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Martins, M.1; Lemos, V.B.2
Abstract A stratigraphical analysis was performed under the principles of Sequence Stratigraphy on the Neoproterozoic sedimentary sequences of the S�o Francisco Basin (Central Brazil). Three periods of deposition separated by unconformities were recognized in the S�o Francisco Megasequence: (1) Sequences 1 and 2, a Lower to Middle Neoproterozoic distal scarp carbonate ramp, developed during stable conditions, (2) Sequence 3, an Upper Neoproterozoic stack homoclinal ramps with mixed carbonate-siliciclastic sedimentation, deposited under a progressive influence of compressional stresses of the Brasiliano Cycle, (3) Sequence 4, an Upper Neoproterozoic shallow platform dominated by siliciclastic sedimentation of molassic nature, the erosion product of the nearby uplifted thrust sheets. Each of the carbonate-bearing sequences presents a distinct d13C isotopic signature. The superposition to the global curve for carbon isotopic variation allowed the recognition of a major depositional hiatus between the Parano� and S�o Francisco Megasequences, and suggested that the glacial diamictite deposition (Jequita� Formation) took place most probably around 800 Ma. This constrains the S�o Francisco Megasequence deposition to the interval between 800 and 600 Ma (the known ages of the Brasiliano Orogeny defines the upper limit). A minor depositional hiatus (700-680 Ma) was also identified separating sequences 2 and 3. Isotopic analyses suggest that from then on, more restricted environmental conditions were established in the basin, probably associated with a first order global event, which prevailed throughout deposition of the Sequence 3.
Palavras-chave: estratigrafia, seq��ncias, Neoproteroz�ico, is�topos. Este trabalho prop�e uma an�lise do ponto de vista da estratigrafia de seq��ncia das unidades neoproteroz�icas da Bacia do S�o Francisco. Foram utilizadas informa��es de subsuperf�cie (sec��es s�smicas e po�os) das �reas crat�nicas n�o deformadas e afloramentos em Goi�s e Minas Gerais Os dep�sitos neoproteroz�icos foram divididos em seq��ncias deposicionais com base no reconhecimento de discord�ncias, em varia��es bruscas no empilhamento vertical das f�cies e em contrastes fortes nos perfis isot�picos do d13C. A an�lise sismoestratigr�fica permitiu reconhecer duas megasseq��ncias separadas por uma discord�ncia de express�o regional, que coincide com o limite j� estabelecido entre o Supergrupo S�o Francisco e o Grupo Parano�. Estas representam dois momentos distintos na hist�ria da bacia, com estilos pr�prios e provavelmente sob condi��es tect�nicas diferentes. Informalmente foram denominadas de megasseq��ncias Parano�, inferior (n�o ser� abordada neste trabalho) e S�o Francisco, superior. Os dados s�smicos concentram-se no centro da bacia e mostram a discord�ncia, que separa estas seq��ncias, como uma superf�cie de forte amplitude, contra a qual s�o observados recobrimentos em onlap dos carbonatos basais da Megasseq��ncia S�o Francisco. S�o reconhecidas tamb�m fei��es que lembram formas canalizadas ou escava��es. A Megasseq��ncia S�o Francisco teria se depositado sobre uma topografia irregular, que evoluiu para uma rampa carbon�tica distalmente escarpada e posteriormente para uma sucess�o de rampas homoclinais empilhadas. Baseado nos modelos de deposi��o carbon�tica, seus dep�sitos foram divididos em quatro seq��ncias deposicionais distintas (Martins, 1999), a saber: A Seq��ncia 1 corresponde aos dep�sitos glaciog�nicos da Forma��o Jequita�, aqui separados pela natureza dos processos a eles relacionados, muito distintos das seq��ncias posteriores. Sismicamente, nas por��es baciais observa-se uma concord�ncia relativa entre esta seq��ncia e as sobrejacentes. Em superf�cie, na