Estudo e proveniência de minerais em contexto vulcano-sedimentar : um enfoque na porção sul da Bacia do Paraná (RS)

Abstract

Na parte sul da bacia do Paraná, existem minerais em feições de contexto vulcano-sedimentar. As feições são definidas como intertraps e geodos com sedimentos. São estudados nesses sedimentos, turmalinas detríticas, biotita detrítica e clinoptilolita autigênica. A partir da pesquisa desses minerais, das rochas em que se encontram e da rocha vulcânica hospedeira propõe-se diferentes abordagens para a área de estudo com contribuições de proveniência, paleointemperismo, paleoambiente, compreensão de processos pós-magmáticos, processos sedimentares das feições e processos de alteração da rocha vulcânica hospedeira. A biotita encontrada em rocha de granulometria fina (silte a areia fina) com estratificação plano-paralela indica processo de transporte por ação de água meteórica, propiciado por características da rocha vulcânica hospedeira como fraturas, porosidade e permeabilidade. A anomalia negativa de Ce em rocha total em alguns dos geodos mostram que a coluna de água foi capaz de oxidar o Ce do sistema, validando geoquimicamente a ação da água. Outros geodos não apresentam oxidação relativa de Ce, nesses, ocorre intensa silicificação, que pode ter colaborado para a não oxidação e preservação relativa de Ce nos padrões de ETR, impedindo posterior oxidação pela água. Os padrões gerais muito semelhantes de ETR para os geodos com sedimentos, demonstram contribuições de proveniência similar e que foram depositados por processos geológicos semelhantes, exceto por condições específicas relacionadas aos valores de Ce. O índice químico de alteração (em inglês CIA) para os geodos com sedimentos indicam paleointemperismo moderado para todos os geodos. A partir do modo que a biotita foi transportada, das análises químicas e dos processos atuantes, é cabível inferir condições úmidas restritas para o clássico deserto de Botucatu. Foram definidas composições e classificações petrogenética de centenas de turmalinas das feições intertraps e geodos com sedimentos, distribuídos na borda atual da bacia. As áreas estudadas foram subdivididas em A, B e C e foram definidas contribuições majoritariamente de metapelitos com e sem fase de saturação de Al para as regiões A e B. Para a área C, ocorre uma maior contribuição de granitoides e diminuição de metapelitos. As áreas fontes mais prováveis para os sedimentos compõem o Complexo Várzea do Capivarita que apresenta metapelitos e o Domínio Pelotas (ou Batólito Pelotas) que inclui diversos granitoides. A partir das direções NE de paleoventos encontradas na literatura pode-se afirmar, com maior confiabilidade, para a área C, as referidas áreas fonte pertencentes ao Escudo Sul-rio-grandense. Existe a possibilidade de contribuições do Complexo Várzea do Capivarita e do Domínio Pelotas, para as áreas A e B, porém outras fontes não são excluídas. Os padrões de ETR, em rocha total das feições, contribuíram para o esclarecer que a maioria dos sedimentos possuem proveniência similar, exceto com pequenas variações que aparecem em algumas amostras. Já a zeolita estudada nos geodos com sedimentos compreende a espécie clinoptilolita e indica processos de precipitação de fluidos silicosos, que são remobilizados a partir da dissolução da matriz vítrea da rocha vulcânica hospedeira, e posteriormente precipitados nos sedimentos como cimentação de quartzo microcristalino e clinoptilolita. O arcabouço de formação dos geodos com sedimentos e as condições necessárias para que ocorra a geração de clinoptilolita e silicificação, sugere um sistema permeável e poroso que também contribuiu para processos sedimentares posteriores a colocação das rochas vulcânicas.

In Paraná Basin southern portion, some minerals in features of volcano-sedimentary context appear. The features are defined as intertraps and geodes with sediments. The minerals comprehend detrital tourmalines, detrital biotite and authigenic clinoptilolite in the sediments. By the research of these minerals, the rocks in which they are found and the volcanic host rock; different approaches are proposed for the study area with contributions of provenance, paleoweathering, paleoenvironment, post-magmatic processes, sedimentary processes of the features and alteration processes of the host volcanic rock. The biotite found in fine-grained rock (silt to fine sand) with planar cross-stratification indicates a transport process by the action of meteoric water, provided the by the volcanic host rock characteristics such as fractures, porosity and permeability. The negative anomaly of Ce (whole rock analysis) in some of the geodes shows that the water column was able to oxidize Ce in the system, geochemically validating the water action. Other geodes do not show Ce relative oxidation, in which there is intense silicification, which may have contributed to the non-oxidation and relative preservation of Ce in REE patterns, preventing further oxidation by water. The very similar REE patterns for all the geodes with sediments demonstrate contributions from similar provenance and indicate they were deposited by similar geological processes, except for specific conditions related to Ce values. The Chemical Index of Alteration (CIA) of geodes with sediments indicates moderate paleoweathering. Through the way the biotite was transported, through the chemical analyzes and through observed processes, it is reasonable to infer restricted humid conditions for the classic desert of Botucatu. Compositions and petrogenetic classifications of hundreds of tourmalines were defined from intertrap features and from the geodes with sediments, distributed on the current border of the basin. The studied areas were subdivided into A, B and C displaying contributions mainly of metapelites (with and without Al-saturating phase) for regions A and B. For area C, there is a greater contribution of granitoids and a decrease of metapelites. The most probable source areas for the sediments are the Várzea do Capivarita Complex, which holds metapelites, and the Pelotas Domain (or Pelotas Batholith), which includes several granitoids. Due to the paleowind NE directions found in literature, the greater reliability provenance is for area C, related to the abovementioned source areas from Sul-rio-grandense Shield. There is the possibility of contributions from the Várzea do Capivarita Complex and the Pelotas Domain, for areas A and B as well, but other sources are not excluded. REE patterns, in whole rock, contributed to clarify that most sediments features have similar provenance, except for small variations in some samples. The zeolite studied in geodes with sediments comprises clinoptilolite type and indicates processes of siliceous fluids precipitation, which are remobilized from the vitreous matrix dissolution from the volcanic host rock, and later precipitated in the sediments as cementation of microcrystalline quartz and clinoptilolite. Moreover, the formation and framework of the geodes with sediments and the generation conditions of clinoptilolite and silicification, suggest a permeable and porous system that also contributed to sedimentary processes that resulted after the volcanic rocks placement.