DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA FACULDADE DE CIÊNCIAS UNIVERSIDADE DE LISBOA Ano lectivo 2007/08 PALEONTOLOGIA Curso Teórico Tema 2 Sumário 1. Tafonomia: 1.1 Mortalidade ou Necrólise; 1.2 Biostratonomia; 1.3 Fossildiagénese.
2. Processos (e Produtos) de Fossilização:
2.1 Conservação (preservação, mumificação); 2.2 Mineralização (epigenização e recristalização); 2.3 Incarbonização (turfa, lignito, etc.);
2.4 Moldagem (molde interno, molde externo). 3. Deformação tectónica dos fósseis.
1. T A F O N O M I A
Após a morte qualquer organismo está sujeito a uma grande variedade de mecanismos que, na maioria dos casos, condicionam a sua preservação, total ou parcial. No decurso da fossilização, geralmente, ocorre uma transferência de material de origem orgânica, da biosfera para a litosfera. Neste sentido, os fósseis (somatofósseis) devem a sua existência a materiais que, tendo pertencido, no passado (mais ou menos remoto), a componentes esqueléticas de organismos vivos, resistiram (em maior ou menor grau) a acções meteóricas, diagenéticas e, eventualmente, metamórficas (de baixo grau). Assim, uma associação de fósseis representa apenas uma pequena e desproporcionada fracção da comunidade que lhe deu origem. Eventualmente, a longo prazo, a meteorização (alteração e erosão) das rochas pode repor esses materiais (fósseis), novamente à superfície.
I. A. EFREMOV, em 1940, designou por TAFONOMIA (do grego: “leis do enterramento”) o estudo dos princípios que regem a transição dos restos orgânicos da biosfera para a litosfera, desde o momento em que morre o organismo a que pertence, até ao momento em que esse resto é recolhido, como fóssil. A Tafonomia é, pois, o ramo da Paleontologia que se ocupa do enterramento e fossilização dos organismos, ou seja, de todos os processos relacionados com a formação de uma Jazida.
A Tafonomia não é tanto um fim em si mesma mas sim um meio para a correcta interpretação de uma jazida já que: (1) ajuda a compreender a relação existente entre a associação fóssil e a comunidade original, permitindo reconstruir, em certa medida, esta última; (2) permite entrever aspectos relacionados com os ambientes deposicional e pós-deposicional dos fósseis.
Existem dois mecanismos opostos que podem dar origem a uma associação fóssil, cada um deles com um significado próprio:
A) a associação fóssil resulta de um processo lento de acumulação, ano após ano, de uma fracção de várias paleobiocenoses. Esta associação de elementos alóctones representa, pois, o somatório das preservações parciais de cada uma das comunidades que se estabeleceram nas vizinhanças desse local, ao longo de um período de tempo, mais ou menos longo;
B) o registo fóssil resulta de condições excepcionais de preservação de uma paleobiocenose (p.ex: por enxurrada catastrófica ou correntes de turbidez) num instante temporal curto, à escala dos organismos. Neste caso, a associação fóssil é totalmente autóctone, preservando-se a estrutura e composição da comunidade original.
Os estudos tafonómicos devem determinar, para cada jazida, qual destes dois mecanismos preponderou, já que deles depende o tipo de informação a extrair (para reconstituições paleoambientais ou para interpretações paleoecológicas). Quanto maior for a quantidade de informação original possível de ser reconstituída, melhor será a qualidade da interpretação e hipóteses científicas que sobre a jazida venham a ser realizadas.
A chamada Paleontologia do presente ou Actuopaleontologia (Aktuopalaontologie) (RICHTER, 1928) joga importante papel nos estudos tafonómicos. Os estudos actuopaleontológicos incidem na observação de restos orgânicos actuais passíveis de fossilizarem, actuados pelos agentes da geodinâmica externa.
