Estratigrafia, paleoclimatologia, paleogeografia e morfodinâmica dos sistemas eólicos eopermianos da porção centro-norte do Gondwana, Brasil

Abstract

Sistemas eólicos possuem um papel relevante em estudos paleoclimáticos, permitindo a inferência de regiões mais áridas em diferentes períodos geológicos, assim como ospadrões de ventos dominates. Extensos sistemas de campos de dunas foram construídos em resposta à localização de grandes massas continentais nosupercontinente Pangeia em zonas desérticas nas latitudes subtropicais norte e sul. Embora existam muitos estudos no hemisfério norte, ainda ocorrem poucos estudos no hemisfério sul apresentando uma reconstrução morfodinâmica detalhada de dunas eólicas, assim como inferências sobre a circulação de ventos no Gondwana durante o Permiano Inferior. As acumulações sedimentares estudadas localizam-se na região Nordeste do Brasil, e compreendem parte de uma série de bacias intracratônicas como a Formação Pedra de Fogo da Bacia do Parnaíba, a Formação Santa Brígida da Sub-bacia deTucano Norte e a Formação Aracaré da Bacia de Sergipe-Alagoas. Desse modo, esse trabalho visa contribuir com correlações entre as bacias paleozóicas durante o Permiano Inferior no oeste do Gondwana. Os objetivos são reconstruir os paleoambientes e discutir o padrão deventos, bem como os fatores que influenciaram as diferenças ambientais entre as diferentes áreas estudadas. A sedimentação da Formação Pedra de Fogo apresenta uma sucessão sedimentar caracterizada porestratos cruzados de dunas eólicas intercalados com depósitoslacustres. As dunas eólicas apresentaram a direção de mergulho das estratificações cruzadas para NW no município de Monsenhor Gil (paleolatitudes de ~28°S), e para E-SEno município de Filadélfia(paleolatitudes de ~31°S). O Membro Caldeirão (Formação Santa Brígida) apresenta pacotes de dunas eólicas sem acumulação de interdunas alternando com pacotes de dunas eólicas separadas por interdunas úmidas. No município de Santa Brígida (paleolatitudes de~35°S), as dunas eólicas apresentaram a direção de mergulho das estratificações cruzadas para E-NE. Por sua vez, as dunas eólicas da Formação Aracaré não apresentam acumulação de interdunas sendo caracterizado como sistema eólico seco, e a direção de mergulho das estratificações cruzadas no município de Igreja Nova(paleolatitudes de~36°S)é para E. O balanço entre o espaço de acomodação e o suprimento sedimentar permitiu analisar que a disponibilidade de areia seca aumenta em direção ao interior do continente na faixa central do Gondwana ao mesmo tempo em que diminui a influência do lençol freático na acumulação sedimentar. As variações das condições climáticas em períodos relativamente mais secos e úmidos em paleolatitudes subtropicais próximas a 30°S são registradas através deciclos sedimentares e são exibidas pelaexpansão e contração de sedimentos lacustres e eólicos (Formação Pedra de Fogo) ou através da alternância entre sistema eólico seco e úmido (Membro do Caldeirão).O regime de ventopode serinferido através do padrão de ventos registrados nas paleodunas eólicas nas diferentes sucessões estratigráficas estudadas, e se apresentou consistente com o modelo proposto de circulação de ventos para o Permiano Inferior o qual exibe predominância de ventos de oeste (westerlies) em latitudes maiores que30°S edeventos alísios em latitudes menores que 30°S.

Aeolian systems havean important role in paleoclimatic studies, allowing the inference of more arid regions in different geological periods, as well as the prevailing wind patterns.Extensive systems of aeolian dune fields were built in response to the location of large continental masses in the Pangea supercontinent in desert areas in the northern and southern subtropical latitudes. Although there are many studies in the northern hemisphere, there are still few studies in the southern hemisphere showing a detailed morphodynamic reconstruction of aeoliandunes, as well as inferences about wind circulation in Gondwana during the EarlyPermian.The studied sedimentary accumulations are located in the Northeast region of Brazil, and comprise part of a series of intracratonic basins such as the Pedra de Fogo Formation of the Parnaíba Basin, the Santa Brígida Formation of the Tucano Norte Sub-basin and the Aracaré Formation. of the Sergipe-Alagoas Basin.Thus, this work aims to contribute to correlations between the Paleozoic basins during the Early Permian in western Gondwana.The aimsare to reconstruct the palaeoenvironments and discuss the wind pattern, as well as the factors that influenced the environmental differences between the different areas studied. The sedimentation of the Pedra de Fogo Formation exhibts a sedimentary succession characterized by cross-strata of aeoliandunes interspersed with lake deposits.Aeoliandunes showed the dip direction of the cross-stratifications for NW in the municipality of Monsenhor Gil (paleolatitudeof ~28°S), and for E-SE in the municipality of Filadélfia (paleolatitudeof ~31°S). The Caldeirão Member (Santa Brígida Formation) exhibits aeoliandune packages without interdunes accumulation alternating with aeoliandune packages separated by wet interdunes. In the municipality of Santa Brígida (paleolatitudeof ~35°S), the aeoliandunes showed the dipdirection of the cross-stratifications for E-NE.In turn, the aeoliandunes of the Aracaré Formation do not haveinterdunes accumulation being characterized as a dry wind system, and the dip direction of the cross-stratifications in the municipality of Igreja Nova (paleolatitude of ~36°S) is toward E. The balance between the accommodation space and the sedimentary supply allowed to analyze that the dry sand availability increases towards the interior of the continent in the central Gondwana at the same time that the influence of the water table in thesedimentary accumulation decreases.Relatively drier and wetterclimatic conditionsin subtropical paleolatitudes close to 30°S are registered through sedimentary cycles and are shown by the expansion and contraction of lake and aeoliansediments (Pedra de Fogo Formation) or by alternating between dry and wet aeoliansystems (Caldeirão Member).The wind regime can be inferred through the wind patterns registered in aeolian paleodunas in the different stratigraphic successions studied, and it was consistent with atmospheric circulation model proposed to Early Permian which exhibts a prevailing of westerlies in latitudes greater than 30°S and trade winds at latitudes less than 30°S.