UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE GEOLOGIA DO PETRÓLEO CONVÊNIO UFRGS/ANP AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTODEGEOCIÊNCIAS

PROGRAMA DEGEOLOGIADOPETRÓLEO CONVÊNIOUFRGS/ANP

AGÊNCIA NACIONAL DO PETRÓLEO

Estudos Biocronoestratigráficos, Paleoecológicos, de Índice de Alteração de Cor e Microfácies Carbonáticas em Calcários da

Região do Tapajós, Bacia do Amazonas, com Base em Microfósseis Conodontes

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AREL

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Orientador: Dra. Valesca Brasil Lemos

Comissão Examinadora: César Leandro Schultz João Carlos Coimbra

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UALDO

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ENEGAT

Trabalho de Conclusão do curso de Geologia apresentado na forma de monografia, junto à disciplina Projeto Temático em Geologia III, como

requisito parcial para obtenção do grau de Geólogo.

Porto Alegre, fevereiro de 2002

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL PROJETO TEMÁTICO EM GEOLOGIA

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ÍNDICE:

RESUMO 3

ABSTRACT 5

1. INTRODUÇÃO 6

2. METODOLOGIA 8

3. BACIA DO AMAZONAS 10

3.1. Evolução Geológica 12

3.2. Síntese dos Trabalhos Realizados na Bacia do Amazonas

com Base em Conodontes 20

4. CONODONTES 25

4.1. Breve Histórico 25

4.2. O Animal 26

4.3. Aparelho Alimentar 30

5. CLASSIFICAÇÃO TAXONÔMICA 33

5.1. Sistemática Paleontológica 37

5.2. Descrição dos elementos conodontes encontrados 38

6. FAUNA ASSOCIADA 47

6.1. Material encontrado por catação 47 6.2. Fauna identificada em lâminas petrográficas 47

7. APLICAÇÕES 54

7.1. Análise Bioestratigráfica 54

7.2. Paleoecologia 55

7.3. Índice de Alteração de Cor – IAC 57

8. RESULTADOS OBTIDOS E CONCLUSÕES 65

9. FONTES BIBLIOGRÁFICAS 67

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RESUMO

Os elementos conodontes encontrados nas rochas da Formação Itaituba, Região do Tapajós, na Bacia do Amazonas são aqui utilizados para biocronoestratigrafia, e para estudos de índice de alteração de cor (IAC) sobre a maturação da matéria orgânica, importante ferramenta na pesquisa de hidrocarbonetos. Resultados paleoecológicos foram obtidos através de análise das microfácies carbonáticas e seus componentes identificando um ambiente marinho raso, de inframaré e baixa energia.

As amostras utilizadas provêm de quatro poços da calha central e duas pedreiras da plataforma sul, correspondendo à sedimentação carbonífera da bacia do Amazonas.

Os animais conodontes são microvertebrados primitivos que viveram do Cambriano ao Triássico, exclusivamente marinhos, possuíam como única parte mineralizada, um aparelho alimentar multielemental. Esses dentes, compostos de fosfato de cálcio, apresentam traços de matéria orgânica, sensíveis ao calor, sofrendo mudança de cor devido à exposição a altas temperaturas decorrentes de algum processo geológico.

Através da alteração de cor é possível determinar números de 1 a 8, correspondendo a temperaturas entre 50° e 600°C, respectivamente. Os valores de IAC atribuídos aos elementos conodontes encontrados nas amostras dos poços, variaram entre 4 e 5, indicando temperaturas em torno de 300°C, limite da geração de gás. Os elementos referentes às amostras das pedreiras mostraram valores de IAC entre 1,5 e 2, índices que indicam que estas amostras foram expostas a

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temperaturas entre 90° e 140°C, no limite de geração de óleo, tornando-as potencialmente exploráveis.

Foram identificadas sete espécies, quatro com valor biocronoetratigráfico.

Foi possível identificar a Zona de intervalo de Scomazzon (1999): Zona de Intervalo III, correspondente ao Eodesmoinesiano, denominada Zona de Idiognathodus claviformis (ap)/ Idiognathodus incurvus (dp).

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ABSTRACT

The conodonts founded in the carbonatic rocks of the Itaituba Formation Tapajós Region, Amazonas Basin are used on biochronostratigraphycs studies and as a color alteration index (CAI) guide to the degree of organic matter maturation, an important tool for the hidrocarbon resourch.

The samples came from four wells in the basin and two quarries in the south platform corresponding to the Amazonas basin carboniferous sedimentation.

The conodonts are microvertebrate that lived from the Cambrian to the Triassic. Exclusively marine, they were predators, unhabited hot waters, normal salinity, neutral pH environments . The tooth elements, calcium fosfatic mineralizated are heat sensible, changing in color.

Through the color alteration it is possible to attribute numbers from 1 to 8, corresponding to the temperatures from 50° to 600°C, respectively. The conodonts CAI in the wells samples vary from 4 to 5, indicating temperatures around 300°C, the limit of gas generation. The quarries samples allowed CAI values from 1,5 to 2, indicating temperatures from 90° to 140°C, limit of oil generation, becoming potential good to exploration.

Seven species were identified four of which with biochronostratigrafic values, corresponding to the Interval Zone of Scomazzon(1999): Interval Zone III:

Idiognathodus claviformis (ap)/Idiognathodus incurvus (dp), Earlydesmoinesian.

Being based on the found species, the associated fauna and deposicional samples textures it was possible to determine paleoecological conditions, that indicate a mud and low energy substrstum of a shallow platform marine environment.

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1. INTRODUÇÃO

Este trabalho tem como objetivo pesquisar, classificar e estabelecer o posicionamento biocronoestratigráfico e condições paleoecológicas dos Conodontes, e da fauna associada, presentes em rochas do Carbonífero Superior da Bacia do Amazonas, visando principalmente à importância desses elementos na pesquisa de hidrocarbonetos. O material estudado pertence à Formação Itaituba, do Grupo Tapajós, que faz parte da Seqüência Permo-carbonífera da Bacia do Amazonas, e consiste de rochas carbonáticas com delgados intervalos siliclásticos.