Assim são estudados, entre outros :
- mecanismos de concentração "post-mortem", transporte e sedimentação de restos de organismos;
- processos actuais passíveis de conduzir à mineralização e preservação de restos de organismos ;
- acções biológicas (marcas de actividade) susceptíveis de serem conservadas no registo geológico (Icnologia);
Neste tipo de estudos é dado ênfase ao modo como as estruturas endurecidas, de plantas e animais, são transportadas e se acumulam no substrato. Aborda igualmente o modo como estas estruturas vão sendo cobertas por sedimento, passando do estado subfóssil a fóssil. A Actuopaleontologia propõe-se ainda analisar os ambientes presentes procurando condições actuais capazes de gerar documentos idênticos aos que são estudados pelo Paleontólogo. Constitui, pois, um método tipicamente actualista.
Neste sentido, o paleontólogo analisa os ambientes actuais (sistemas fluviais, praias, lagunas) no sentido quer de reconhecer as associações que lhe são características quer de identificar todas as particularidades (abrasão, disposição dos restos esqueléticos) que cada um destes ambientes é susceptível de conferir aos restos orgânicos.
Durante o processo de fossilização, desde o momento em que determinados restos orgânicos são produzidos até que os encontramos numa jazida, como fósseis, as estruturas esqueléticas de um organismo passam por diversos estádios (formando associações sucessivas) cada um deles contendo menos informação paleobiológica que o precedente.
Paleobiocenose (Palaios = antigo; Bios = vida; Cenosis = comunidade). Comunidade de organismos vegetais e animais que viveram, num dado biótopo, num determinado intervalo de tempo;
Necrocenose (Necros = morte; Cenosis = comunidade). Acumulação de organismos mortos (cadáveres com matéria orgânica);
Tanatocenose (Tanatos = morte; Cenosis = comunidade). Associação post-mortem de restos esqueléticos (sub-fósseis) sem matéria orgânica, por acumulação gradual, nas interfaces sedimento/água e solo/ar. Podem ser totalmente autóctones ou conterem elementos alóctones, em maior ou menor percentagem;
Tafocenose (Tafos = sepultura; Cenosis = comunidade). Associação de restos orgânicos, após um transporte mais ou menos intenso, para a área de sedimentação, e após o seu
enterramento. Corresponde a uma acumulação de fósseis no seio de um sedimento não litificado;
Orictocenose (Orictos = fóssil; Cenosis = comunidade). Associação de elementos fósseis em afloramento. Os restos orgânicos foram sujeitos a fossildiagénese e encontram-se inseridos numa rocha sedimentar.
Embora boa parte de informação de natureza paleobiológica seja perdida no decurso destas várias etapas (das faunas de invertebrados marinhos, só cerca de 25 a 30% tem alguma probabilidade de ficar testemunhada no registo fóssil), existe igualmente ganho de informação ao longo deste processo já que a natureza dos processos envolvidos na fossilização deixa indicações preciosas sobre o ambiente de deposição dos subfósseis e as acções diagenéticas exercidas sobre os fósseis.
Em certas situações, a quantidade de informação paleobiológica preservada é excepcionalmente elevada. Estes casos, conhecidos pela designação Lagerstätten (nome de origem alemã inicialmente empregue em indústria mineira), embora raros, fornecem valorosíssimos elementos anatómicos sobre grupos geralmente mal representados no registo fóssil (Ex: Xistos de Burguess gerados na sequência de turbiditos depositados em ambiente anóxico; Calcários de Solnhofen, depositados numa laguna estagnada, hipersalina). Efectivamente, no geral, organismos sedentários herbívoros ou suspensívoros, têm maior probabilidade de ficar no registo fóssil (devido a esqueletos mais compactos e espessos) que organismos vágeis, detritívoros e carnívoros (com esqueletos mais finos e leves).
A Tafonomia pode ser sub-dividida em três áreas de estudo: Mortalidade, Biostratonomia e Fossildiagénese.
