Quimioestratigrafia de Sequências Meso-e Neoproterozóicas do Terreno Nico Pérez: idade, ambiente de sedimentação e correlações

Texto

(1)1. “QUIMIOESTRATIGRAFIA DE SEQUÊNCIAS MESO E NEOPROTEROZÓICAS DO TERRENO NICO PÉREZ: IDADE, AMBIENTE DE SEDIMENTAÇÃO E CORRELAÇÕES” Dissertação de Mestrado 2008.

(2) 2. UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS. DISSERTAÇÃO DE MESTRADO “QUIMIOESTRATIGRAFIA DE SEQUÊNCIAS MESO- E NEOPROTEROZÓICAS DO TERRENO NICO PÉREZ: IDADE, AMBIENTE DE SEDIMENTAÇÃO E CORRELAÇÕES”. Autora: Leticia Lourdes Chiglino Mendizábal. Orientador: Alcides Nóbrega Sial. Orientador Externo: Claudio Gaucher Pepe. Co- Orientadora: Valderez Pinto Ferreira. Recife, Outubro 2008.

(3) 3. LETICIA LOURDES CHIGLINO MENDIZABAL Geóloga, Universidad de la República, Uruguai, 2006. “QUIMIOESTRATIGRAFIA DE SEQUÊNCIAS MESO- E NEOPROTEROZÓICAS DO TERRENO NICO PÉREZ: IDADE, AMBIENTE DE SEDIMENTAÇÃO E CORRELAÇÕES”. Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Geociências, Centro de Tecnologia e Geociências, Universidade Federal de Pernambuco, em 20 de outubro de 2008 em preenchimento parcial á obtenção do grau de Mestre em Geociências, área de concentração Geoquímica, Geofísica e Evolução Crustal.. Recife (PE)-2008.

(4) 4. M537q. Mendizabal, Letícia Chiglino Quimioestratigrafia de Sequências Meso-e Neoproterozóicas do Terreno Nico Pérez: idade, ambiente de sedimentação e correlações / Letícia Chiglino Mendizabal.- Recife: O Autor, 2008. 81 folhas, il : figs., gráfs. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Pernambuco. CTG. Programa de Pós-Graduação em Geociências, 2008.. Inclui bibliografia e anexos. 1. Geociências 2. Neoproterozóico. 3. Quimioestratigrafia 2. Terreno Nico Pérez. 1. Título. UFPE. 551. CDD (22. ed.). BCTG/2008-135.

(5) 5.

(6) 6. Según dicen algunas antiguas tradiciones, él árbol de la vida crece al revés. El tronco y las ramas hacia abajo, las raíces miran al cielo. No ofrece sus frutos, sino su orígen. No esconde bajo la tierra lo más entrañable, lo más vulnerable, sino lo arriesga a la interperie: entrega sus raíces, en carne viva, a los vientos del mundo. -Son cosas de la vida- dice el árbol de la vida. estu Eduardo Galeano. Dedico este trabalho a: A minha família, minha mãe Susana, meus avós Nelly e Josecho, a meu tio José Luis, minhas irmãs Mónica e Gabriela, a Raúl e Ricardo . A minha sobrinha Lucía que trouxe felicidade e paz para todos. A Lalo que por o apoio constante e ensinar que é possível viver de outra forma A meus amigos María José, Gabriela, Fabiana, Silvana, Juan, Gonzalo, Augusto, Renata, Margarida, Valberlandia, Ana, Bernardo, Mariza pela força..

(7) 7. AGRADECIMENTOS. Quero expressar meu especial agradecimento para:. A CAPES pela bolsa concedida durante este tempo que permito me dedicar a esta pesquisa. A UFPE, Programa de Pós-Graduação em Geociências que abriu as portas para poder realizar este trabalho. Ao Prof. Alcides Nóbrega Sial pela oportunidade de desenvolver este trabalho, amizade, confiança e paciência durante todo este tempo. Ao Prof. Claudio Gaucher pelo incentivo e amizade desde o inicio da minha aventura na geologia e os conselhos para que este trabalho saísse bem. A Profa.Valderez Pinto Ferreira por o apoio desde que chegue ,e pela preocupação e cuidado nas análises . Ao Prof. Jorge Bossi, por sua participação nos trabalhos de campo e discução Ao todo o equipe do Neg-Labise, a Vilma Sobral Bezerra e Gilsa M. de Santana pelo cuidado na realização de das análises. A os professores do departamento de Geologia da UFPE: Profa. Lucía Mafra, Virgínio Marquez, Mariano Gorki pelo apoio. A todas as pessoas que teve a oportunidade de conhecer em este tempo, que sempre acreditarem em mim e fizerem sentir de Recife minha casa.. MUITO OBRIGADO..

(8) 8. RESUMO. Novos dados quimioestratigráficos para duas unidades Mesoproterozoicas e uma Neoproterozóica do Terreno Nico Perez somam-se a coluna estratigráfica do Uruguai. O Grupo Carapé integrado pelas Formações: (1) Marco Los Reyes composta de calcário puro, BIFS, arenito, mármores e anfibolito. Rochas carbonáticas desta Formação apresentam valores máximos de δ13C de +5‰ e duas excursões negativas (-3,2 e 2,3‰) e. 86. Sr/87Sr com valores entre 0.707 e 0.710 , sugerindo idade Neoproterozóica,. entre 600 e 680 Ma; (2) Mataojo composta de dolomitos calcíticos, meta-arenitos, micaxistos, anfibolitos e gneisses. Apresentam valores de δ13C próximos a 0‰, característica de rochas carbonáticas do Mesoproterozico. O Grupo Parque UTE (GPU), uma seqüência metavolcano-sedimentar, é constituído da base para o topo pelas Formações (1) Cañada Espinillo com rochas vulcânicas básicas; (2) Mina Valencia com dolomitos brancos e puros, intercalados com dolomitos cinza e níveis de calcarenitos e calciruditos (tempestitos); (3) Cerro del Mastilcom folhelhos negros carbonáticos, intercalados com rochas calcárias cinza e piroclásticas ácidas. Os valores de δ13C apresentam um plateu positivo entre 1 e 1,5‰ e duas excursões negativas (-1 e -3 ‰) que sugerem idade Mesoproterozica, e que é coerente com dados radiométricos de U-Pb em zircão de 1422 ± 21Ma dos riolitos do topo e idades de 1492 ± 21 Ma em gabros da base. Este estudo confirma a importância do conhecimento da geologia do craton do Rio de La Plata para a compreensão da evolução do Gondwna durante este intervalo de tempo da história geológica da Terra.. Palavras Chaves: Meso-Neoproterozóico, Terreno Nico Pérez, Craton do Río de la Plata.

(9) 9. ABSTRACT. New chemostratigraphic data are presented for two Mesoproterozoic and one Neoproterozoic succession of the Nico Pérez Terrane in Uruguay. The Carapé Group is made up of the following units: (1) Marco Los Reyes Formation, comprising pure limestone and marble, banded iron formation (BIF), sandstone and amphibolite. Limestones of this unit yielded maximum δ13C values of +5‰ PDB, and two negative excursions (-3,2 and -2,3‰ PDB).. 86. Sr/87Sr ranges between 0.7070 and 0.7100,. suggesting a Neoproterozoic age between 600 and 680 Ma. (2) The Mataojo Formation is made up of dolostone marble, metasandstone, micaschists, amphibolites and gneisses. Carbonates yielded δ13C values around 0‰ PDB, which combined with available U-Pb detrital zircon ages of 1.800 Ma, strongly suggest a Mesoproterozic depositional age. The Parque UTE Group (PUG) is a volcanosedimentary succession which is made up, from base to top, of: (1) Cañada Espinillo Formation, characterized by basic volcanics; (2) Mina Valencia Formation, composed of light gray, pure dolostones on top of calcarenites and calcirudites (storm deposits); (3) Cerro del Mástil Formation, made up of black shales intercalated with grey limestones and acid lapilli-tuffs. δ13C values of carbonates in the PUG show a positive plateu at 1 to 1.5 ‰ PDB, and two negative excursions (-1 e -3 ‰). The obtained δ13C curve, along with U-Pb zircon ages of 1492 ± 21 Ma and 1422 ± 21 Ma for –respectively- gabbros at the base and rhyolites at the top of the PUG, is consistent with a Mesoproterozoic age for the unit. The importance of Mesoproterozoic rocks in the Rio de La Plata Craton, until now almost unknown, is highlighted by the present study. This, in turn, has important repercussions for palaeogeographic models of Rodinia and Gondwana.. Keys Words: Meso-Neoproterozoic, Nico Pérez Terrane, Río de la Plata Craton.