A área estudada compreende quatro poços referentes a rochas da calha central da bacia, denominados aqui de PONTO 1 (P1), PONTO 2 (P2), PONTO 3 (P3) E PONTO 4 (P4). Os PONTOS 5 (P5) E 6 (P6) correspondem a duas pedreiras de calcário localizadas a 30 km da cidade de Itaituba, abrangendo a sedimentação Carbonífera aflorante na plataforma sul da Bacia do Amazonas.

O resumo feito sobre a geologia da Bacia do Amazonas enfocou sua evolução tectônica, estratigrafia e sedimentação. Além disso, é feito um breve comentário à cerca do seu potencial na geração de hidrocarbonetos e a identificação de seus principais reservatórios. Também foi realizada uma síntese sobre os trabalhos publicados a respeito de conodontes da Bacia do Amazonas.

Os conodontes são microvertebrados primitivos que habitavam mares rasos com águas calmas e quentes. Semelhantes a lampreias eram organismos nectobentônicos, livre natantes que surgiram no Cambriano e se extinguiram no Triássico. A presença de um aparelho alimentar bem desenvolvido sugere que eles foram predadores.

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Os elementos conodontes que compõem este aparelho alimentar formam a única parte mineralizada do bicho e por muitos anos foram os únicos resquícios encontrados. Evidências das partes moles foram encontradas no Granton Schirimp Bed, na Escócia, elucidando diversos dúvidas a cerca desses animais.

Junto aos conodontes, foram encontrados outros organismos nos sedimentos do Carbonífero da Bacia do Amazonas, tais como: braquiópodes, bivalvos, gastrópodes, trilobitas, moluscos, equinodermados, briozoários, ostracodes, foraminíferos fusulinídeos, escolecodontes, dentes de peixes, etc.

Um capítulo é dedicado as diversas aplicações desses elementos, tanto como fósseis guias nos estudos cronobioestratigráficos para o Paleozóico e como indicadores das condições paleoecológicas da época, como ferramenta na pesquisa de hidrocarbonetos, através do índice de alteração de cor, que é determinante na maturação da matéria orgânica.

Por fim, são analisados os resultados obtidos neste trabalho, comparando-os às diversas aplicações existentes para estes elementos conodontes.

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2. METODOLOGIA

Foram selecionados aproximadamente 30 kg de amostras de rocha sedimentar para o estudo de conodontes. Estas rochas foram britadas com marreta, pesadas em balança elétrica e separados 100 a 150 gramas de cada amostra, que foram colocadas em peneiras de plástico adaptadas a recipientes com capacidade para 1,5 a 2 litros d’água com 10% de ácido acético glacial para cada litro. O material é pulverizado com uma colher de sopa rasa de CaCO3 para proteção das peças contra corrosão do ácido. Após aproximadamente 6 horas, o material começa a desagregar e precipita no fundo do recipiente. Duas vezes por semana, é lavado, utilizando-se uma peneira de 0,074mm (200 mesh). O material desagregado é colocado em cadinhos de porcelana e seco em estufa, em temperatura de 80°C.

Posteriormente, é armazenado em vidros tampados e etiquetados, prontos para a triagem em lupa binocular. São separadas duas células para cada amostra: uma para conodontes e uma para a fauna associada. Quando uma peça é encontrada, é cuidadosamente retirada com o auxílio de um pincel especial, previamente molhado em água, sendo posteriormente classificada e catalogada.

Existem outras técnicas utilizadas em preparação de conodontes. A separação magnética é uma alternativa boa quando o material estudado apresenta quantidades significativas de minerais ferro-magnesianos. Neste trabalho foi feita uma tentativa utilizando o separador magnético Franz. O aparelho foi colocado em declividade interna de 5° e em declividade frontal de 20º. Porém, o material utilizado não era rico em minerais ferro-magnesianos, então a experiência não foi muito bem sucedida.

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Outra técnica utilizada em diversos trabalhos é a separação por metais pesados. A densidade relativa dos elementos conodontes está em torno de 2,84 e 3, 10, dependendo da densidade do composto utilizado no aparelho destilador, os conodontes vão ser precipitados, acumulando-se no fundo, ou flutuar formando uma nata na superfície, separados dos metais pesados.

Para rochas carbonáticas e folhelhos, também é utilizado ácido fórmico, que reage mais rápido que o ácido acético e dissolve melhor folhelhos argilosos, sendo, porém mais perigoso. Para dolomitos e carbonatos argilosos utiliza-se ácido monochloracético, mais rápido e eficiente. Para rochas silicosas (chert) o ácido hidrofluorídrico é o mais indicado. Para folhelhos negros e margas, coloca-se a amostra em água durante 2 horas, usando breves jatos de água e leve pressão com os dedos, adicionando algum tipo de agente dispersante na água.

Foram confeccionadas vinte e uma lâminas petrográficas com amostras dos pontos P2, P3, P5 e P6, com intuito de identificar a fauna associada e as microfácies carbonáticas.

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3. BACIA DO AMAZONAS

A Bacia do Amazonas localiza-se na região norte do Brasil e caracteriza-se por ser uma bacia intracratônica que começou sua deposição sedimentar no Pré- Cambriano. Atravessa o Cráton Amazônico na direção nordeste da América do Sul e se estende em uma direção leste-oeste por 2500km, cobrindo uma área total de 850.000km².

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Figura 3.1 – Mapa de localização da Bacia do Amazonas. (Modificado de Scomazzon, 1999)

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Através de uma anomalia gravimétrica observada no eixo da bacia, indicando a presença de um rift intracontinental, foi possível concluir que a bacia se formou em conseqüência deste rifteamento gerado pela colisão continental Pan-Africana.

Posteriormente ocorreu uma subsidência termal que deu inicio à deposição sedimentar da bacia.

As seqüências paleozóicas apresentam mais de 4000m de espessura. A seqüência neocretáceas/terciárias têm espessura superior à 1000m.

Essas seqüências deposicionais estão separadas por discordâncias regionais em direção às bordas da bacia e, por vezes, através de suas concordâncias relativas, na sua porção central. Essas superfícies representam a ação de episódios orogênicos cíclicos.

