Caracterização geoquímica e geomicrobiológica de microbialito da Lagoa Salgada, Estado do Rio de Janeiro

Abstract

Resumo: O objetivo deste trabalho foi caracterizar as diferentes assinaturas geoquimicas dos estratos de estromatolitos da Lagoa Salgada, estado do Rio de Janeiro, e correlaciona-las com as distintas tramas encontradas, buscando contribuir para o refinamento do conhecimento acerca da evolucao paleoambiental da lagoa. Realizou-se a descricao macroscopica da amostra e analises de Espectrometria de Massa por Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-MS), Difratometria de Raios X (DRX) e Isotopos Estaveis de C & O. O estromatolito foi dividido em cinco facies, da base para o topo: esteira microbiana, trombolito, estromatolito vugular, estromatolito digitado e estromatolito trombolitico. Na facies trombolito ocorrem carapacas de microgastropodes da especie Heleobia australis. Os diferentes tamanhos das valvas indicam que nao foram transportados e trapeados pelo estromatolito, mas viveram na estrutura estromatolitica durante o desenvolvimento desta. A composicao mineralogica e quimica do estromatolito nao e homogenea, mas varia ao longo da amostra. E evidente uma variacao composicional de elementos tracos no estromatolito, bem como para os teores de terras raras. Em relacao aos isotopos, os valores de [Delta] 13C variam da base para o topo de 2 a 12,78 ‰. Enquanto que os valores de [Delta] 18O variam de 0,92 ate -1,65 ‰. A variacao na composicao quimica e na trama ao longo das facies implica em possiveis variacoes ambientais e das comunidades microbianas responsaveis pela formacao deste estromatolito. A presenca de dolomita na base de estromatolito indica processos biologicos mais ativos nessas fases de crescimento, ao passo que a notavel presenca de Mg-calcita nos estratos mais acima indica que processos abioticos devem ser considerados. A calcita com alto teor de Mg no topo da amostra sugere que a dolomita encontrada na base seja, provavelmente, resultado do processo diagenetico precoce, responsavel por disponibilizar ions de magnesio para a geracao dessas. Teores elevados de elementos tracos, tais como Rb, Sr, Zr, Ba e elementos terras raras foram encontrados ao longo da amostra, estando provavelmente relacionados a presenca dos microrganismos formadores do estromatolito, os quais contribuem para a captacao de ions e concentracao de elementos menores em sedimentos e rochas carbonaticas. O enriquecimento de [Delta] 13C, pode ser resultado de processos de precipitacao mineral influenciados pela metanogenese microbiana, ao longo da formacao dessa bioestrutura. Os sinais isotopicos de [Delta] 18O na base do estromatolito, apontam para uma influencia marinha nesse sistema, todavia a presenca de microgastropodes pastadores no estrato dois indica um ambiente com influencia fluvial. Sugere-se, entao, uma fase de deposicao em um contexto transicional ja na base do estromatolito, durante a formacao da facies trombolito, seguindo ate a facies estromatolito vugular a partir da qual, houve a instalacao de um ambiente lacustre restrito ate o os dias atuais.

Abstract: The main goal of this research was to characterize the different geochemical signatures of the stromatolite from Lagoa Salgada, Rio de Janeiro State, and to correlate them with the different fabrics, contributing to the refinement of the knowledge about the paleoenvironmental evolution of the lagoon. The methodology followed in this work, were macroscopic description of the sample and analyses of Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS), X-ray Diffractometry (XRD) and Stable C & O Isotopes. The stromatolite has divided into five facies, from the base to top: microbial mat, thrombolite, vugular stromatolite, typed stromatolite and thrombolytic stromatolite. In the facies thrombolite occurs carapaces of micro gastropods of the species Heleobia australis. The different sizes of the leaflets indicate that they have not transported and trapped by the stromatolite, but have lived in the stromatolitic structure during the stromatolite development. Chemical and mineralogical studies showed that the composition of the stromatolite is not homogeneous, but varies throughout the sample. It is evident a compositional variation of trace elements in the stromatolite, as well as for the contents of ETRs. Values of [Delta] 13C vary from base to top from 2.0 to 12.78 ‰. While the [Delta] 18O values range from 0.92 to -1.65 ‰. The variation in the chemical composition and the fabric along the facies implies possible environmental variations and the microbial communities responsible for the formation of this stromatolite. The presence of dolomite in the stromatolite base implies more active biological processes in these growth stages, while the remarkable presence of Mg-calcite in the above strata indicates that abiotic processes must be considered. Calcite with high Mg content at the top of the sample suggests that the dolomite found in the base is probably the result of the early diagenetic process, responsible for making available magnesium ions for the generation of these. High trace element contents such as Rb, Sr, Zr, Ba and rare earth elements have found throughout the sample, probably related to the presence of stromatolite-forming microorganisms, which contribute to ion uptake and concentration of minor elements in sediments and carbonate rocks. The enrichment of [Delta] 13C may be the result of mineral precipitation processes influenced by microbial methanogenesis, during the formation of this biostructure. The isotopic signals of [Delta] 18O at the stromatolite base. However, the presence of grazing micro gastropods in stratum two indicates an environment with fluvial influence. A phase of deposition have suggested in a transitional context already in the base of the stromatolite, during the formation of the thrombolite facies, following to the facies vugular stromatolite from which, there was the installation of a restricted lacustrine environment until now