borda noroeste, o limite entre esta seq��ncia e a Megasseq��ncia Parano� � erosivo e exp�e diferentes n�veis da seq��ncia subjacente. Tal fato sugere que esta regi�o era topograficamente mais elevada do que a �rea onde existe recobrimento s�smico, provavelmente uma regi�o plataformal. Na serra da �gua Fria, os pavimentos estriados, imediatamente abaixo destes dep�sitos e a distribui��o de diamictitos maci�os entre diamictitos estratificados e amalgamados na base desta seq��ncia indicam a exist�ncia de outro alto topogr�fico � leste. Estes dep�sitos provavelmente pertencem a um trato de sistema diverso dos observados em subsuperf�cie. Do ponto de vista clim�tico, n�o � simples a interpreta��o dos diamictitos das seq��ncias glaciais antigas em termos de avan�o e retra��o dos ciclos de gelo, porque s�o muitos os fatores que controlaram sua acumula��o e preserva��o nas bacias marinhas. Estas associa��es glaciog�ncias e seus limites de seq��ncia n�o s�o escopo deste trabalho. Entretanto, a sua presen�a preferencialmente junto a paleodepress�es e associadas a eventos de ressedimenta��o por fluxos gravitacionais pode ser interpretada tanto como um trato de sistema de mar alto decorrente de um per�odo de deglacia��o, como corresponder � parte de uma cunha do trato de sistema de mar baixo, resultado da eros�o do rebote isost�tico p�s-glacial. Mas sempre representa o registro da eros�o e retrabalhamento de sedimentos glaciais. A Seq��ncia 2 apresenta uma tend�ncia progradacional bem marcada, muito clara em perfil e no empilhamento faciol�gico, podendo ser dividida em dois ciclos deposicionais de maior ordem (S2a e S2b), separados por um limite de seq��ncia (LS2a) inferido a partir da brusca varia��o no padr�o faciol�gico e de perfis. O trato de sistema de mar baixo s� foi observado nas por��es baciais e nas �reas deprimidas dos paleoaltos, como corpos de carbonatos maci�os intercalados a folhelhos resultantes de fluxos gravitacionais ou fluxo de detritos. Os dolomitos, que recobrem abruptamente os diamictitos glaciog�nicos, estariam associados ao in�cio do trato de sistema transgressivo. Esta justaposi��o carbonato dolom�tico-diamictito � encontrada em muitas sucess�es glaciomarinhas neoproteroz�icas. Se esta capa carbon�tica fosse t�pica de �guas quentes, implicaria numa troca clim�tica abrupta. Contudo, os dados isot�picos de d13C indicam �guas mais doces, que podem estar associadas a uma deglacia��o e, portanto, a �guas mais frias.� Sua deposi��o teria ocorrido durante o per�odo de deglacia��o e subida do n�vel do mar, quando o aporte de terr�genos � reduzido, ou menos provavelmente associada � exist�ncia de fluxos carbon�ticos detr�ticos dentro dos dep�sitos glaciais. �Os tratos de sistema transgressivos s�o caracterizados, em perfil, pelo car�ter retrogradacional de suas f�cies, refletindo um gradual aumento da l�mina d��gua. Sem outras fei��es diagn�sticas, as superf�cies de inunda��o m�xima (SI2a e SI2b) foram assinaladas considerando os m�ximos de leituras radioativas nos perfis de raios gama.�� Os tratos de sistema de mar alto constituem quase 80% do registro sedimentar das rampas interna, intermedi�ria e externa nesta seq��ncia. A deposi��o da seq��ncia S2b (superior) parece ter sido o cl�max da deposi��o carbon�tica, com uma sucess�o progradante de f�cies, quase sem aporte de terr�genos. Nas rampas internas, os dep�sitos possuem uma assinatura uniforme no perfil de raios gama, com valores cada vez mais baixos em dire��o ao topo, onde ocorrem constru��es microbi�licas. O reconhecimento de uma superf�cie de exposi��o suba�rea junto � rampa interna, associada a uma extensa dolomitizac�o, a uma brusca varia��o faciol�gica e a uma forte quebra isot�pica de amplitude regional nos valores de d13C, ajudou a estabelecer o limite (LS2) entre as