Seu arcabouço estrutural caracteriza-se por duas amplas plataformas, uma no norte e outra no sul, duas linhas de charneira a elas associadas a uma calha central segmentada nas direções E-W e SW-NE.

3.1. EVOLUÇÃO GEOLÓGICA

A história geológica da Bacia do Amazonas inicia com a formação do Supercontinente Gondwana, no final do Pré-Cambriano. Caracteriza-se por ser uma bacia intracratônica gerada através da movimentação e colisão de placas tectônicas compostas pelas atuais placas da América do Sul, África, Madagascar, Índia, Antártica e Austrália (Scotese & Mckerrow, 1990). O Gondwana sofreu diversos tectonismos concomitantes a eventos vulcânicos, magmáticos e metamórficos, durante o Proterozóico superior e inicio do Fanerozóico, o que ocasionou uma subsidência tectônica onde se encontrava o Cráton Amazônico, gerando um “proto-

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rifteamento” da Bacia. Com o cessar dos esforços tectônicos e o resfriamento das massas plutônicas no Cambriano-Ordoviciano (500-450 Ma), teve inicio a subsidência térmica regional e o desenvolvimento da “sinéclise intracontinental” da Bacia do Amazonas (Montalvão e Bezerra, 1980).

O substrato da bacia é constituído por rochas metamórficas das Províncias de Maroni-Itacaiúnas e Amazônia Central. A Província Maroni-Itacaiúnas consiste em uma Faixa Móvel do Proterozóico inferior composta por seqüências meta-vulcânicas e meta-sedimentares intercaladas tectonicamente com lineamentos de direções WNW-ESE bem definidos, deformadas e intrudidas por rochas granitóides do Ciclo Transamazônico (2.100 a 1,800 Ma). A província Amazônia Central compreende rochas graníticas e seqüências vulcano sedimentares pouco ou não deformadas, datadas através do método K-Ar como pertencentes ao Proterozóico inferior a médio, com idades aproximadas entre 1.800 a 1400 Ma (Cordani et al, 1984). A partir do Proterozóico superior surgem os primeiros registros de eventos sedimentares da bacia, caracterizando uma sucessão sedimentar aluvial, fluvial e lacustre, pertencentes ao Grupo Purus.

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Figura 3.2 – Mapa geológico esquemático do embasamento da Bacia do Amazonas.

(Modificado de Cordani et al., 1984)

No Fanerozóico ocorreram 4 seqüências sedimentares principais: Ordoviana- Devoniana, Devoniana-Carbonífera, Permo-Carbonífera e Cretácea-Terciária.

Estudos feitos por Cunha et al (1994) demonstraram que a sedimentação Paleozóica reflete os eventos tectono-magmáicos ocorridos nessa Era, que provocaram movimentações epirogenéticas intraplaca, formando arcos e discordâncias regionais.

Além disso, controlavam as ingressões marinhas, influenciando os ambientes deposicionais. A sedimentação da seqüência Cretácea-Terciária foi extensamente afetada por eventos vulcânicos relacionados com a abertura do Oceano Atlântico e pela formação da Cadeia Andina.

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Figura 3.4 – Mapa geológico da Região do Tapajós, Bacia do Amazonas. (Modificado de Scomazzon, 1999).

A seqüência Ordoviciana-Devoniana, representada pelo Grupo Trombetas foi depositada durante a glaciação do final do Ordoviciano, alternando sedimentos glaciais e marinhos com ingressões de leste para oeste, posicionando-se em onlap sobre o Arco de Purús, impedindo a conexão com a atual Bacia dos Solimões. No limite leste da bacia a sedimentação ultrapassou o Arco de Gurupá, conectando-se com as bacias do noroeste africano (Cunha et al., 1994). Esta seqüência está

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relacionada à subsidência termal e mecânica pós-rift. Ocupa duas a três vezes a extensão do rift. O Grupo Trombetas é representado por quatro formações, sejam elas: Autás-Mirim, com arenitos e folhelhos neríticos; Nhamundá, com arenitos neríticos e depósitos glaciogênicos; Pitinga, com folhelhos e diamictitos marinhos e Manacapuru, com arenitos e pelitos neríticos e litorâneos.

A seqüência Devoniano-Carbonífera foi gerada através de um novo ciclo transgressivo-regressivo com sedimentação e novas incursões glaciais mantendo as mesmas condições da seqüência anterior, sem conexão com a bacia do Solimões, mas estendendo-se até as bacias Africanas. Ocorreu subsidência tectônica e geração de sub-bacias. Compreende os Grupos Urupadi e Curuá, que incluem arenitos e folhelhos marinhos de água rasa do Devoniano inferior, seguido por sedimentação glacial no Devoniano superior e continental no início do Carbonífero.

O grupo Urupadi possui duas formações: Maecuru, com arenitos e pelitos neríticos e deltaicos; e Ererê, com siltitos, folhelhos e arenitos neríticos e deltaicos. No grupo Curuá, tem-se as seguintes formações: Barrerinha, consistindo de um pacote de 250 metros de espessura de folhelhos negros radioativos que são os mais importantes geradores de hidrocarbonetos da Bacia. Além disso, este pacote representa uma transgressão marinha global, sendo considerado como registro de máximo paleobatimétrico da bacia; Curirí, com diamectitos, folhelhos e siltitos de ambiente glacial; Oriximiná, com arenitos e pelitos de ambiente fluvial regressivo; e Faro, com arenitos fluvio deltaicos.

