos. Quanto ao fluido formador de tufas, os valores isotópicos de delta18O corresponde a uma origem exclusivamente meteórica. Os valores isotópicos de delta13C sugerem controle da fotossíntese neste sistema, dada a predominância de bactérias, algas e briófitas, além da influência de plantas C3. Os valores de delta18O dos travertinos sugerem uma mistura do fluido como água meteórica aquecida por meio de fraturas e falhas, gerando um fluido termometeogênico. Os valores de delta13C dos travertinos foram atribuídos quase que exclusivamente à fácies caliche, sugerindo uma maior influência da matéria orgânica, ou ainda, a ação da fotossíntese relacionada ao processo pedogenético. Por fim, os dados de DRX e FRX mostraram uma composição pura e restrita em ambos os sistemas, onde apenas calcita e quartzo foram identificados, sendo CaO e SiO2 os principais óxidos. Os sistemas de tufas e travertinos representam importantes produtores de sedimentos carbonáticos no contexto de depósitos continentais.

Abstract: This work aims to characterize the carbonate rocks of modern environments of tufa and travertine, seeking to understand the formation processes of these lithotypes, in addition to identifying diagnostic differences regarding the content of microorganisms, microfabrics, and its geochemical signatures. The study area of the tufas was the Mimoso River, Bonito, Brazil. The travertine study area was the Faber quarry, Denizli, Turkey. Thin sections of tufa and travertine were described; the investigation of microfabrics and associated microorganisms was carried out by Scanning Electron Microscopy analysis; in the geochemical studies were used XRay Diffractometry, X-Ray Fluorescence and Carbon and Oxygen Stable Isotopes. Tufa and travertine were both characterized each with six facies. The main difference between tufa and travertine lithotypes is related to the presence of micrite in the rock matrix. Travertine facies have both primary and secondary micrite, this one filling pores by micritization, ensuring less porosity for travertine compared to tufa. In addition, two types of micrites have been recognized for travertine facies: massive micrite and granular peloidal. In all tufa facies, organomineral features were identified as a product of biologically influenced mineralization, such as smooth rhombohedral microcrystals and fibrous triads. However, for travertine, only caliche and reed travertine showed biogenic structures associated with organomineralization. These micro and nanostructures vary in size and shape according to the EPS content present in the facies. In conditions of low EPS, only nanometric spheroids and fibrous triads were formed; the more EPS, the more developed the products of organomineralization, such as smooth rhombohedral calcites. Therefore, it is suggested that EPS production is much more effective in tufa systems than in travertine. Concerning the tufa forming-fluid, the isotopic values of delta18O it was found to be of exclusively meteoric origin. The isotopic values of delta13C suggest control of photosynthesis in this system, given the predominance of cyanobacteria, algae and bryophytes, in addition to the influence of C3 plants. Travertine delta18O values suggest that the fluid was meteoric water heated through fracture and fault infiltration, generating a thermo-meteogenic fluid. The delta13C the negative values of travertines are attributed almost exclusively to Caliche facies, suggesting a greater influence of organic matter in this system, or even, the action of photosynthesis related to the pedogenic process. Finally, XRF and XRF data showed a pure and restrict composition in both systems, which only calcite and quartz were identified, and the main oxides presented were CaO and SiO2. Tufa and travertine systems represent important producers of carbonate sediments in the context of continental deposits.