1.1 MORTALIDADE (Necrólise)
Diz respeito às causas de morte dos organismos. Estas podem ser:
- inerentes ao próprio indivíduo (senescência ou envelhecimento - teratologia - e patologias);
- externas ao indivíduo:
bióticas (predação, competição). Exemplos de evidências fósseis: restos ósseos em coprólitos; carapaças de tartaruga com marcas de dentes de crocodilos; bivalves com perfurações de Naticídeos;
abióticas (alterações físicas e/ou químicas do meio). Exemplos: enterramento rápido de bivalves endobiontes em posição de vida; aprisionamento de
insectos em resina; afogamento de vertebrados em asfalto (Rancho La Brea, Califórnia) ou alcatrão (Starunia, Ucrânia ocidental); poluição, toxicidade; conservações de organismos em ambientes redutores - ausência de oxigénio).
Na maioria dos casos a causa de morte influencia, de algum modo, o processo de fossilização. Assim, uma acção de predação pode dar origem ao desmembramento e dispersão dos restos esqueléticos da presa, enquanto que a asfixia de um dado organismo vertebrado, em ambiente redutor, favorece a preservação parcial de estruturas orgânicas.
Estes estudos sobre as causas de morte fornecem indicações quer do ponto de vista paleoecológico (informação sobre a acção de predadores que podem eventualmente não ter fossilizado) quer do ponto de vista paleoambiental (coberto vegetal, teor em oxigénio, produtividade orgânica). Contudo, a produção de um resto orgânico preservável nem sempre implica a morte do organismo que o produziu. A impressão de folhas, fragmentos de ovos e as carapaças resultantes de mudas de artrópodes são disso exemplo.
Por seu lado, todos os icnofósseis, de um modo ou outro, registam momentos de actividade de organismos vivos (Exemplos: pegadas, pistas, galerias, etc.).
1.2 BIOSTRATONOMIA
Estuda o conjunto de acções (biológicas, físicas e químicas), que decorrem desde a morte de dado organismo até ao momento em que é subtraído à acção destruidora do meio ambiente, pelo acarreio de sedimentos. Ocupa-se, igualmente, da história sedimentológica do fóssil enquanto partícula sedimentar susceptível de ser transportada e sedimentada. Assim, elevadas taxas de sedimentação propicíam a preservação, por exemplo, de bivalves, em posição de vida, e com as valvas unidas. Por oposição, organismos necrófagos, predadores e litófagos contribuem para a destruição de estruturas passíveis de fossilizar.
O potencial fossilífero de uma necrocenose depende de: a) Grau de preservação da matéria orgânica
Geralmente, a primeira acção desencadeada é a da total ou parcial decomposição dos tecidos moles, embora a sua conservação também possa ocorrer em casos excepcionais (condições anóxicas, pelo frio ou secura):
Composição química Acção ambiental Acção final
Proteínas
+ água e oxigénio + bactérias aeróbias
CO2 + H2O (acidulação das águas por H2CO3 e H2SO4) H2S + NH3 (conferem basicidade às águas por NH4OH) Lípidos
Hidratos de carbono
s/ oxigénio
+ bactérias anaeróbias
Hidrocarbonetos; vasas betuminosas => petróleo; betumes; gás natural
ausência de água Preservação por mumificação baixas temperaturas Preservação por congelamento
Ex: Mamutes em calotes glaciares "permafrost" da Sibéria. Estruturas vegetais + temperatura + pressão Incarbonização => carvões
b) Natureza e composição química das estruturas somáticas Natureza orgânica
Espongina (Esponjas); Quitina (exosqueletos de insectos: polisacárido nitrificado); Queratina (hastes, pelos, escamas penas e garras de vertebrados); Celulose ou Lignina (benzol derivativo da celulose presente nos tecidos de pteridófitas e espermatófitos); Escleroproteínas (insectos: esclerotina)
Quitina Celulose
Fungos células vegetais (parede)
Liquenes Polenes Cnidários Esporos Bivalves Tunicados Anelídeos
Onychophoros Braquiópodes inarticulados Artrópodes (Crustáceos, Trilobites, Insectos) Graptólitos
Natureza mineralógica
Carbonato de cálcio - CaCO3
Calcite (estrutura cristalográfica trigonal) - a sua precipitação é favorecida por águas quentes, agitadas e pouco profundas; a sua dissolução é efectuada em meios aquosos acidulados por dissolução de CO2.