A seqüência Permo-Carbonífera é caracterizada por uma sedimentação continental de um amplo sistema deposicional desértico na base, seguida por carbonatos e evaporitos e finalizando com red beds no topo desta seqüência. Com

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o cessar da Orogenia Eoherciniana um novo ciclo trangressivo-regressivo ocorreu entre o Carbonífero médio e o Permiano, associado a mudanças climáticas significativas, passando para um clima mais quente e árido. Ocorreu subsidência termal novamente seguida por subsidência tectônica no final do Carbonífero. Esta seqüência é representada pelo Grupo Tapajós, composto pelas seguintes formações: Monte Alegre, com arenitos eólicos de wadis (rios de deserto), intercalados por siltitos e folhelhos de inter dunas e lagos; Itaituba, com calcários de inframaré; Nova Olinda, com evaporitos de planície de sabkha, depositados durante o final do Carbonífero; e Andirá, composta por uma sedimentação continental com siltitos, arenitos e folhelhos avermelhados, registrando o final deste ciclo e provavelmente afetada pela Orogenia Tardi-Herciniana (Cunha et al., 1994). A Formação Monte Alegre representa os melhores reservatórios.

O final do Paleozóico e inicio do Mesozóico é marcado pela Orogênese Gonduanide, relacionada à colisão dos continentes Laurasia e Gondwana. Em consequência disso, esforços compressionais de direção N–S provocaram fraturamentos e soerguimentos no embasamento, afetando a Bacia e originando uma discordância regional que se estende até a Bacia do Paraná.

Ainda no Mesozóico a bacia sofreu distensão na direção E–W gerando fraturamentos regionais e um intenso magmatismo básico na forma de soleiras e enxames de diques de diabásio. A abertura de espaços preenchidos pelos diques de diabásio está relacionada ao final dos esforços no Permo-Triássico. Os diques básicos Juro-Triássicos ocuparam as fraturas originadas ou reativadas durante a separação das placas africana e sul-americana (Cunha et al. 1994). Com o cessar dos esforços compressionais, no final do Mesozóico, teve inicio um novo ciclo

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deposicional, compondo a seqüência Cretáceo-Terciária, que é formada por arenitos fluviais, da Formação Alter do Chão, e rochas pelíticas contendo restos de conchas de moluscos e vegetais, da Formação Solimões, ambas do Grupo Javari, extensamente afetada por eventos vulcânicos relacionados à abertura do Oceano Atlântico e pela formação da Cadeia Andina. Ocorreu subsidência tectônica.

Por fim, a cobertura quaternária com sedimentos oriundos da cadeia de montanhas Andina, é a última unidade registrada na coluna estratigráfica da Bacia do Amazonas (Cunha et al., 1994).

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Figura 3.4 – Carta estratigráfica da Bacia do Amazonas.(Modificado de Scomazzon, 1999).

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Até a década de 80, a bacia em estudo era conhecida como Bacia do Alto, Médio e Baixo Amazonas, mas depois das pesquisas relativas à evolução tectônica e sedimentar daquela área, observou-se que a Bacia do Alto Amazonas registra história geológica distinta da área do Médio e Baixo Amazonas. Assim, a Bacia do Alto Amazonas é denominada agora de Bacia do Solimões e a região do Médio/Baixo Amazonas é a Bacia do Amazonas.

Diversos estudos realizados sobre a Bacia do Amazonas visando seu potencial para a industria petrolífera, demonstraram que a porção leste da Bacia é propensa a acumular somente gás, enquanto que a sua porção oeste, hidrocarbonetos líquidos e gasosos.

3.2 SÍNTESE DOS TRABALHOS REALIZADOS NA BACIA DO AMAZONAS COM BASE EM CONODONTES

A Bacia do Amazonas foi a primeira bacia brasileira estudada com base em conodontes, registrados no trabalho publicado por Fúlfaro (1965), que descreveu conodontes de afloramentos do rio Tapajós, e datou rochas sedimentares descritas como Carboníferas (Pensilvaniano médio), com base em Idiognathodus cf. acutus Ellison.

Na década de 60, Araújo & Rocha-Campos (1969) estudaram 4 testemunhos de sondagem, correspondentes a calcários da Formação Itaituba utilizando os conodontes para estabelecer a idade relativa dessas rochas, obtendo espécies referentes ao período Carbonífero (Pensilvaniano).

Tengan et al. (1976), também estudaram rochas da Formação Itaituba, juntamente com rochas pertencentes à Formação Nova Olinda, encontrando

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gêneros que foram considerados como os mais importantes do ponto de vista bioestratigráfico, tendo sido utilizados para comparar com a microfauna de idade pensilvaniana inferior a média dos Estados Unidos, respectivamente Morrowano e Bendiano (atualmente considerado como Atokano). Além de dados bioestratigráficos mais precisos, os autores ainda fizeram inferências paleoecológicas, relacionando a microfauna encontrada a um ambiente marinho de águas rasas e quentes.

Em 1988, Rocha-Campos et al., realizaram, pela primeira vez no Brasil, um estudo do Índice de Alteração de Cor em conodontes (IAC) em amostras de subsuperfície e de afloramentos das formações Monte Alegre, Itaituba e Nova Olinda, na Bacia do Amazonas, obtendo valores entre 1 a 5 (cf. classificação de Epstein et al., 1977). Foi observada uma variação (crescimento) do índice em direção ao centro da bacia que pode ter sido causada pelo soterramento do pacote sedimentar Paleozóico. Porém, essa variação do IAC, foi atribuída principalmente ao extenso magmatismo básico ocorrente na bacia durante o Mesozóico.

Lemos & Medeiros (1989) estudaram conodontes encontrados em carbonatos marinhos da Bacia do Amazonas. Observaram que esses microfósseis ocorriam somente nas fases transgressivas com salinidade normal, diminuindo em direção a parte superior da seqüência Carbonífera e estavam ausentes nas fases regressivas, ocasionadas pela tendência da bacia ao isolamento e à precipitação de evaporitos.

Com base nos conodontes Rachistognathus muricatus, Neognathodus symmetricus e Idiognathodus suberectus, inferiram idade morrowana para o topo da Formação Monte Alegre e base da Formação Itaituba e com base em Diplognathodus orphanus – Diplognathodus coloradoensis, estipularam idade atokana para a porção média- superior da Formação Itaituba.

