Quimioestratigrafia e ambiente deposicional de travertinos : estudo de caso da Bacia de Denizli, Turquia

Abstract

Resumo : Travertinos sao rochas carbonaticas formadas a partir da precipitacao de carbonato e calcio de fluidos quentes que emergem de fontes hidrotermais. Essas rochas sao recipitadas no Quaternario, sob diferentes condicoes deposicionais. As amostras analisadas neste trabalho provem da Bacia de Denizli, localizada na Turquia, que apresenta carater extensional e e preenchida por rochas sedimentares do Plioceno e Quaternario, principalmente carbonatos e arenitos. A Bacia de Denizli apresenta depositos de travertinos associados com fontes hidrotermais que ocorrem proximos a falhas normais. O objetivo deste trabalho e a caracterizacao quimica e mineralogica dos travertinos da Bacia de Denizli . poco Cinkaya, tendo como objeto de estudo cerca de 35 metros de testemunhos de sondagem. Para isso, foram realizadas descricoes macroscopicas e analises geoquimicas de Difratometria de raios-X e Fluorescencia de raios-X e isotopos de C e O. Na descricao macroscopica foram identificadas quatro litofacies: i) granular; ii) junco; iii) micritico e iv) caliche. A facies granular e caracterizada pela presenca de quantidades variaveis de micrita peloidal, e um arcabouco formado por junco, conchas de ostracodes e gastropodes. A litofacies junco apresenta em torno de 80% de fragmentos de vegetais similares a bambus (junco), formando boa fitoporosidade e estruturas dendriticas (shrubs), provavelmente de origem biologica. A facies micritica e correlacionada com mudstones composta essencialmente por matriz micritica peloidal. Por fim, a litofacies caliche e formada por processos pedogeneticos, com dissolucao e infiltracao de silte/marga vadosa. Os resultados geoquimicos por Difratometria de raios-X e Fluorescencia de raios-X indicam que os travertinos analisados sao constituidos essencialmente por calcita e, pontualmente, quartzo. A presenca de SiO2 no sistema restringe-se a niveis de caliche, onde a infiltracao de silte vadoso e relativamente comum. Os resultados isotopicos de ƒÂ18O indicam que o fluido formador dos travertinos e rico no isotopo leve, o qual e proveniente de agua meteorica (-7,41 a -8,74ñ VPDB). A agua meteorica infiltra-se por meio de falhas e fraturas, aquecendo-se e retornando a superficie por fontes termais, passando por processos de desgaseificacao e consequente precipitacao do carbonato de calcio. Os valores depletados de ƒÂ13C foram relacionados com os niveis de junco, onde o enriquecimento de 12C deu-se por processos fotossinteticos. Por fim, a associacao das descricoes petrograficas com analises geoquimicas e isotopicas sao de suma importancia na caracterizacao do ambiente deposicional de travertinos

Abstract : Travertines are carbonate rocks originated by the precipitation of calcium carbonate from hot fluids that emerge from hydrothermal vents. These rocks precipitate in Quaternary under different depositional conditions. The samples analyzed in the present work are from the Denizli Basin, Turkey, characterized by strong extensional tectonics and thick sedimentary rocks from Pliocene to Quaternary composed mostly of carbonates and sandstones. The Denizli Basin presents travertine deposits associated with hydrothermal vents, next to normal faults. The purpose of this research is to perform a chemical and mineralogical characterization of the travertine carbonates recovered in 35 meters of cores in the Cinkaya borehole. We run macroscopic and faciological descriptions, X-ray Diffraction and X-ray Fluorescence analyzes and C & O isotopes. The macroscopic description identified four lithofacies: i) granular; ii) reed; iii) micrit and iv) calcrete. The granular facies is characterized by variegate quantities of peloidal micritc and great amount of reed, ostracods and gastropods shells. The reed lithofacies contains around 80% of fragments of small bush-like plant, similar to bamboos, creating good phytoporosity. The micrit facies is correlated with mudstones, composed essentially by peloidal micrit matrix. The calcrete lithofacies is formed by pedogenic processes, with dissolution and vadose silt/marl infiltrations. The geochemical results by X-ray diffraction and X-ray fluorescence indicate that the analyzed travertines are made essentially by calcite and rarely by quartz. The presence of SiO2 in the system is restrict to calcrete levels where vadose silt is relatively common. The isotopic results of 13C e 18O indicate that the former fluid of travertines was rich in the light isotope (16O), which comes from meteoric water (-7,41 a -8,74ñ VPDB). The meteoric water infiltrates through faults and joints, dissolves ancient carbonate rocks, warms up and returns to the surface via thermal vents. Once in the surface it undergoes degassing processes loosing CO2, bringing about the precipitation of calcium carbonate. The negative values of ƒÂ13C have been associated with reed lithofacies, where the enrichment of 12C occurred by photosynthetic processes. Lastly, the association of petrographic description with isotopic and geochemical analyzes are very important on the depositional environment characterization of travertine carbonates