(10) 10. SUMARIO. N° de Página. CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO.......................................................................................1 1.1. Objetivos ....................................................................................................................1 1.1.1. Geral .......................................................................................................................1 1.1. 2. Específicos..............................................................................................................2 1.2. Contexto geográfico da área de trabalho....................................................................2 1.3. Localização da área de estudo....................................................................................2. CAPÍTULO II. MATERIAS E MÉTODOS.....................................................................5 2.1. Análise bibliográfica………………………………………………...........................5 2. 2. Trabalho de Campo...................................................................................................5 2.2.1Fotointerpretação. .....................................................................................................5 2.3. Trabalho de Laboratório.............................................................................................5 2.3.1Análises Petrograficas...............................................................................................5 2.3.2. Análises de isótopos e química mineral………………………..............................6. CAPÍTULO III. GEOLOGÍA…………………………………………………………....9 3.1.Generalidades………………………………………………………………………..9 3. 2. Antecedentes da área de estudo..............................................................................14 CAPITULO IV. LITOESTRATIGRAFÍA DA ÁREA DE ESTUDO...........................26 4.1. Carbonatos do Grupo Carapé...................................................................................26 4.2. Carbonatos do Grupo Parque UTE (ex- Grupo Lavalleja e Fuente del Puma)........33.

(11) 11. CAPÍTULO V. QUIMIOESTRATIGRAFÍA...............................................................41 5.1-Fundamento Químico……………………………………………………………....41 5.2. Fracionamento Isotópico…………………………………………………………..42 5.3. Isótopos de Carbono , Oxigeno e Estrôncio............................................................43 5.3.1. Carbono…………………………………………………………………………43 5.3.2 Oxigênio………………………………………………………………………….45 5.3.4. Estrôncio…………………………………………………………………………45 5.4.1. δ13C……………………………………………………………………………...46 5.4.2.87Sr/ 86 Sr………………………………………………………………………….48 5.5Mudanças na composição isotópica original…………..............................................48 CAPÍTULO VI. ANALISES QUIMIOESTRATIGRÁFICO DE ISÓTOPOS DE C, O E Sr DAS UNIDADES EM ESTUDO.............................................................52 6.1. Grupo Carapé............................................................................................................52 6.1.1 Formação Marco de los Reyes................................................................................52 6.1.2.FormaçãoMataojo...................................................................................................58 6.2.Grupo Parque UTE....................................................................................................61. CAPÍTULO VII. DISCUSSÃO………………………………………………………66. CAPÍTULO VIII. CONCLUSÕES................................................................................74. BIBLIOGRAFIA............................................................................................................76.

(12) 12. APÊNDICE.....................................................................................................................81. FIGURAS. N° Página. Figura 1. Localização da área de estudo............................................................................4 Figura 2. a)MicroscópioPetrográfico, b)MoinhoOrbitalMa365........................................7 Figura.3. a)Linha de extração de CO2, b)Vista lateral do Espectrômetro de Massa SIRA II, c)Vista da frente do Espectrômetro de Massa SIRA II, d) Equipamentode FRXRigaku RIX 3000, e) Campanas do laboratório de troca iônica f) Vista geraldo laboratório de troca iônica.................................................................................................8 Figura 4. Esquema geológico geral do Uruguai..............................................................11 Figura 5. Localização do Terreno Tandilia.(Modificado de Bossi et al 2005)................12 Figura 6.Localização da área de estudo no Terreno Nico Pérez. (Modificado de Gaucher et al 2006)........................................................................................................................15 Figura 7. Litoestratigrafía e quimioestratigráfía da Formação Cerros Villalba (Gaucher et al, 2006).......................................................................................................................16 Figura 8. Litoestratigrafía e Quimioestratigrafía do Grupo Mina Verdún.( Gaucher et al, 2007)................................................................................................................................18 Figura 9. Litoestratigrafía e Bioestratigrafía do Grupo Arroyo del Soldado (Gaucher et al 2006)…………………………………………………………………........................21 Figura 10. Mapa geológico do Grupo Carapé.( Bossi et al, 2007)…………………….27 Figura 11. Perfil AIG 11 (34º 18´20.29´´S/ 54° 55´46.55´´) e AIG 12 (34° 18´31.4” S/ 54° 56´02.6” W) da Formação Marco de los Reyes........................................................28.

(13) 13. Figura 12. Perfil Lcñ2 ( 34° 33´ 57.34” S/ 55° 2´18.43” W) e PIR 45(34° 49’ 14.89” S/ 55° 5’ 47.06”W) da Formação Marco de los Reyes........................................................29 Figura 13. Perfil FPU 136(34° 33’ 37.30” S/ 55° 11’ 15.22” W) e Lcñ (34° 31’ 55.75” S/ 55° 6’20.17”W) da Formação Mataojo......................................................................32 Figura 14. Laminas petrográficas do perfil FPU 136: a) Níveis calcários (luz naturax10), b) idem a. com luz polarizada, c) Presença do mineralTremolita (x10), d) idem com luz polarizada..............................................................................................33 Figura 15. Perfil da Mina Valencia (Modificado de Midot 1984)...................................35 Figura 16. Calcários da Formação Mina Valencia: a) Perfil Val(luz natural10x), b)Vista a. detalhe. com. luz. polarizada. ,. c). Presença. de. filosilicatos. no. perfil. Val.(10x)..........................................................................................................................37 Figura 17. Esquema geológico e estratotipo do Grupo Parque UTE (34° 25’ 31.9” S/ 55° 11’ 30.11”W)...................................................................................................................38 Figura 18. Perfil FPU 11(34° 33’ 37.7” S/ 55° 17’ 05.5”W) e ANCAP N° 5 (34° 30’43.6” S/ 55° 10’ 54.6” W )do Grupo Parque UTE.....................................................39 Figura 19. Perfil FPU 144 (34° 33’ 59.36” S/ 55° 15.51’ 19” W) do GrupoParque UTE.................................................................................................................................40 Figura 20. Relação entre carbono soterrado em sedimentos versus a composiçã isotópica de carbonatos e matéria orgânica (Modificado de Knoll 2003)......................................44 Figura 21. Sistema oceano- atmosfera no ciclo do C......................................................46 Figura22. Curva global das relações isotópicas de carbono da água do mar. Modificada de Khan et al., 1999……………………………………………………….....................48.

(14) 14. Figura 23. Diagrama de Temperatura versus coeficiente de distribução (k) para Sr....49 Figura 24. Curva de rações de Sr/Sr na água do mar,.Jacobsen et al (1999)...................50 Figura 25. Diagramas de Derry et al (1992)....................................................................51 Figura 26.Diagramas de correlação geoquímica da Formação Marco de los Reyes.......53 Figura 27. Grupo Carapé-Formação Marco de los Reyes, Pedreira Bull Dog (PIR 45)....................................................................................................................................54 Figura 28.Grupo Carapé-Formação Marco de los Reyes, Pedreira Floridán.S.A (AIG 12)....................................................................................................................................55 Figura 29. Grupo Carapé-Formação Marco de los Reyes, Pedreira Los Portugueses (AIG 11)..........................................................................................................................56 Figura 30. Grupo Carapé-Formação Marco de los Reyes, Pedreira Robaina (Lcñ2)..............................................................................................................................57 Figura 31. Diagramas geoquímicos da Formação Mataojo.............................................58 Figura. 32.. Grupo. Carapé-Formação. Mataojo,. Pedreira. San. Agustín. Lcñ3.................................................................................................................................59 Figura 33. Grupo Carapé-Formação Mataojo, Pedreira Piedrahita FPU 136.................60 Figura 34. Diagramas geoquímicos do Grupo Parque UTE............................................61 Figura 35.Grupo Parque UTE-Estratotipo (VAL, FPU 153,FPU 154)...........................62 Figura 36.Grupo Parque UTE- Pedreira FPU 11............................................................63 Figura 37. Grupo Parque UTE-Pedreira Negro Tamara (FPU 144)................................64 Figura 38.Grupo Parque UTE- Yacimiento ANCAP 5...................................................65 Figura 39. Localização quimioestratigráfica de la Formação Marco de los Reyes- Grupo Carapé..............................................................................................................................66 Figura 40. Localização quimioestratigráfica de la Formação Mataojo- Grupo Carapé..............................................................................................................................67.