seq��ncias 2 e 3. Com exce��o da por��o bacial da bacia (onde s� ocorre quebra isot�pica), a justaposi��o destes crit�rios pode ser considerada regional. A dolomitiza��o � interpretada como tendo ocorrido durante a deposi��o e exposi��o suba�rea desta seq��ncia no rebaixamento do n�vel do mar. O topo de sua ocorr�ncia coincide com o salto isot�pico positivo nos valores de d13C em quase 5.0�, fato interpretado como um evento isot�pico regional de 1a ou 2a ordem. Os dolomitos mesocristalinos da rampa interna s�o mais enriquecidos em d13C se comparados aos dolomitos das rampas externa e intermedi�ria. Isto sugere uma �gua do mar com temperatura de evapora��o e salinidade altas e coincide com o aumento de restri��o apontada nos dados isot�picos destas �reas. A Seq��ncia 3 come�a com um trato de sistema de mar baixo representado por um complexo progradante silicicl�stico-carbon�tico, restrito �s por��es baciais, associado a dep�sitos gravitacionais carbon�ticos de fundo de bacia. A presen�a desta fei��o � t�pica de uma fisiografia de rampa distalmente escarpada. O trato de sistema transgressivo mostra um padr�o de empilhamento retrogradante, refletindo o gradual afogamento do sistema. Nas rampas externas e intermedi�rias, este trato � representado por uma s�rie de sedimentos de alta energia, tipo bancos e barreiras ool�ticas/oncol�ticas, praias e dep�sitos de tempestades, que recobrem as f�cies de �gua mais rasa da seq��ncia anterior. A linha de praia avan�ou fortemente em dire��o ao continente, de forma a permitir que a quase totalidade da bacia fosse capeada por um espesso pacote de folhelhos. � neste intervalo que foi posicionada a superf�cie de inunda��o m�xima (SIM) da Megasseq��ncia S�o Francisco. A partir deste momento criou-se um grande espa�o de acomoda��o, com um mergulho muito mais suave que na seq��ncia anterior. O trato de sistema de mar alto seguinte exibe um padr�o agradacional, empilhado, com uma sucess�o em maior freq��ncia de f�cies de mar alto e transgressivo estaqueadas verticalmente, t�pica das rampas empilhadas. A Seq��ncia 3 foi subdividida a partir do trato de sistema de mar alto em tr�s seq��ncias de maior ordem, predominantemente agradacionais, de forma a ilustrar o empilhamento vertical destas sucess�es. Em todas as tr�s, os limites de seq��ncia coincidem com uma superf�cie transgressiva. Na rampa interna a nordeste, o limite da seq��ncia inferior (LS3a) � marcado por uma s�bita varia��o faciol�gica, de f�cies proximais de plan�cie de mar� para f�cies de afogamento. A presen�a de um sistema deposicional de rampa interna apenas nesta �rea sugere a exist�ncia de uma rampa/plataforma mais permanente nesta �rea. Um evento transgressivo de ordem maior recobre abruptamente o limite de seq��ncia seguinte (LS3b), uma superf�cie transgressiva, e atinge com menor express�o grande parte da bacia. O �ltimo trato de sistema de mar alto mostra um car�ter progradacional, bem exemplificado nos po�os. Durante a forma��o desta �ltima seq��ncia completa, LS3c, no trato de sistema de mar alto, o influxo de material silicicl�stico na rampa n�o foi suficiente para cessar a produ��o carbon�tica. O aumento do influxo de terr�genos e a diminui��o do espa�o de acomoda��o for�aram uma gradual migra��o lateral dos sistemas de rampa externa e intermedi�ria em dire��o � bacia, at� o dom�nio total da sedimenta��o silicicl�stica da pr�xima seq��ncia, com mudan�as laterais do depocentro. O limite de seq��ncia LS3 foi marcado a partir da s�bita mudan�a no padr�o deposicional, que passa de associa��es de f�cies carbon�ticas de rampa intermedi�ria para associa��es de f�cies silicicl�sticas baciais. A Seq��ncia 4 n�o disp�e de boa amostragem em subsuperf�cie. Suas associa��es de f�cies silicicl�sticas de muito baixa energia, com raras estruturas associadas