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No ano seguinte, Lemos (1990a ; b), estudando os conodontes das seqüências Carboníferas das Bacias do Amazonas e Solimões, estabeleceu três biozonas para a seção Carbonífera, sendo elas: Zona de Neognathodus symmetricus/ Rachistognathus muricatus (Formação Monte Alegre e parte inferior da Formação Itaituba; idade Morrowana); Zona de Diplognathodus orphanus / Diplognathodus coloradoensis (parte média e superior da Formação Itaituba; idade atokana) a Zona de Streptognathodus elongatus / Idiognathodus ellisoni (base da Formação Nova Olinda; idade virgiliana).

Estudos taxonômicos em conodontes, referentes à Bacia do Amazonas e Solimões, foram realizados em Lemos (1992a ,b), estabelecendo período Carbonífero (Pensilvaniano) para as associações encontradas.

Posteriormente, Lemos & Medeiros (1996a) realizaram um estudo em conodontes encontrados em amostras de subsuperfície da Bacia do Amazonas, com o intuito de obter dados biocronoestratigráficos para o possível reconhecimento do limite Morrowano/Atokano. Através das formas encontradas, foram estabelecidas duas zonas de associação relacionadas ao Carbonífero superior, sendo elas: Zona de Neognathodus symmetricus / Rachistognathus muricatus (Formação Monte Alegre e parte inferior da Formação Itaituba; idade Morrowana); Zona de Diplognathodus orphanus / Diplognathodus coloradoensis, associados a Idiognathodus magnificus (Formação Itaituba; idade Atokana). Assim, observaram que o limite Morrowano/Atokano, na Bacia do Amazonas, encontra-se na porção inferior da Formação Itaituba.

No mesmo ano Lemos & Medeiros (1996b) realizaram um estudo baseado em conodontes do Carbonífero inferior (Chesteriano), na Bacia do Amazonas, atribuídos

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ao intervalo basal da Formação Itaituba. Foram identificadas as espécies:

Gnathodus bilineatus, Lochriea mononodosa e Gnathodus girtyi. Através destas espécies, típicas do Mississipiano, encontradas na região do rio Tapajós, os autores inferiram que provavelmente as primeiras transgressões carboníferas não foram provenientes da região do Solimões, devido a esse material Chesteriano não ser encontrado próximo ao Arco de Purus; assim como as rochas sedimentares do Carbonífero inferior possivelmente não foram totalmente erodidas junto com o registro Devoniano.

Duas novas biozonas foram estabelecidas por Neis (1996) para a Formação Itaituba (Bacia do Amazonas), sendo elas: Rachistognathus muricatus / Idiognathoides ouachitensis (idade Morrowana) e Diplognathodus spp. (idade Atokano), importante colaboração no refinamento do zoneamento bioestratigráfico desta bacia.

Silva & Lemos (1996), com base nos conodontes, fizeram um estudo sobre os ciclos sedimentares observados na Formação Itaituba. Através do moderno conceito de estratigrafia cíclica, as microfaunas de conodontes e fusulinídeos posicionaram o terço inferior da Formação Itaituba no Morrowano e o terço médio-superior da mesma formação no Atokano.

Scomazzon (1999) realizou um refinamento bioestratigráfico com base nos conodontes no Pensilvaniano da Bacia do Amazonas, especificamente na Região do Tapajós, na mesma área estudada neste trabalho. A partir das espécies encontradas, estabeleceu três zonas de intervalos locais da formação Itaituba: I) Zona de Idiognathodus sinuosus / Rochistognathus muricatus – para o Neomorrowano; II) Zona de Idiognathodus klapperi / Streptognathodus parvus – para

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o Neomorrowano – Atokano e, III) Zona de Idiognathodus claviformis / Idiognathodus incurvus – para o Eodesmoinesiano. Resultados paleoecológicos obtidos registraram ambiente marinho raso de baixa energia (inframaré). Ainda, estudos preliminares sobre o índice de alteração de cor (IAC) para esses microfósseis, indicaram valores entre 1,5 e 2, valores esses potencialmente favoráveis à exploração de petróleo.

Os Conodontes também já foram estudados, em menor proporção, em outras bacias paleozóicas, tais como: Bacia do Parnaíba, Solimões e Acre.

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4. OS CONODONTES

4.1. BREVE HISTÓRICO

Os conodontes são os microvertebrados mais comuns do Paleozóico. Foram descobertos por Christian Henrich Pander em 1856, que lhes deu o nome de conodontes devido a sua forma ser semelhante a cones. Os elementos ocorrem no aparelho alimentar, na porção anterior do animal e são microscópicos, com 0,25- 2mm de tamanho, sendo compostos de fosfato de cálcio, mais precisamente de francolita, do grupo das apatitas. O aparelho alimentar completo compreende 15 ou mais elementos e só recentemente sua função como dente foi estabelecida pelos pesquisadores (Purnell, 1993a).

Os conodontes são muito estudados pela comunidade paleontológica por terem se tornado peça fundamental na discussão a respeito da idade dos primeiros vertebrados. Semelhantes à lampréia, eram organismos nectobentônicos, predadores, livre natantes, exclusivamente marinhos, vivendo em águas calmas e quentes, com salinidade até 35%o (estenohalinos).

Ocorreram do Cambriano ao Triássico, o que fez com que se tornassem importantes para Bioestratigrafia, pois são ótimos fósseis guias para a Era Paleozóica devido a sua ampla distribuição mundial e grande variação morfológica ao longo do tempo. Importantes indicadores termais, através do IAC – índice de alteração de cor, são utilizados como ferramenta essencial na indústria petrolífera, estudados na pesquisa de hidrocarbonetos (óleo e gás), para estabelecer a maturação da matéria orgânica.

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Os elementos conodontes são compostos por fosfato de cálcio, formando a parte mineralizada do organismo destes animais, sendo durante muito tempo a única porção encontrada. Recentemente, entretanto, foi encontrado tecido mineralizado (fossilizado) pertencente a partes moles desses vertebrados primitivos. Contudo, estas recentes descobertas são extremamente raras de ocorrer, pois a preservação das partes duras já exige condições muito favoráveis, de ambientes calmos, sem correntes, ou bioturbações, para que permaneçam intactos em rochas sedimentares como folhelhos e carbonatos.