(15) 15. Figura 41. Localização quimioestratigráfica do Grupo Parque UTE.........................71.

(16) 1. CAPÍTULO I – INTRODUÇÃO. O Terreno Nico Pérez (TNP) desde sua definição por Bossi & Campal (1992), tem sido objeto de múltiplos estudos. O mesmo é parte do embasamento pré-cambriano do Uruguai e junto com o Terreno Piedra Alta conforma parte do cráton do Rio da Prata. O Terreno Nico Pérez caracteriza-se por unidades que vão desde o Arqueano ao Cambriano, as quais apresentam um quadro litotectônico complexo. Das seqüencias sedimentares descritas, existe um número importante que incluem carbonatos, das quais o Grupo Carapé e o Grupo Parque UTE (ex - Grupo Lavalleja ou Formação Fuente del Puma) são objeto deste trabalho.Ambas unidades são temas controvertidos para a geologia do Uruguai, porque desde a definição das mesmas até hoje não existe um acordo sobre a idade, como tampouco o ambiente de sedimentação. A partir deste trabalho, obteve-se como principal resultado a definição da quimioestratigrafia do Grupo Carapé e do Grupo Parque UTE, o qual permitiu precisar a idade e aprofundar o estudo das diferentes unidades Meso e Neoproterozóicas do Uruguai, contribuindo desa maneira, com o estudo das sequências sedimentares pré-cambrianas e a evolução geológica para este período da história da Terra.. 1.1. Objetivos. 1.1.1. Geral. Definir a quimioestratigrafia isotópica (C, O, Sr) do Grupo Carapé e do Grupo Parque UTE (ex Grupo Lavalleja), a partir das análises dos calcários presentes nestas unidades, como ferramenta complementar, para determinar a idade das mesmas e o ambiente de sedimentação..

(17) 2. 1.1. 2. Específicos. 1) Elaborar as colunas estratigráficas correspondentes às diferentes unidades em estudo. 2) Coleta de amostras com a posição estratigráfica exata nas colunas levantadas. 3) Determinar as características geoquímicas dos calcários. 4) Determinação dos valores δ13C, δ18O e. 87. Sr/86Sr.. 5) Elaborar as curvas de variação de δ13C, δ18O e. 87. Sr/86Sr e os correspondentes. comparativos, com os valores standard para cada uma das unidades supracitadas.. 1.2. Contexto geográfico da área de trabalho. A República Oriental do Uruguai localiza-se ao SE da América do Sul, entre os meridianos 30-35° de latitude S e os paralelos 53-58° de longitude W e abrange uma superfície total de 176.215 km2. Está limitado ao norte por Brasil, ao E pelo Oceano Atlântico, ao sul pelo Rio de la Plata e ao oeste com a Argentina. Politicamente é constituído por 19 departamentos. Caracteriza-se por uma paisagem de planícies e elevações suaves chamadas cuchillas, com o ponto mais alto de 513m (Cerro Catedral). 1.3. Localização da área de estudo. A área de trabalho localiza-se entre o meridiano 34 °S e o paralelo 55°W, engloba os departamentos de Lavalleja e Maldonado. As principais vias de acesso ao local são as Rodovias Nacionais N° 8, N°12, N°60 e N°81. (Figura1) Caracteriza- se por uma fisiografia de serras, com cotas entre 148 e 396 m sobre o nível do mar. Apresenta uma importante rede de drenagem que recorta a área, representado pelo Arroio Pan de Azúcar, Arroio Campanero Grande e Arroio San Francisco..

(18) 3. A maior densidade populacional localiza-se nas cidades de Minas e Pan de Azúcar, o restante da área se caracteriza por pequenos povoados. A principal atividade econômica é a pecuária e a atividade extrativa de calcários para a indústria do cimento portland e de cal. Nos departamentos de Lavalleja e Maldonado localizam-se as principais mineradoras: Artigas SA, ANCAP e Companhia Nacional de Cimentos..

(19) 4. Figura 3: Localização da área de estudo.

(20) 5. CAPÍTULO II. MATERIAS E MÉTODOS. Para realizar este trabalho de pesquisa, foram cumpridas as seguintes etapas: 2.1. Análise bibliográfica Compilação e estudo de antecedentes geológicos locais e regionais relacionados a área de trabalho, como também a leitura de material científico específico (livros, artigos) sobre o tema abordado nesta pesquisa. 2. 2. Trabalho de Campo 2.2.1 Fotointerpretação. Estudo das fotos aéreas em escala 1: 20.000 da área de trabalho, para reconhecer as estruturas e litologias que a caracterizam, com a finalidade de fazer um mapa preliminar da região. 2.2.2 Elaboração do mapa geológico. Nesta etapa, reconhecem-se as litologias no campo, relações espaciais e genéticas, características estruturais, como também construção de colunas estratigráficas das unidades em estudo. Também foi realizada a coleta de amostras das litologias calcárias, para análises petrográficas e isotópicas. 2.3. Trabalho de Laboratório. 2.3.1. Análises Petrográficas. Elaboração de lâminas delgadas, utilizando o método de laminação e polimento standard, de Tucker (1989) e descrição petrográfica. A partir deste estudo, realizou- se a seleção das amostras para análises químicas e isotópicas, optando por aquelas que apresentavam menos evidências de alterações. As amostras selecionadas foram processadas nos laboratórios de laminação e microscopia óptica dos departamentos de Geologia da Faculdade de Ciências (Uruguai) e no NEG-LABISE da UFPE (Brasil). (Figura 2. a)..

(21) 6. 2.3.2. Análises de isótopos e química mineral. As amostras selecionadas foram pulverizadas, utilizando um moinho de disco orbital 365 Ma do Laboratório de Preparação de Amostras (LPA), do departamento de Geologia da UFPE. Separou-se 20 mg da amostra, os quais foram colocados em um tubo para reagir com ácido ortofosfórico, a seguir colocados na Linha de Extração de Carbonatos (Figura 3.a) para a retirada do ar e implantação do vácuo. Depois desta etapa, a amostra foi colocada em “banho-maria”, a uma temperatura de 25ºC, dando início a seguinte reação: 5CaCO3 + 3H3PO4 → Ca5 (PO4)3 + 5CO2 +4H2O Uma vez obtido o gás CO2, o mesmo foi analisado em um espectrômetro de massa SIRA II da V.G. ISOTECH (Figura 3.b e c), onde desenvolvem- se as reações para o fracionamento de oxigênio e permite a análise de δ13 C e δ18 O. O padrão de correção utilizado é o BSC (Borborema Skarn Calcite), calibrado contra NBS-18 (carbonatito), NBS-19(toilet seat limestone) e NBS-20 (Solenhofen limestone). A partir dos valores de δ13 C, selecionou- se algumas amostras para análises químicas de elementos maiores e traças, no Laboratório de Fluorescência de Raios-X, equipado com a unidade Rigaku RIX 3000 XRF, com um tubo Rh. Com essas análises, determinou-se a relação entre as modificações presentes nos valores de δ13 C e as modificações na química mineral. Todas as amostras foram feitas no NEG-LABISE (Figura 3.d). Realizou-se também a separação de Sr por cromatografia de troca iônica em amostras de carbonatos no laboratório do NEG-LABISE (Figura 3 e 3f). Esse processo consta das seguintes etapas: (1) As amostras são tratadas com acetato de amônio, depois de 24 horas são retirados 3ml e colocadas em um tubo eppendorf® para centrifugar três vezes por três minutos.(2) O material é levado para secar, sem amostra é um carbonato puro, este deve ser atacado com 3 ml de ácido acético a 4% e duplamente centrifugado por três minutos, depois transferido para um frasco de teflon e levado para secar. (3) Por último, a separação de Sr é feita através da dissolução da amostra em uma coluna de teflon retrátil (5cm de altura e 3mm de diâmetro interno) com uma resina trocadora de íons (Sr-SPEC), depois da dissolução dos íons desnecessários, o Sr é coletado em ácido nítrico 2,9N. Essa fração diluída.