a ondas ou correntes, s�o t�picas dos ambientes plataformais distais e baciais. Numa an�lise preliminar ser� considerada como a parte distal de uma seq��ncia progradante de terr�genos marinhos de plataforma dominada por tempestades, que culmina com a chegada do sistema fl�vio-deltaico da Forma��o Tr�s Marias (Chiavegatto, 1992). Com a constru��o de um diagrama tempo versus espa�o, foi poss�vel identificar tr�s per�odos distintos de sedimenta��o separados por discord�ncias na Megasseq��ncia S�o Francisco: (1) �Rampa carbon�tica distalmente escarpada, de idade neoproteroz�ica inferior/m�dia, bem desenvolvida nas �reas norte/nordeste e sul, em bacia tectonicamente est�vel (seq��ncias 1 e 2); (2) �Rampas homoclinais empilhadas verticalmente com sedimenta��o carbon�tica/silicicl�stica, de idade neoproteroz�ica superior, em bacia progressivamente afetada por eventos compressivos vindos da borda oeste (Seq��ncia 3); (3) �Plataforma rasa com sedimenta��o dominantemente silicicl�stica, em bacia do tipo foreland com menor express�o regional (Seq��ncia 4). A Megasseq��ncia Parano� reflete uma deposi��o em uma bacia com uma taxa de subsid�ncia baixa, que tem idade estimada entre 1350-950 Ma (Faria, 1995). O limite entre as megasseq��ncias Parano� e S�o Francisco representa uma grande queda relativa do n�vel do mar, com exposi��o suba�rea e eros�o dos sedimentos plataformais. A an�lise dos dados isot�picos de d13C pode ajudar a situar quando este evento ocorreu: (i) a correla��o dos valores de d13C dos carbonatos do topo da Megasseq��ncia Parano� e a curva varia��o isot�pica global de d13C de Kaufman (1998) permite estimar um limite m�ximo de deposi��o de seus carbonatos em torno de 1250 Ma. (ii) o comportamento muito negativo dos valores de d13C dos carbonatos da base da Megasseq��ncia S�o Francisco (em torno de �5.0�) indica uma deposi��o sob condi��es marinhas p�s-glaciais; (iii) na curva de varia��o isot�pica global de d13C, as primeiras incurs�es negativas breves s� come�am a ocorrer a partir de 1000 Ma e ocorrem pontualmente at� 800 Ma. A partir de 800 Ma, as incurs�es negativas come�am a atingir valores em torno de �5.0 �, semelhantes aos encontrados nos carbonatos basais da Megasseq��ncia S�o Francisco; (iv) estas incurs�es negativas coincidem com no m�nimo quatro idades glaciais no Neoproteroz�ico, e (v) os dep�sitos carbon�ticos sobrejacentes aos carbonatos basais isotopicamente negativos possuem valores d13C muito fracamente positivos, s� correlacion�veis aos valores da base da curva global. Assim, um grande hiato deposicional parece separar as duas megasseq��ncias, sendo poss�vel que a glacia��o Jequita� tenha ocorrido em torno de 800 Ma. Um intenso processo erosivo exp�s diferentes n�veis deposicionais da Megasseq��ncia Parano� e desenvolveu uma discord�ncia regional significativa. Durante a subida relativa do n�vel do mar, resultante da �deglacia��o Jequita�, os dep�sitos glaciog�nicos da plataforma externa foram retrabalhados, gerando dep�sitos por fluxos gravitacionais e escorregamentos, que foram conduzidos �s �reas deprimidas ou baciais (Seq��ncia 1). A paleogeografia da bacia j� apresentava uma fisiografia de rampa distalmente escarpada e as mudan�as clim�ticas e no aporte de terr�genos criaram condi��es para a instala��o de uma f�brica carbon�tica prol�fera em atividade microbial nas rampas internas e intermedi�rias (Seq��ncia 2). Os valores isot�picos de d13C sugerem um progressivo aumento nas condi��es de restri��o e temperatura na bacia, � medida que o sistema carbon�tico prograda, principalmente na dire��o nordeste. Para oeste a situa��o de aparente equil�brio isot�pico indica condi��es de maior ventila��o (mares mais abertos). Uma queda relativa do n�vel do mar exp�s, dolomitizou e erodiu as rampas interna e