Os elementos conodontes apresentam traços de carbono, fixados na porção orgânica de sua estrutura. O carbono é um elemento sensível a processos de aquecimento, como hidrotermalismo e metamorfismo, alterando a cor original dos dentes destes animais. A variação de cor vai do amarelo pálido a marrom (temperaturas entre 50°C a 300°C) e do preto ao cinza (300ºC até 600ºC).

Apesar das inúmeras descobertas e dos trabalhos baseados na histologia dos elementos, que revelam características de vertebrados, ainda se discute a afinidade filogenética dos conodontes, porque alguns especialistas não acreditam que essas características sejam suficientes para considerá-los vertebrados.

Após serem classificados como pertencentes a diversos filos diferentes, tais como Cnidaria, Mollusca e até como plantas, hoje pertencem ao filo Chordata (Purnell et al.,1995).

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4.2. O ANIMAL

O primeiro registro de tecido fossilizado de Conodontes foi de um único espécimen contendo o aparelho alimentar completo na região cefálica (cabeça), no Carbonífero do Granton Shrimp Bed da Escócia (Briggs et al., 1983). Atualmente existe um total de 10 espécimens encontrados nesta formação, composta por dolomitos marrons pobres em matéria orgânica intercalados com silte muito escuro, rico em matéria orgânica, indicando fácies proximais, de água rasa.

Um único espécimem de um conodonte panderodontídeo pouco preservado, foi encontrado no Siluriano de Waukesha, Wisconsin (Smith et al., 1987) e traços de partes orgânicas foram encontradas em associações com aparelhos alimentares gigantes (em torno de 20 mm) de conodontes, no Ordoviciano superior da África do Sul (Aldridge & Theron, 1993). Os espécimens de Waukesha e da África do Sul revelaram detalhes sobre estruturas na cabeça e possíveis traços do tronco do animal. Porém, os espécimens de Granton fornecem as evidências mais completas a respeito da anatomia dos conodontes.

Através de novos espécimens encontrados no Granton Shrimp Bed (Aldridge et al., 1993), foi possível descrever que eram animais pequenos, com aproximadamente 4 centímetros, com forma de enguia, com olhos proporcionalmente grandes, uma notocorda na parte posterior, miômeros (blocos de músculos em forma de V nas laterais do corpo) e nadadeira caudal, colocando os conodontes no filo Chordata.

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Figura 4.1 – Restauração do animal conodonte.(modificado de Scomazzon, 1999)

Na margem anterior da cabeça existem duas estruturas lobadas, de cor mais escura que as estruturas mineralizadas do tronco. Inicialmente, esses lobos foram considerados por Aldridge & Theron (1993) como “cápsulas ópticas”, mas logo essa hipótese foi descartada devido ao tamanho, forma e posição dos lobos.

Comparações com outros fósseis Agnatha, incluindo Jamoytius, um anaspídeo do Siluriano, sugeriram que os lobos representavam cartilagens escleróticas que ocorriam ao redor dos olhos. No animal do Granton Shrimp Bed, essa cartilagem parece ser profunda com buracos internos em forma de anel, indicando que os olhos eram relativamente grandes e lateralmente posicionados (Briggs et al., 1983). A

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presença de “olhos grandes", nesses espécimens sugere um aparelho cefálico mais avançado que o dos Cefalocordados (e.g. Amphioxus) (Purnell, 1995a).

Traços adicionais de partes orgânicas na região da cabeça foram, em princípio, relacionadas com os olhos (Aldridge & Briggs, 1989), mas atualmente são consideradas como cápsulas ópticas. Assim como alguns traços transversais pálidos que são interpretados como estruturas branquiais (Aldridge et al., 1993).

As principais feições encontradas no tronco do animal são a notocorda, os miômeros e a nadadeira caudal radiada. A notocorda é evidenciada por um par de linhas axiais paralelas, que se estendem anteriormente até próximo ao aparelho alimentar e posteriormente até a ponta da cauda. A posição da notocorda pode variar ao longo do comprimento do animal, porém, geralmente ocorre mais ou menos ao longo do eixo mediano da cauda e pode estar deslocada para a posição ventral no comprimento do tronco (Aldridge et al., 1993).

Os miômeros dos espécimens do Granton Shrimp Bed, são uma das peças mais importantes na discussão da afinidade destes animais aos Cordados. Em todos os espécimens pode-se observar estas estruturas que consistem em um arranjo de miômeros lateralmente pareados e com forma chevron. A posição desses músculos em relação a notocorda varia ao longo do tronco do animal. Segundo Aldridge et al., (1993), tais músculos poderiam ser uma adaptação para escavar o sedimento.

A nadadeira caudal é observada em alguns espécimens, mas não está bem preservada, sendo difícil definir se ela seria simétrica ou se ela se estenderia levemente mais para a região ventral ou dorsal. Em um dos espécimens, os raios da nadadeira são claramente evidentes em um dos lados da cauda. Do outro lado da mesma, ocorrem traços oblíquos indistintos, que poderiam representar a outra parte

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da nadadeira (Briggs et al., 1983). Apesar dessas evidências, a estrutura precisa da nadadeira caudal permanece indefinida.

Entretanto, considerando os elementos denticulados, a presença de tecido ósseo, esmalte, cartilagem calcificada e dentina, são evidências que caracterizam os conodontes como vertebrados primitivos.

4.3. O APARELHO ALIMENTAR

Os conodontes são escavadores macrófagos e seus dentículos funcionam como estruturas interligadas, onde os elementos anteriores agarravam a presa e os elementos posteriores trituravam-na. Compostos principalmente por fosfato de cálcio, pertencente ao grupo das apatitas, mais especificamente francolita, em sua composição contém traços de matéria orgânica que pode sofrer mudança de cor, devido a influências térmicas causadas por processos como soterramento e metamorfismo, no intervalo de temperatura entre 50° e 600°C.

A presença agora confirmada de que os elementos conodontes são dentes e a evidência de macrofagia nesses vertebrados primitivos, favorecem a hipótese de que os primeiros vertebrados eram predadores.