(22) 7. com o Sr é levada para secar em uma lapada incandescente, e o pó obtido, è enviado para análises isotópica no. laboratório de Geocronologia da. Universidade de Brasília.. Figura 4: a) Microscópio Petrográfico,. b) Moinho Orbital Ma 365.

(23) 8. Figura.3.a)Linha de extração de CO2, b)Vista lateral do Espectrômetro de Massa SIRA IIc)Vista da frente do Espectrômetro de Massa SIRA II, d).Equipamento de FRX . Rigaku RIX 3000 e) Campanas do laboratório de troca iônica f) Vista geral do laboratório de troca iônica..

(24) 9. CAPÍTULO III. GEOLOGÍA. 3.1. Generalidades. A geologia do Uruguai está representada por um embasamento pré-cambriano, exposto principalmente ao Sul do território e o restante caracterizado por uma importante cobertura Fanerozóica.(Figura 4) O embasamento pré-cambriano está definido por quatro unidades tectonoestratigráficas: Terreno Piedra Alta (TPA), Terreno Tandilia(TT), Terreno Nico Pérez (TNP) e o Terreno Cuchilla Dionisio (TCD) (Bossi et al., 1998), separados entre sim por zonas de cisalhamento de primeira ordem(Figura 4). Os mesmos se caracterizam por: • Terreno Piedra Alta. O Terreno Piedra Alta definido por Bossi et al.(1993), limitado ao leste pela megatranscorrência de direção NNW denominada Lineamento Sarandí del Yí- Piriápolis (LSYP) (Bossi & Campal 1992) . O mesmo caracteriza-se por uma estrutura regional em escamas tectônicas, com vergência ao sul, dentro do qual reconhecem-se três cinturões, que de norte a sul são: Cinturão Arroyo Grande, Cinturão San José e Cinturão Pando, intercalados entre sí por granitos de anatexia e migmatitos. Cada cinturão está definido por uma seqüência metavulcâno-sedimentar e um complexo intrusivo de tipo TTG. As idades definidas para a evolução desse terreno são Paleoproterozóicas (Transamazónico) entorno de 2000 Ma. Toda essa estrutura é recortada por um feixe de diques básicos que se interrompem no LSYP, com flexão em direção regional N70E N60W. A idade definida para os diques corresponde a idades de cristalização K-Ar 1786±26 Ma em biotitas da encaixante contra o contato, e U-Pb em baddeleyita de 1790 ± 5 Ma (Teixeira et al., 1999; Halls et al.2001)..

(25) 10. • Terreno Tandilia. Bossi et al.(2005) reportam a existência de uma faixa milonítica com direção N70E a EO, com 6km de largura e 100km de longitude que passa pela cidade de Colonia e continua nas ilhas vizinhas do Río de la Plata, a qual pode associar-se a uma transcorrência. As associações litológicas reconhecidas aos lados da faixa milonítica de Colonia são nitidamente diferentes, ao norte se desenvolvem as unidades descritas anteriormente como Cinturão Andresito e San José com intrusões associadas do tipo TTG e idades 2050 ± 50 Ma e ao sul se localiza o Cinturão Pando e magmatismo póstectônico tipo rapakivi. Os autores propõem que estas litologias ao sul assemelha-se com a área de Tandilia que ao resto do Terreno Piedra Alta, isso leva a definir no Crato do Río de la Plata uma nova unidade, o Terreno Tandilía(TT) formado pelo Cinturão Pando no Uruguai e Tandilia na Argentina. A idade das transcorrências não foi determinada, mas localiza-se entre 1.8 e 1.6 Ga já que corta os filões de microgabro presentes no Terreno Piedra Alta de 1785±5 Ma. Na zona de Tandilia, os milonitos aparecem recortados por diques básicos, cuja idade proterozóica é de 1588±11 Ma. (Figura 5).

(26) 11. Figura 4. Esquema geológico geral do Uruguai.

(27) 12. Figura 5. Localização do Terreno Tandilia.(Modificado de Bossi et al 2005).. • Terreno Nico Pérez. Terreno Nico Pérez (TNP) é definido por Bossi & Campal (1992), junto com TT formam o Cratón del Río de la Plata definido por Almeida et al., (1971). O TNP apresentam como limite O o LSYP e para o E a Zona de Cizalla de Sierra Ballena ZCSB (Gomez Rifas, 1995) que o separa do Terreno Cuchilla Dionisio. A geologia.

(28) 13. deste terreno engloba unidades de idades Arqueanas até Cambrianas, com um arranjo litotectônico complexo e muito discutido. No mesmo são reconhecidos vários eventos de deformação em 3.1, 2.7, 2.1, 1.25 e 0.54 Ga (Bossi et al., 1998; Hartmann et al., 2001; Bossi & Gaucher, 2004). Os dos eventos principais são: (1) relacionado à megatranscorrência LSYP (Campal et al., 1995) definida como uma cisalha dextral mesoproterozóica associada à orogênia Grenvilliana , com idade K-Ar em muscovitas cinemáticas de 1253±32Ma . Esse evento é responsável da flexão de todas as estruturas observáveis na borda oriental do Terreno Piedra Alta, das quais, a mais evidente é o arqueamento do feixe de diques del Río de la Plata, (2) O segundo evento está associado à ZCSB produto da colisão do Terreno de Nico Pérez com o Terreno Cuchilla Dionisio, em torno a 530 Ma (Bossi & Gaucher, 2004). A transcorrência de Sarandí del YíPiriápolis foi reativada nessa etapa, mas com movimento sinistrai (Gaucher et al., em prensa referências). O TNP está intrudido por uma grande quantidade de corpos magmáticos de idades diversas. Destacam-se principalmente: o Batolito de Illescas, formado por uma série de plutões graníticos de afinidade rapakivi e cuja idade de cristalização Pb/Pb em circões de 1785 Ma. (Larry Heaman en Campal & Schipilov, 1999), Granito El Renegado de idade U-Pb em zircões de 1740 Ma. (Sanchez-Bettucci et al 2003), Batolito Puntas del Santa Lucia de idade U-Pb SHRIMP de 633 Ma ±11Ma (Hartmann et al., 2002) e um importante número de intrusões graníticas de idades em torno de 535 Ma, como são os granitos Guazunambí de idade Rb-Sr 532 ±11Ma (Kawashita et al., 1999), Polanco com idade Rb-Sr 548 ± 15 Ma e a Formação Sierra de las Animas, de idade Rb-Sr 520 ± 5 Ma (Bossi et al., 1993; Figura 6). • Terreno Cuchilla Dionisio. Este terreno localiza-se ao oeste da Zona de Cizalla de Sierra Ballena (ZCSB; Bossi & Campal, 1992), caracteriza-se por um embasamento metamórfico Paleo e Mesoporterozóico, intensamente retrabalhado no Neoproterozóico. O mesmo é intrudido por granitos syncolisionais e pós-orogênicos de idades entre 680- 550 Ma, assim como um vulcanismo de idade entre 570-575 Ma. (Bossi & Gaucher, 2004). Entende-se que a acreção desse terreno teve lugar aos 530 Ma por colisão tangencial, produto de um dos tantos eventos ocorridos durante a amalgamação de Gondwana-W, representado por á ZSCB e registros de reativação sinistrai de LSYP. A proveniência do.