intermedi�ria, principalmente nas �reas nordeste, sul e noroeste, formando um complexo progradante de mar baixo no depocentro da bacia, marcando o in�cio da Seq��ncia 3. Esta discord�ncia coincide com um salto isot�pico positivo, em quase 5.0� nos valores de d13C, de express�o regional, possivelmente associado a um evento global de 1a ou 2a ordem. Nas curvas isot�picas globais, valores desta ordem ocorrem entre 600 e 680 Ma, deixando um hiato deposicional entre as seq��ncias 2 e 3 de aproximadamente 20 Ma. O evento transgressivo subseq�ente cobriu quase toda a bacia com uma extensa sedimenta��o de rampa distal. Apenas na �rea nordeste, este afogamento possui menor express�o. A partir deste momento, o espa�o de acomoda��o da bacia j� era bem maior, e seu preenchimento pode ser caracterizado como de uma rampa homoclinal empilhada, aonde pulsativamente chegavam terr�genos muito finos. Na Seq��ncia 3, a fisiografia da bacia � outra. O mar est� isotopicamente enriquecido em 13C e os terr�genos competem diretamente com os carbonatos. Que evento teria condicionado estas mudan�as? Para Guimar�es & Dardenne (1998), os termos terr�genos da Megasseq��ncia S�o Francisco, principalmente a partir da sua transgress�o m�xima, indicam que os sedimentos se acumularam numa bacia j� sob influ�ncia de processos colisionais. Isto explicaria as aparentes varia��es laterais no posicionamento do depocentro da bacia, durante o empilhamento desta seq��ncia e o aspecto c�clico da Seq��ncia 3. Os processos colisionais fazem parte do evento tect�nico Brasiliano, que apresenta pelo menos dois picos deformacionais/metam�rficos (Pimentel et al., 1998). O mais velho (750-790 Ma) � tradicionalmente correlacionado � colis�o dos cr�tons Amaz�nico e S�o Francisco e coincide com o in�cio da deposi��o da Megasseq��ncia S�o Francisco. O mais novo (630-600 Ma) pode relacionar-se � acre��o de um bloco menor a oeste da faixa de dobramentos Bras�lia e ser cronocorrelato � deposi��o da Seq��ncia 4. Do ponto de vista estratigr�fico, o avan�o das escamas de empurr�o a oeste e o aumento do aporte de terr�genos interromperam definitivamente a sedimenta��o carbon�tica. A bacia passou a se comportar como uma bacia do tipo foreland em rela��o �s faixas de dobramentos Bras�lia e Ara�ua�. Pode-se inferir que o limite entre as seq��ncias 3 e 4 deve ter sido erosivo nas por��es proximais da bacia que ficavam a oeste, mas estariam hoje erodidos. REFER�NCIAS Chiavegatto, J.R.S. 1992. An�lise estratigr�fica das seq��ncias tempest�ticas
da Fm. Tr�s Marias (Proteroz�ico Sup.), na por��o meridional da bacia
do S�o Francisco. Disserta��o de Mestrado, UFOP,
196 p. Faria, A. 1995 Estratigrafia e sistemas deposicionais do Grupo Parano�
nas �reas de Cristalina, Distrito Federal e S�o Jo�o d�Alian�a-Alto
Para�so de Goi�s. Bras�lia, DF, Tese de Doutorado,
UNB, 198 p. Guimar�es, E.M. & Dardenne, M.A. 1998. Caracter�sticas de coberturas
crat�nicas relacionadas com faixas de deforma��o: as bacias Parano�
e Bambu� e a evolu��o da Faixa Dobrada Bras�lia. Congr.
Bras. Geol., 40, BH, 1998, Anais, SBG:4. Kaufman, A.J. 1998. Neoproterozoic chemostratigraphy:
key events in Earth history ordered by detailed intra- and inter-basinal
correlation. Congresso Brasileiro de Geologia, 40, 1998. Anais,
SBG-MG:2. Martins, M. 1999. An�lise estratigr�fica das seq��ncias mesoproteroz�icas (borda oeste) e neoproteroz�icas da bacia do S�o Francisco. Disserta��o de Mestrado Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 214 p. Pimentel, M.M., Fuck, R.A., Yunges, S. 1998. New Sm-Nd Isotopic constraints for the age of metamorphic events in the neoproterozoic Bras�lia Belt, central Brazil. International Conference on Precambrian and Craton Tectonics, 14th, 1998. Abstracts, UFOP/ IBTA:50-52.
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