Os elementos conodontes tem tamanho entre 0,2 e 6mm, densidade entre 2,84 – 3,10 e dureza entre 3 e 5. Foram classificadas três formas básicas:

Cônicos: Cambriano-Triássico Ramiformes: Siluriano-Triássico

Pectiniformes: Ordoviciano-Triássico. São os mais importantes para Bioestratigrafia.

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31

De acordo com a posição dos elementos no aparelho alimentar, podem ser subdivididos em: Pa, Pb, M e elementos S (Sa, Sb, Sc, Sd)

Figura 4.2 – Diagrama arquitetural dos aparelhos conodontes. (Modificado de Aldridge et.al., 1993).

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Figura 4.3 – Estampa de algumas espécies encontradas, correspondentes ao elemento Pa.

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5. CLASSIFICAÇÃO TAXONÔMICA

No presente trabalho foram classificados sete gêneros e sete espécies de conodontes, sendo elas:

Idiognathodus claviformis Idiognathodus incurvus Streptognathodus parvus

Idiognathoides sinuatus Declinognathodus noduliferus

Neognathodus sp Adetognathus lautus Diplognathodus orphanus

Das espécies encontradas, tem maior valor cronobioestratigráfico:

Idiognathodus claviformis Idiognathodus incurvus Declinognathodus noduliferus

Diplognathodus orphanus

As tabelas a seguir apresentam os conodontes e a fauna associada de cada amostra.

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Tabela 1 – PONTO 1 Amostra

(Am)

Peso Total (g)

Peso Colocado no Ácido (g)

Peso Examinado (g)

Conodontes Fauna Associada

1.1 535 226,66 57

Idiognathodus incurvus Diplognathodus

noduliferus

Dentes de peixe, braquiópodes, crinóides, briozoários

e ostracodes

1.2 765 510,15 55 Fragmentos Escolecodontes e

crinóides

1.3 478 325,63 75 Idiognathodus incurvus

Dentes de peixes e fragmentos

orgânicos

1.4 563 365,25 50

Declinognathodus noduliferus

Dentes de peixes, crinóides e tubos de

vermes

(Am)

Peso Total (g)

2.1 670 130 50

Idiognathodus incurvus (20) Crinóides e espículas de esponjas

2.2 640 160 35

Idiognathodus incurvus (19) Adegtonathus lautus (2) Diplognathodus orphanus (18)

Briozoários e dentes de peixes

2.3 285 140 50

Idiognathodus incurvus (5) Idiognathodus claviformis (10)

Diplognathodus orphanus (2) Neognathodus sp (5)

Dentes de peixes, escolecodontes e

crinóides

2.4 500 230 45

Idiognathodus incurvus (14) Diplognathodus orphanus (6) Declinognathodus noduliferus

(3)

Neognathodus sp (2) Streptognathodus parvus (2)

Idiognathoides sinuatus (5)

Micro gastrópodes, crinóides, ostracodes (um valva aberta e um completo) e dentes de

peixes

2.5 750 230 25

Idiognathodus sp (1) Diplognathodus orphanus (1)

Neognathodus sp (1)

Braquiópodes, briozoários, crinóides e ostracodes, tubo de

verme.

2.6 630 185 20

Declinognathodus noduliferus (1)

Ostracodes, braquiópodes, dentes de peixes e crinóides

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35

(Am)

Peso Total (g)

3.1 600 330 55

Idiognathodus incurvus (6) Idiognathodus claviformis (4) Diplognathodus orphanus (2)

Neogtonathodus (2)

Dentes de peixes, ostracodes, crinóides

3.2 300 125 25 – –

3.3 685 180 40 Idiognathodus incurvus (20) –

3.4 765 270 25 Idiognathodus sp (2)

Ostracodes, briozoários, crinóides e

dentes de peixes

Tabela 4– PONTO 4 Amostra Peso

Total (g)

Conodontes Fauna Associada 4.1 780 400 50 Neognathodus sp.(1) Tubos de verme,

crinóides e ostracodes

Tabela 5- PONTO 5 Amostra Peso

Total (g)

Peso

Examinado (g) Conodontes

Fauna Associada

5.1 700 550 30 - Escolecodontes

5.2 600 480 40 - Crinóides

5.3 400 260 35 - -

5.4 700 310 Crinóides, ostracodes e

dentes de peixes

5.5 660 300 30 - -

5.6 620 460 43 - Crinóides e briozoários

5.7 575 260 45 Idiognathoides sinuatus (2) Dentes de peixes e escolecodontes

5.8 450 280 35 Fragmentos Dentes de peixes e

fragmentos orgânicos

5.9 570 325 - -

5.10 620 485 54 - -

5.11 700 325 67 - -

5.12 640 485 70 Idiognathoides sinuatus (1) Fragmentos orgânicos e dentes de peixes

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36

Tabela 6 - PONTO 6 Amostra Peso

Total (g)

6.1 400 280 40 Fragmentos Dentes de peixes e

fragmentos orgânicos

6.2 550 340 45 Idiognathoides sinuatus (2)

Dentes de peixes, escolecodontes e fragmentos orgânicos

6.3 630 260 43 - -

6.4 730 596 56 Fragmentos

Crinóides, dentes de peixes e espículas de

esponjas

6.5 550 240 50 - -

6.6 570 300 45 - -

6.7 660 515 55 - -

6.8 540 266 45 - -

6.9 725 580 50 - -

6.10 550 290 40 - -

6.11 580 470 30 Neognathodus sp (2)

Idiognathodus sp (1)

Braquiópodes, crinóides, escolecodontes e dentes de peixes.

6.12 500 365 30 -

Braquiópodes, briozoários, crinóides e

gastrópodes

5.1. SISTEMÁTICA PALEONTOLÓGICA

A classificação sistemática dos conodontes é feita através do seu aparelho alimentar, única parte preservada nas rochas sedimentares, que apresenta diferentes morfotipos no mesmo conjunto. Por possuírem uma natureza multielemental, os dentes deste animal permitem defini-lo através da composição e estrutura do aparelho, que é composto por elementos de diferentes formas (Pa, Pb, M, S).