(29) 14. TCD ainda é discutida, idades modelo Nd(Tdm) e U-Pb em circões detríticos sugerem afinidade com o continente Africano (Basei et al., 2001, 2005, 2008; Bossi & Gaucher,2004; Gaucher et al., em prensa).. 3. 2. Antecedentes da área de estudo O Terreno Nico Pérez caracteriza-se por uma importante quantidade de unidades calcárias de idade Pré - cambriano até Cambriana Inferior. As mesmas formam a base de uma importante indústria de cimento e de cal, atualmente em expansão. Estas unidades são: Formação Cerro de Villalba, Grupo Carapé, Grupo Mina Verdún, Grupo Parque UTE(ex-Grupo Lavalleja e Fuente del Puma) Grupo Arroyo del Soldado. (Figura 6) • Formação Cerros de Villalba. Essa unidade definida por Gaucher et al.,(1996) integra uma sucessão meta-sedimentar Neoarqueana que denomina-se informalmente como “Complejo Las Tetas” (CLT: Hartmann et al.,2001), o mesmo está integrado da base ao topo por: (1) metapelitos e quartzoarenitos; (2) 700m aproximadamente de dolomitos com estromatólitos que caracterizam a Formação Cerros de Villalba; (3) intercalações de metapelitos metamargas-dolomitos; (4) quartzoarenitos cobertas por conglomerados de clastos quartziticos. A Formação Cerros Villalba caracteriza-se por presença de estromatólitos dómicos, principalmente, e em menor proporção, estromatólitos. planares e colunares. As. datações existentes para a mesma são idades Rb-Sr= 2001±117 Ma, Ro=0,699628, no granito intrusivo Arroyo del Perdido; U-Pb SHRIMP em núcleos e recrescimentos metamórficos de circões detríticos nos quartzoarenito , que definem idades de depositação entre 2762±8 y 2721±7Ma ( Hartmann et al., 2001) . Os dados quimioestratigráficos apresentam valores de δ13C entre +0.64 e -0.49 ‰, o qual sugere uma idade Arqueano-Paleoproterozóica basal para a mesma (Gaucher et al., 2006).(Figura 7)..

(30) 15. Figura 6. Localização da área de estudo no Terreno Nico Pérez. (Modificado de Gaucher et al 2006).

(31) 16. Figura 7. Litoestratigrafía e quimioestratigráfía da Formação Cerros Villalba (Gaucher et al, 2006).

(32) 17. • Grupo Mina Verdún. Esse grupo define-se como uma seqüencia vulcâno-sedimentar marinha (Poire et al., 2003, 2005; Gaucher et al., 2005, 2006, 2007) . Da base ao topo está formada por: (1) riolitos da Formação Cerro de las Víboras, (2) pelitos e arenitos subordinados da Formação Don Mario, (3) margas verdes da Formação La Toma, (4) calcários a Conophyton da Formação El Calabozo, (5) dolomitos, margas e calcários da Formação Gibraltar, e (6) margas verdes e piroclásticas ácidas da Formação Nueva Carrara. (Figura 8) A Formação El Calabozo é a unidade mais característica deste grupo e de maior importância econômica (Poiré et al., 2005; Gaucher et al.,2007), já que os calcários que a integram são objeto de exploração de empresas de cimento portland, nas cidades de Minas e Pan de Azúcar. Esses calcários são principalmente estromatólitos, dominados pelo morfogrupo Conophyton. A idade do Grupo Mina Verdún é definida por Gaucher et al.(2007) como préEdiacarense,. de. acordo. com. as. associações. estromatolíticas. e. dados. 13. quimioestratigráficos, esses últimos com valores negativos δ C -3.3‰ na base, e valores positivos com um plateu no topo entorno a 2‰ (Figura 8). Essas características estariam localizando a unidade no intervalo Mesoproterozoico tardío-Toniano (1300850Ma). Outro dado importante que deve- se considerar também, é que sobre este grupo se apóia em discordância erosiva e angular, na Formação Las Ventanas (Midot, 1984; Blanco & Gaucher, 2005; Gaucher et al., 2008). A mesma inclui três membros, que da base ao topo são: (1)Membro La Rinconada composto por lavas basálticas e brechas vulcânicas, (2)Membro Quebrada de Viera pacotes de conglomerados polimícticos e arenitos subordinados, e (3)Membro El Perdido que são pelitos. Esta unidade representam um ambiente continental, dominado por leques aluviais, que evoluem a um ambiente marinho raso, com ocorrência de tempestitos. A idade desta formação está determinada como Ediacarense inferior, entre os 630 e 580 Ma por Blanco & Gaucher(2005) e Gaucher et al.(2008), ratificada pelas idades K-Ar de 615±30Ma (Sánchez-Bettucci & Linares, 1996) e U-Pb de 590 ±2 Ma (Malmann et al.,2007 ) para metabasaltos intercalados nessa unidade, a associação de microfósseis de parede orgânica e que a mesma é intrudida por sienitos da Formação Serra de Animas, com idades Rb-Sr de 520 ±5 Ma ( Bossi et al., 1993)..

(33) 18. Figura 8. Litoestratigrafía e Quimioestratigrafía do Grupo Mina Verdún.( Gaucher et al, 2007)..

(34) 19. • Grupo Arroyo del Soldado (GAS). Definido por Gaucher et al (1996) e Gaucher (2000) como uma sucessão de plataformas de margem passiva, conformada por intercalações de carbonatos, silicoclásticos, cherts e formações de ferro bandadas. Da base ao topo, distinguem-se as seguintes unidades (Figura 9): a-Formação Yerbal: seqüência silicoclástica fina, estrato-decrescente, potência máxima que alcança os 1500m com intercalações de areia e pelitos finamente laminadas como litología dominante. Caracteriza-se pela ocorrência de fósseis esqueletais como Cloudina reimkeae (Germs, 1972), Titanotheca coimbrae, Waltheria marburgensis, Soldadotubulus siderophoba ( Gaucher & Sprechmann, 1999) e microfósseis de parede orgânica representados pela associação Bavlinella – Soldadophycus ( Gaucher 2000). b-Formação Polanco: é a unidade mais característica , está integrada ( em ordem de abundância)por: ritmitos definidos pela alternância de níveis de calcários-dolomitos, calcários puros que incluem tempestitos calcários e dolomitas finas, laminadas . Essa unidade alcança potências máximas de 950 m. c-Formação Barriga Negra: caracteriza-se por conglomerados, arenitos e pelitos subordinadas. A mesma alcança potência de 1500m. d-Formação Cerro Espuelitas: definida pela alternância de argilas negras e siltitos , BIF, cherts, brechas subordinadas e, em menor proporção níveis de carbonatos . Alcança potências de aproximadamente 1200 m e caracteriza- se pela presença de microfósseis, representados pela asociação Bavlinella – Soldadophycus ( Gaucher 2000). e- Formação Cerros San Francisco: está definida principalmente por quartzoarenitos de grão fino a meio ou subarcosas..

(35) 20. f-Formação Cerro Victoria: é uma unidade calcária caracterizada por intercalações de calcários micríticos e oolíticos na base, passando a calcários estromatolíticos no topo. O Grupo Arroyo del Soldado deposíta-se em discordância erosiva sobre o plutão Puntas del Santa Lucía de idade U/Pb SHRIMP 633±12 Ma(Bossi et al., 2001) e é intrudido pelo granito de Guazunambí com isócrona Rb-Sr 532 ± 11 Ma(Kawashita et al.,1999) Também recobre de forma discordante ao Granito de Mangacha, com idade U-Pb SIMS de 583 ± 8 Ma (Gaucher et al., en prensa). Em função dos dados geocronológicos e associação de microfósseis esqueletais e palinomorfos definidos por Cloudina reimkeae (Gaucher & Sprechmann, 1999) e Bavlinella faveolata (Gaucher, 2000; Gaucher et al. 1998, 2002, 2003),. para este grupo, atribui-se uma idade Ediacarense superior. (Gaucher, 2000). Os dados de isótopos de O-C e Sr também conferem a idade Ediacarense, por volta dos 570 Ma para a base do grupo (Gaucher, 2000; Gaucher et al., 2004)..

(36) 21. Figura 9. Litoestratigrafía e Bioestratigrafía do Grupo Arroyo del Soldado (Gaucher et al 2006).. • Grupo Carapé. Essa unidade foi objeto de estudos e de muita controvérsia desde sua definição por Bossi (1963) até hoje (Bossi et al.1983; Bossi & Navarro 1991, 2001 ; Sánchez-Bettucci et al., 1999, 2001, 2003; Rossini, 2002, Rossini & Aubet, 2000 ; Bossi & Navarro, 2001; Oyhantçabal et al., 2005; Mallmann et al ., 2006; Bossi et al., 2002, 2007). Neste trabalho, adota- se a definição do Grupo Carapé segundo a concepção de Bossi & Navarro (2001), com as modificações de Bossi et al.(2007), como uma unidade.