Aragonite (estrutura cristalográfica ortorrômbica) - é metastável em ambientes marinhos; em ambientes de água doce passa gradualmente a calcite em condições normais de pressão e temperatura; è muito solúvel.
Fosfato de cálcio - Ca5(PO4)3(OH)
Apatite - Insolúvel em soluções neutras, resiste moderadamente em ambientes ligeiramente ácidos ou alcalinos.
Sílica - SiO2 (OH)
Opala -Estável, em ambientes neutros e ácidos, é fracamente solúvel em soluções alcalinas por aumento de temperatura.
Distribuição dos organismos em função da natureza e composição das suas carapaças, exosqueletos ou estruturas de protecção:
Calcite Aragonite Apatite
Cianobiontes Cocolitoforídeos Bactérias
Algas vermelhas Algas verdes (Dasicladáceas) Carófitas Foraminiferos hialinos Foraminiferos porcelanosos Tintinídeos Arqueociatos Hidrozoários
Esponjas calcárias (espículas) Esponjas calcárias Octocoraliários Hexacoraliários
Briozoários
Braquiópodes Braquiópodes
Anelídeos Poliquetas Gastrópodes (maioria) Bivalves (Anomia, Ostreídeos, Pectinídeos) Bivalves (maioria) Cefalópodes (Nautiloides, Argonauta) Escafópodes
Amonites (Aptychi) e Belemnites (rostro) Cefalópodes e Belemnites (fragmocone)
Artrópodes (Balanídeos, Trilobites) Artrópodes (Crustáceos)
Equinodermes Conodontes Ossos de vertebrados Opala Aglutinados Equisetales Diatomáceas
Silicoflagelados Foraminíferos aglutinados Radiolários Calpionelídeos Esponjas (espículas) Anelídeos
c) Dissociação de elementos esqueléticos por decomposição.
Os esqueletos articulados cujos componentes são unidos por tecidos orgânicos (tendões, ligamentos) tendem a dissociar-se após a morte do organismo. Exemplos:
Moluscos bivalves. As valvas abrem por relaxamento dos músculos adutores. O ligamento auxilia a abertura e resiste, geralmente, um pouco mais que os tecidos moles mas, eventualmente, as valvas separam-se, após um transporte mais ou menos prolongado.
Amonites. Aptychus (estrutura relacionada provavelmente com a abertura da mandíbula) pode ficar preservada, ou não, dentro da concha, consoante a posição do organismo após a sua morte.
Trilobites. O seu exosqueleto segmentado tende a dissociar-se durante as mudas ou após a morte do organismo.
Equinodermes. As radíolas e elementos da carapaça de Equinoides, os ossículos de Ofiurídeos e placas marginais de certos Asterídeos tendem igualmente a dissociar-se e dispersar-se pelo sedimento.
d) Transporte post-mortem por agentes mecânicos
Para a maioria dos organismos, a morte significa o início de um período de transporte passivo, mais ou menos intenso, de todo ou de apenas uma fracção dos seus componentes esqueléticos.
Transporte nulo Organismos endobiontes, sésseis ou ⏐ incrustantes em posição de vida. ⏐
⏐ Organismos endobiontes em ambiente de ⏐ rápida velocidade de sedimentação. ⏐
⏐ Organismos epibentónicos em ambiente de ⏐ alta energia (infra a médiolitoral). ⏐
⏐ Organismos nectónicos. Cadáveres em de- ⏐ composição. Estruturas ósseas desidratadas ⏐ por evaporação subaérea vêem aumentada a ⏐ sua capacidade de flutuação por tensão ⏐ superficial.