A classificação utilizada neste trabalho baseia-se em Sweet & Brgström (1981, in Robinson, 1981) – Treatise on Invertebrate Paleontology e Sweet (1988) – The Conodonta. Seguindo a designação de Donoghue et al. (1998) as categorias hierárquicas utilizadas foram:

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Filo CORDATA Bateson, 1886 Subfilo VERTEBRADA Linnaeus, 1758

Classe CONODONTA Pander, 1856 Ordem OZARKODINIDA Dzik, 1976

5.2. DESCRIÇÃO DO ELEMENTOS CONODONTES ENCONTRADOS

Ordem OZARKODINIDA Dzik, 1976

Família IDIOGNATHODONTIDAE Harris & Hollingsworth, 1933

Gênero Idiognathodus Gunnell, 1931

[I. claviformis; OD] [= Scottognathus Rhodes, 1953^a (partim), nom subst. Pro Scottella Rhodes, 1952, non Enderlein, 1910, a dipteran].

Espécie-tipo:

Idiognathodus claviformis Gunnell, 1931.

Diagnose: Aparelho seximembrado ou septimembrado. Elemento Pa scaphate, Pb angulate, M dolabrate, Sa alate, Sb bipennate, Sc bipennate. O elemento Pa é diagnóstico; lâmina livre longa com, no mínimo, metade do comprimento do elemento. A carena é parcial ou completamente suprimida. As costelas transversais são bem desenvolvidas principalmente na porção posterior da superfície oral e não apresenta depressão mediana.

Idiognathodus claviformis (Gunnell, 1931)

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Descrição: O elemento encontrado corresponde a um elemento Pa que, observado em vista superior se apresentou alongado, com contorno arredondado, lâmina livre se unindo à plataforma em posição mediana, continuando como carena até um terço da porção anterior da plataforma livre, possuindo um lobo bem definido. Em vista lateral o elemento é suavemente convexo, com a cavidade basal longa, assimétrica e profunda. Possui a porção anterior da plataforma mais larga e mais arredondada do que I. incurvus.

Distribuição estratigráfica mundial: Atokano superior-Missouriano médio

Distribuição paleogeográfica mundial: América do Norte, América do Sul, Europa e Ásia

Material estudado: P2 Am 2.3; P3 Am 3.1 Elementos encontrados: 14 elementos Pa

Idiognathodus incurvus (Dunn, 1966)

Descrição: Elemento Pa: Em vista superior possui lâmina livre longa com oito dentículos, decrescendo em direção à plataforma, unindo-se a esta em posição mediana e continuando como carena aproximadamente dois terços da porção anterior da plataforma. Esta última é alongada, com final posterior pontiagudo e suavemente inclinado para dentro, sendo que a margem interna possui lobo acessório com um a três nódulos e a margem externa, por vezes apresenta o lobo acessório delgado, com um nódulo apenas. Apresenta cinco costelas laterais. Em vista lateral a plataforma é suavemente convexa anteriormente e côncava posteriormente. A cavidade basal é assimétrica, profunda e centrada abaixo da porção mediana da plataforma.

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Elemento Pb: Apresenta lâmina arqueada, com dentículo apical duas vezes maior que os outros, pontiagudo e localizado na metade do comprimento da lâmina. O processo anterior possui quatro a oito dentículos e o posterior dois a quatro dentículos. A cavidade basal é estreita e profunda.

Distribuição estratigrafica mundial: Atokano médio - Desmoinesiano inferior Distribuição paleobiogeográfica mundial: América do Norte, América do Sul, Europa e Ásia

Material estudado: P1 Am 1.1.3; P2 Am 2.1, Am 2.2, Am 2.3 Elementos encontrados: 86 elementos (Pa e Pb).

Gênero Streptognathodus Stauffer & Plummer, 1932 [S. excellus; OD] [=

Scottognathus Rhodes, 1953b (partim), nom. subst. Pro Scotella Rhodes, 1952, non Enderlein, 1910, a dipteran].

Espécie-tipo:

Streptognathodus excelsus Stauffer & Plummer, 1932.

Diagnose: Aparelho seximembrado ou septmembrado; elemento Pa scaphate, Pb angulate, M dolabrate, Sa alate, Sb bipennate, Sc bipennate. O elemento Pa tem uma lâmina livre longa e plataforma com depressão mediana e costelas transversais. A depressão mediana distingue Streptognathodus de Idiognathodus.

Streptognathodus parvus

Descrição: Os elementos Pa encontrados em vista superior, apresentam a lâmina livre lateralmente comprimida, tem maior altura na porção anterior decrescendo em direção a plataforma, unindo-se a esta em posição mediana e continuando como

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uma carena baixa e fusionada. A plataforma apresenta uma superfície oral lanceolada e tem final posterior, levemente arredondado. Sua porção anterior consiste de parapeitos estreitos e nodosos separados da carena por um sulco mediano. A parte posterior é ornamentada por quatro a seis costelas transversais que são atravessadas pela carena na maioria das vezes. No lado interno da plataforma têm um lobo assessório com um a três nódulos alinhados paralelos ao eixo longitudinal. Em vista lateral, a plataforma é levemente incurvada. A cavidade basal é longa, assimétrica, sendo mais profunda do centro da cavidade, se estende como um sulco raso até a porção inferior da lâmina livre.

Distribuição estratigráfica mundial: Morrowano – Atokano

Distribuição paleobiogeográfica mundial: América do Norte e América do Sul Material estudado: P2 Am 2.3

Elementos encontrados: dois elementos Pa

Gênero Idiognathoides Harris & Hollingsworth, 1933

[I. sinuata; OD] [Polygnathodella Harlton, 1933; Declinognathodus Dunn, 1966;

Oxignathus Ellison, 1972].

Espécie-tipo:

Idiognathoides sinuata Harris & Hollingsworth, 1933.

Diagnose: Aparelho desconhecido, provavelmente seximembrado ou septimembrado. Elemento pectiniforme scaphate, com lâmina medial ou lateral que possui quase a metade do comprimento do elemento, em alguns se continuando como carena deflexionada mergulhando com o parapeito ou terminando contra ele.