(37) 22. litoestratigráfica definida por associações metamórficas de grau meio, formado por três formações: a- Formação Marco de los Reyes: integrada por formações de ferro bandadas, calcários cinza e pobres em magnésio, micaxistos muscovíticos, quartzitos, anfibolitos e gnaisses. Essa unidade caracteriza-se por uma importante atividade intrusiva definida em duas etapas: a primeira foi desenvolvida depois do metamorfismo e antes do dobramento, o qual determina que os sills-capa de granitos sub-concordantes apresentem-se “boudinados”, devido à reologia diferencial com os carbonatos da caixa. A segunda etapa, posterior ao dobramento, é caracterizada pela presença de filões e plutões graníticos secantes. As idades propostas na literatura para esses granitos estariam entre Neoproterózico-tardio –Cámbriano. b- Formação Mataojo: Caracteríza-se por dolomitas brancas, associadas com metaarenitos, anfibolitos e xistos biotiticos, afetadas por granitos pós-tectônicos. Datações U-Pb de circões detríticos em metaarenitos, apresentam populações principalmente Arquenas (3.4 e 2.7 Ga) e Paleoproterozóicas (2.2 Ga) com idade de circão mais jovem de 1780 Ma (Oyhantçabal et al.2005, Basei et al. 2006, 2008) para essa unidade. Portanto, a idade máxima dessa unidade é Paleoproterozóico tardio. c- Formação Edén: rochas metamórficas de grau médio a alto, anfibolitos, gnaisses, alguns piroxenitos e migmatitos. As mesmas experimentaram esforços tangenciais em sua borda oriental, o que provocou uma dobra de arraste com concavidade para o N, com 4 km de raio de curvatura, produto do evento tectônico associado com a Zona de Cizalla de Sierra Ballena-ZCSB (530Ma) .. O contato entre as três unidades é tectônico, o grupo localíza-se dentro do que Bossi et al. (2007) definem como Escama Tectônica de Carapé (ETC). Dentro dessa unidade tectônica também incluem- se o Complexo Granítico Carapé (Sanchez-Bettucci 1998), o qual engloba uma grande variedade de granitos sin, tardi e post-tectônicos que intrujem ao Grupo Carapé e El Granito del Renegado (Sanchez-Bettucci et al. 2003). Bossi et al (2007) mostram que muitos dos granitos estão cavalgados sobre a Formação.

(38) 23. Edén, e usam o nome “Granito El Renegado” para incluir todos os afloramentos graníticos milonitizados cavalgados sobre as diferentes unidades da ETC, e considera a idade U-Pb SHRIMP de 1754±7 Ma, determinada por Malmann et al.,(2007) como idade de cristalização. Por outro lado, Sánchez-Bettucci et al.,(2003) define idades KAr para diferentes corpos graníticos que integram o Complexo Granítico Carapé da seguinte forma:. Granitos alcalinos pós-colisionais Granitos tardi e pós-tectônicos. 572±2- 571±10 Ma. 609±25 - 498±37 Ma.. Granitoides sin- orogênicos. 546±30 Ma.. Granitos pré-orogênicos. 572±30 Ma.. As análises dos elementos terras raras apresentado por Bossi et al.(2007) para esses mesmos granitos, definem que os corpos se diferenciam em dois grupos, que não coincidem com os sin e tardi orogênicos definidos anteriormente. Determina que os granitos sinorogénicos sejam afetados por tectônica cambriana e que os tardi e pósorogênicos são os mais distantes das megatranscorrências. Os limites da escama tectônica Carapé são: ao E com o Grupo Lavalleja pela importante cavalgadura Puntas del Pan de Azúcar (Oyhantçabal et al., 2001), com direção SW onde instalaram-se granitos de tipo “S” e obtiveram idades K/ Ar em moscovitas de 571± 11Ma.(Cingolani em Bossi & Navarro 2001), e a oeste limita com a Zona de Cizalla de Sierra Ballena. Dada a grande complexidade tectônica da área e dados geocronológicos, que vão desde o Mesoproterozóico ao Cambriano. É difícil dar-se uma localização estratigráfica precisa do Grupo Carapé..

(39) 24. • Grupo Lavalleja (ex-Fuente del Puma).. Desde a definição dessa unidade por Bossi (1966) até Bossi & Navarro (1991), a mesma incluía um conjunto de metamorfitos de baixo grau, que incluía unidades metassedimetar com carbonatos (principalmente dolomitos), níveis silicoclásticos finos (metamargas, pelitos, filitos e arenitos as vezes, de composição arcosica), intercaladas com metavulcânicas,. principalmente basaltos, gabbros, andesitos e em menor. proporção, dacitas e riolitos. As rochas vulcano-clásticas representadas são brechas e conglomerados compostos por clastos, em sua maioria de dacito ou basalto, com matriz cloritizada e piroclásticas, principalmente tufos. Assumia-se que o Grupo Lavalleja constituía uma faixa contínua em direção NNE, desde a localidade de Parao no Departamento de Cerro Largo, até a cidade de Minas, no Departamento de Lavalleja, em contacto tectônico ao oeste com a Formação Sierra de Animas e ao este com o Grupo Carapé. (Figura 5). Gaucher et al (1996, 1998), definem o Grupo Arroyo del Soldado incluindo as unidades metassedimentar representadas no Departamento de Treinta y Tres e Cerro Largo, ao norte da cidade de Minas, que anteriormente se definiam como Grupo Lavalleja. Essa nova unidade, junto com a definição de Campal & Schipilov (1997), do Complejo Metamorfico Grenvilliano para as litologías ao este da cidade de Zapicán, Departamento Lavalleja também definidas para o Grupo Lavalleja, levam a Bossi et al.(1998) a eliminar o Grupo Lavalleja e propor a definição do Grupo Fuente del Puma, término definido pela primeira vez por Midot(1984), como Serie Fuente del Puma. Nessa nova definição, incluía-se as litologías definidas por Bossi et al.(1991), aflorantes ao sul da cidade de Minas. Sanchez Bettucci et al.(1999,2001)e. Oyhantçabal et al.(2005), propõem manter o. Grupo Lavalleja composto por três unidades: Formação Minas, que seria o equivalente ao Grupo Arroyo del Soldado de Gaucher et al (1996, 1998) , Formação Fuente del Puma, com as litologías de Grupo Fuente del Puma de Bossi et al (1998) e a Formação Zanja del Tigre, com as litologías para e orto derivadas do Grupo Carapé de Bossi et al.(1998) agrupando os granitos, granodioritas , migmatitos e milonitos em uma nova unidade, denominada Complexo Carapé..

(40) 25. Os contínuos trabalhos no entorno da cidade de Minas até a cidade de Pan de Azúcar por diferentes pesquisadores, forneceram as bases para Poire et al. (2003, 2005) e Gaucher et al .(2004, 2006) a definir o Grupo Mina Verdún. Oyhantçabal et al (2001) e Gaucher et al.(2004) reconheceram litologías do Grupo Arroyo del Soldado na área Minas-Pan de Azúcar, até o momento consideradas como características do Grupo Lavalleja o Grupo Fuente del Puma. As idades existentes para o Grupo Lavalleja são: 1208± 10 Ma em metabasaltos, idades Pb-Pb entre 1200-1500 Ma em minerações de galena(Garau em Bossi & Navarro, 2001), Sanchéz –Bettucci et al.(2003) apresentam idades U-Pb em circões detriticos e rutilos de até 670 Ma. Por outra parte, datações U-Pb em zircão de 1429±21 Ma para riolitos intercalados na seqüência e 1492 ±4 Ma para metagabbros forem apresentados por Oyhantçabal et al.(2005). Esse conjunto de idades estaria definindo uma idade Mesoproterozóica para esta unidade. Mallmann et al(2006,2007) define o Complexo Metamórfico Lavalleja, como uma seqüência vulcano-sedimentar, com aproximadamente 20 km de largura e 60 km de longitude de direção geral NE, que aflora ao sudeste do Terreno Nico Pérez. Nessa unidade, os autores incluem litologías que são parte da definição do Grupo Lavalleja de Sanchez-Betucci et al. (2001), como também do Grupo Fuente del Puma de Bossi et al. (1998). Determinando uma idade em função das relações de campo e datações principalmente K-Ar entre Arquenas e Neoproterozóicas..

(41) 26. CAPITULO IV. LITOESTRATIGRAFÍA DA ÁREA DE ESTUDO.. Como foi visto no capítulo anterior, existem duas unidades: Grupo Carapé e Grupo Parque UTE (ex Lavalleja e Fuente del Puma), que são fundamentais para entender a evolução geológica do Terreno Nico Pérez e apresentam uma importante quantidade de dados de idades entre Meso e Neoproterozoíco. Por esse motivo selecionarão- se as unidades calcárias, para conseguir através do estudo geoquímico e isotópico, um entendimento melhor no que se refere ao ambiente de depositação e localização estratigráfica mais precisa. Para este estudo revelou-se um total de 12 seções das quais levantaram -se os perfis correspondentes e coletarem amostras para análises químicas de elementos maiores, estudos petrográficos e isotópicos de C, O e Sr.. 4.1. Carbonatos do Grupo Carapé. Os carbonatos do Grupo Carapé estão representados pela Formação Marco de Los Reyes e Formação Mataojo. (Figura 10) • Formação Marco de Los Reyes Realizou-se o estudo detalhado nas seguintes pedreiras: Robaina (LCÑ2), Los Portugueses(AIG11), FloridánS.A (AIG12) e Mauro Cal (MC) localizadas no Departamento de Lavalleja e Cantera Bull Dog (PIR45), essa última no Departamento de Maldonado. Atualmente todas as pedreiras estão em exploração. Os carbonatos da Formação Marco de los Reyes, desenvolvem-se em corpos com mergulho sub-verticais, com potência máxima de 164 m na pedreira Bull Dog-COMSA. A partir dos perfis elaborados (Figuras 11 e 12) e análises químicas, pode- se determinar as litologías dessa unidade como calcários puros, de coloração cinza a negras, de grão fino, com presença de níveis margosos .Os carbonatos encontram-se ás vezes intercalados com níveis centimétricos de arenitos quartzosas brancos, finos, as vezes boudinados. Observa-se nessa seqüência a presença de estratificação cruzada e estruturas do tipo hummocky..

(42) 27. Figura 10. Mapa geológico do Grupo Carapé.( Bossi et al, 2007).

(43) 28. Figura 11. Perfil AIG 11 (34º 18´20.29´´S/ 54° 55´46.55´´) e AIG 12 (34° 18´31.4” S/ 54° 56´02.6” W) da Formação Marco de los Reyes.

(44) 29. Figura 12. Perfil Lcñ2 ( 34° 33´ 57.34” S/ 55° 2´18.43” W) e PIR 45( 34° 49’ 14.89” S/ 55° 5’ 47.06”W) da Formação Marco de los Reyes..

(45) 30. Desde o ponto de vista geoquímico apresentam valores entre 58-97% de CaCO3 e entre 0.77-7.77% de MgCO3 , o restante está representado principalmente por SiO2 . A concentração de Sr é alta , que alcança valores de até 3056 ppm. Petrográficamente são calcários com aproximadamente 90 % de minerais carbonáticos e um 10 % de terrígenos (principalmente biotita, quartzo e algums opacos). O tamanho de grão dos carbonatos no passa os 2mm, bem selecionadas e contatos retos o triples entre os cristais.A laminação plano-paralela é devido à alternância entre níveis ricos em partículas de carbonato calcítico e filosilicatos. Em todas as áreas relevadas observa-se os carbonatos intrudidos por granitos subconcordantes, que caracterizam-se por estar “boudinados”, os mesmos alcançam desde decímetro a alguns metros de largo, são leucócratas e com de tamanho de grão grosso (pegmatitos em parte). Em alguns locais os calcários apresentam microdobramento. A associação litológica tipo está definida na Cañada de la Mina e que de W a E é formada por (Bossi et al., 2007): -200 m de micaxistos moscuvíticos de direção N30E mergulhos verticais. - 30 m de calcários cinza com “boudines” graníticos. -150 m de micaxistos a duas micas. -600 m de gnaisse micáceo de grão fino.. • Formação Mataojo. Para esta unidade relevarem-se afloramentos de duas pedreiras, Piedrahíta (FPU 136) e San Agustín (LCÑ3) localizadas no departamento de Lavalleja.(Figura9). Os carbonatos desta unidade caracterizam-se por ser dolomíticos, de grão médio, brancos com textura massiva. Com intercalações de níveis dessimétricos de arenitos e pelitos. Os arenitos são finos, brancos de composição quartzosa com gradação normal, ripples assimétricos, estratificação cruzada e tipo hummocky, o qual permite determinar o topo para o NE na secção relevada na Cantera Piedrahíta (FPU 136). (Figura 13)..

(46) 31. Os carbonatos alcançam uma potência máxima de 100m na Pedreira Piedrahíta e apresentam mergulhos entre 20 e 50º. Geoquimicamente caracterizam-se por uma composição entre 55-60 % de CaCO3 e entre 50-43%. de MgCO3, o restante. corresponde-se principalmente a SiO2. Petrograficamente, observa-se quase um 100% de partículas carbonáticas, com textura tipo mosaico, contactos netos e triples entre os cristais e com tamanho de grão que varia de médio a médio grosso. Observa-se a presença de tremolita em seções delgadas da Pedreira Piedrahíta (FPU 136). Em função da mineralogia e da textura esses carbonatos definem-se como dolomítas marmóreas. (Figura 14). A associação litológica dessa unidade é proposta de Bossi et al.,(2007), e está integrada de W a E por: - 5m de metaarenitos, de grão fino a médio, brancos -50m de paragnaisses de grão fino com muscovita -5 m de anfibolitos -60 m de paragnaisses -5 m de anfibolitos -100 m de paragnaisses -50 m de mármores dolomiticos com direção EW, atravessados por filões de microgranitos -10 m de dolomías anfibólicas -10 m de anfibolitos -10 m de micaxitos a duas micas.. O contato entre as formações Marco de los Reyes e Mataojo provavelmente é tectônico, como observa- se na Cantera Robaina (Bossi, et al., 2007), onde encontrase a Formação Mataojo por cima da Formação Marco de los Reyes..

(47) 32. Figura 13. Perfil FPU 136(34° 33’ 37.30” S/ 55° 11’ 15.22” W) e Lcñ3 (34° 31’ 55.75” S/ 55° 6’20.17”W) da Formação Mataojo..

(48) 33. Figura 14. Lâminas petrográficas do perfil FPU 136: a) Níveis calcários (luz natural x10), b) idem a. com luz polarizada, c) Presença do mineral Tremolita (x10), d) idem c) luz polarizada.. 4.2. Carbonatos do Grupo Parque UTE (ex- Grupo Lavalleja e Fuente del Puma). Foram levantadas quatro seções: Pedreira Negro Tamara (FPU 144), Pedreira FPU11, Parque UTE (inclui Mina Valencia) e ANCAP-N°5, todas atualmente fora de atividade, localizadas ao sul da cidade de Minas no Departamento de Lavalleja. Os carbonatos analisados nos diferentes perfis são parte de uma nova unidade litoestratigrafica definida neste trabalho como Grupo Parque UTE (GPU). Para esta unidade, deve-se destacar o trabalho proposto por Midot (1984; Figura 15) na Mina Valencia, que junto com as analises realizados permite apresentar ao seguinte associação litológica para a área (de base a topo):.

(49) 34. rochas vulcânicas básicas dolomítos xistosos dolomítos brancos, ás vezes silicificadas e com mineralizacões de Pb-Zn calcários e dolomitos marrões, clásticos, os quais Midot (1984) propõe que intercalam- se com níveis de tufos ácidos dolomitos brancos massivos puros, que constituem os níveis explorados (99.9 % dolomita) folhelos negros, ricos em matéria orgânica calcários dolomíticos cinzas pizarras negras e metamargas com intercalações de tufos ácidos.

(50) 35. Figura 15. Perfil da Mina Valencia (Modificado de Midot 1984). Estas litologías anteriormente descritas definem o Grupo Parque UTE (GPU), propõese dividir o mesmo em três Formações, que de base a topo são: Cañada Espinillo, Mina Valencia e Cerro del Mástil , cujo estratotipo localiza- se no Parque UTE. nas. coordenadas 34° 25’ 43.7” S/ 55° 11’ 13.5”W, com aproximadamente 360m de potência exposta. Formação Cañada Espinillo: Caracteríza-se pela presença de rochas vulcâno-clásticas cinza, de tamanho médio, laminadas com potência de 20 m. Encontram-se em contato com um espesso pacote de metabasaltos (prasinitos) e metagabbros, como expõe-se no corte da Cañada Espinillo com a Rodovía N° 60 (Midot, 1984). Entre esse ponto e o o.

(51) 36. Parque UTE encontra-se o estratotipo da formação. Essa unidade é representada também nos perfís de Mina Valencia, Pedreira FPU 11 e, possivelmente, em FPU 144, onde intercalam-se para o topo, com calcários dolomíticos. (Figuras 17, 18 e19) Formação Mina Valencia: Concordante e por cima da unidade anterior ocorrem dolomitas e calcários cinza, finos com intercalações de níveis de calciruditos e calcorenitos cinza, com estratificação cruzada tipo hummocky, por tanto tempestiticas (Figura 17). Para o topo passa á dolomitos cinza claro puros, com tamanho de grão fino, massivos, com potência máxima de 70 metros e mergulho vertical que constituem os níveis explorados na Mina Valencia, que são o estratotipo desta unidade. Geoquimicamente caracterizam-se por apresentar entre 45-60% de CaCO3 e 32-55% de MgCO3 e o restante representado por SiO2. Petrograficamente, os carbonatos apresentam 85 % de dolomita e uns 15% entre clastos de quartzo, filosilicatos e alguns opacos. O tamanho das partículas de 2mm, observa-se laminação composicional, por alternância de níveis muito finos de filosilicatos e níveis que ás vezes, alcança até 0.5 cm das partículas de carbonatos e alguns grãos de quartzo, bem selecionados e com contatos netos (Figura 16). As amostras coletadas para o topo, petrograficamente caracterizam-se por 95 % de partículas calcárias e uns 5% entre filosilicatos e opacos. Os níveis calcários caracterizam-se por tamanhos de grão médio, massivos e textura em mosaico. Esta unidade é a mais representativa do GPU e é possível observar também nas pedreiras FPU11, FPU 144 e ANCAP N°5. (Figuras 18 e 19). Formação Cerro del Mástil: Localiza-se ao topo da seqüência,e observam-se níveis de arenitos, médias, quartzosas com potência aproximada de 5m, por cima desse nível, pelitos negros, carbonosos. O perfil continua com um nível de 80 m aproximadamente de calcários dolomiticos cinza, em contato com outro pacote de pelitos negros, laminados de 20 m aproximadamente. A seqüência culmina com um nível tufos ácidos, de tamanho de grão médio e fenocristais de quartzo β, com 2m aproximadamente de potência (figura 17). Geoquimicamente os carbonatos caracterizam-se por valores 54-86% de CaCO3, entre 3-28% de MgCO3 e o resto representado por SiO2., classifica-se por tanto como calcários dolomíticos..

(52) 37. O estratotipo da Formação Cerro del Mástil está. localizado no. morro de nome. homônimo, entre o borde da Mina Valencia e o topo do morro. A mesma também está representada na pedreira FPU 11 e possivelmente na FPU 144 (Figuras 18 e19) O Grupo Parque UTE encontra-se em contato tectônico com o Grupo Carapé para o Este (Lineamento Puntas del Pan de Azúcar: Oyhantçabal et al.,2001), e com o Grupo Arroyo del Soldado ao Oeste.. Figura 16. Calcários da Formação Mina Valencia: a) Perfil Val(luz natural10x) , b) Vista a detalhe com luz polarizada , c) Presença de filosilicatos no perfil Val.(10x).

(53) 38. Figura 17. Esquema geológico e estratotipo do Grupo Parque UTE (34° 25’ 31.9” S/ 55° 11’ 30.11”W).

(54) 39. Figura 18. Perfil FPU 11(34° 33’ 37.7” S/ 55° 17’ 05.5”W) e ANCAP N° 5 (34° 30’43.6” S/ 55° 10’ 54.6” W )do Grupo Parque UTE.

(55) 40. Figura 19. Perfil FPU 144 (34° 33’ 59.36” S/ 55° 15.51’ 19” W) do Grupo Parque UTE..

(56) 41. CAPÍTULO V. QUIMIOESTRATIGRAFÍA.. A quimioestratigrafia ou estratigrafia química estuda as variações químicas entre as sequências sedimentares. Permite determinar mudanças ambientais, locais, regionais e globais, relacionando variações na química da rocha com mudanças de ambientes donde os sedimentos depositarem-se . No ano 1986, a Nature publica três artigos, onde apresentam-se pela primeira vez dados estratigráficos coerentes, de variação secular de isótopos de C em carbonatos e matéria orgânica, associados á bacias Neoproterozóicas e Cambrianas. Isso permitiu ver a quimioestratigrafia como uma nova ferramenta complementária de correlação. Hoje em dia, essa técnica é amplamente aceita, refletindo importantes mudanças globais, na química dos oceanos, ao longo da história da Terra. 5.1-Fundamento Químico.. Estudos da abundância e distribuição de isótopos na natureza, tornou- se uma parte integral da geologia. O término isótopo foi proposto por F.Soddy em 1913, para definir elementos que diferem na massa atômica, mas com igual número atômico, ocupando o mesmo lugar na tabela periódica. Esse conceito, de que alguns elementos poderiam estar constituídos por misturas de átomos, com diferentes pesos, já havia sido proposto por Thomson (1912), quando procurava conferir o valor do peso do neon , utilizando a técnica de espectrografia, equivalente hoje em dia à espectrometria de massas. Apartir dessas análises determinoe-se três classes de átomos de neon, com idêntica natureza química e iguais espetros ópticos com distinta massa, o que permitiu- lhe concluir que, esse elemento seria uma mistura de três néons diferentes e que o peso atômico seria a media dos três valores. Desde o experimento de Thomson até hoje em dia, tem-se demonstrado que quase todos os elementos se compõem de uma mistura de isótopos. É necessário compreender então que as matérias não só se encontram distribuídos nos 90 elementos naturais, como também nos correspondentes 1300 átomos. A importância deste descobrimento é que, compostos. que. são. quimicamente. indiferenciados,. podem. diferenciars-se. isotopicamente e assim dar informações sobre gênesis e processos evolutivos. Dos 1300 átomos conhecidos na natureza, 274 aproximadamente, são estáveis. Considera-se um.

(57) 42. núcleo estável quando o mesmo não se desintegra de forma espontânea, transcorrido um intervalo de tempo, não apresenta atividade radiativa apreciável. Os isótopos estáveis mais utilizados em estudos geoquímicos são: H, C, N, O, S e Sr. Esse último, produto do decaimento radiogênico do Rb. Para este trabalho são analisados e discutidos os valores dos isótopos de C, O e Sr .. 5.2. Fracionamento Isotópico.. A relação em que se distribuem os isótopos estáveis entre duas fases coexistentes A e B, denomina-se fator de fracionamento (α), sendo α= RA / RB, donde RA e RB, as reções isotópicas em cada espécie. Os efeitos isotópicos que favorecem o fracionamento, produze-se como conseqüência de que algumas propriedades termodinâmicas dos compostos dependem das massas dos átomos que os compõem. A energia interna de uma molécula em um gás, compõe-se da contribuição energética translacional, rotacional e vibracional, em seu movimento relativo a outros átomos de gás. Em um sólido o líquido, o componente energético predominante é a freqüência vibracional dos enlaces entre o átomo e os ligandos adjacentes. A freqüência vibracional de uma molécula é inversamente proporcional a sua massa, dois isótopos estáveis de um elemento leve estão distribuídos aleatoriamente em moléculas da mesma sustância, a freqüência vibracional associada com os enlaces do isótopo leve será maior que a associada a enlaces com o isótopo pesado. Como conseqüência, os enlaces formados com o isótopo leve são mais débeis e fácies de quebrar que aqueles formados com o isótopo pesado. Os processos que favorecem o fracionamento são: evaporação ,condensação, cristalização, fusão absorção, difusão e termo-difusão. Dentro dos processos físicos– químicos a evaporação e condensação apresentam o maior interesse e importância para a geoquímica. Existem várias maneiras de expressar a composição isotópica de uma amostra, a mais utilizada é denominada δ e se define como: δ= (Rx – Rstd / R. std. ) 1000 ‰ (partes por. mil) donde Rx e a relação molar entre o isótopo pesado e leve da amostra e R. std. éa. referencia ou padrão. Os padrões internacionais têm uma importância fundamental dado.