V
Transporte máximo Organismos planctónicos ou com estruturas de suspensão.
A Suspensão de um organismo ou estrutura pode ser determinada pela fórmula: S = A / 4G onde S - índice de suspensão
A - área da superfície em mm2
G - peso em gramas.
Quanto maior for S tanto mais fácil será o transporte da estrutura. Por outro lado, a capacidade de transporte de restos orgânicos pode ser diminuída pela presença de projecções ou outras estruturas que funcionem como "âncoras".
A corrente produz reorientação, imbricação e alinhamento das conchas para posições de maior estabilidade (menor resistência à corrente) as quais fornecem indicações sobre a sua direcção e, eventualmente, o seu sentido:
i) Movimento em torno de um eixo horizontal produzido pelo revirar de uma concha, de uma face para a outra. Deste modo, formas curvas (conchas de bivalves) reorientam-se com o lado convexo para cima. Formas aplanadas imbricam como as telhas de um telhado, inclinando em sentido oposto ao da corrente; ii) Movimento em torno de um eixo vertical produzido pelo alinhamento de estruturas
alongadas. O estudo por análise vectorial de, por exemplo, gastrópodes de alta espira, permite determinar a direcção (alinhamento do gastrópode) e o sentido da corrente (a espira aponta para montante).
Através da acção de transporte processa-se uma calibração e selecção das carapaças por dimensão, peso, forma e resistência à abrasão. A natureza do sedimento que é transportado também condiciona o resultado final. Um transporte associado a clastos grosseiros (calhaus rolados) favorece a destruição por choque e consequente fracturação; o transporte associado a areias dá origem a desgaste, abrasão e rolamento.
Assim, a sequência de acções desencadeadas são, por ordem crescente de transporte:
- Orientação dos restos orgânicos biomineralizados; - Destruição de conchas finas;
- Fracturação de estruturas frágeis de ornamentação; - Fragmentação de carapaças;
- Rolamento por abrasão (bioclastos); - Destruição total.
Como consequência directa do maior ou menor transporte sofrido pelos subfósseis, as associações fósseis são classificadas como :
autóctones - com os seus elementos in situ, em posição de vida; alóctones - com evidências de transporte, mais ou menos acentuado;
sub-autóctone - os seus elementos não estão em posição de vida mas encontram-se nas imediações do biótopo dos paleorganismos que lhe deram origem, após um transporte post-mortem pouco "significativo" revelado por:
- pouco ou nenhum rolamento e/ou fragmentação; - preservação de estruturas frágeis;
- presença de vários estádios de crescimento dos organismos; - presença de valvas articuladas, fechadas;
- igual proporção de todos os elementos esqueléticos.
O carácter alóctone de alguns fósseis não é forçosamente sinónimo de inutilidade em interpretações paleoecológicas. Por exemplo, a presença de troncos fósseis em sedimentos marinhos revela a proximidade da linha de costa, de onde foram arrastados por correntes fluviais.
Os organismos planctónicos são sempre elementos “alóctones” em sedimentos de fundos oceânicos já que, após a sua morte, as carapaças depositam-se, gradualmente, ao longo de colunas de água com milhares de metros de espessura. Deste modo, apesar destes organismos viverem nos troços superiores dos oceanos são dos mais importantes elementos utilizados na caracterização das
1.3 FOSSILDIAGÉNESE
A fossildiagénese (ou diagénese fóssil) estuda o conjunto de alterações químicas e físicas (incluindo as acções mecânicas de deformação) sofridas pelos restos dos organismos desde o momento em que são enterrados até ao momento da sua recolha, como fósseis.
Após o enterramento, o continuar da acumulação gradual de sedimentos desencadeia todo um conjunto de acções (perca da porosidade primária e expulsão de fluídos intersticiais) que levam à sua progressiva consolidação numa rocha sedimentar. Os restos orgânicos associados ao sedimento irão sofrer estas mesmas acções. O processo de litificação, também designado por diagénese, tem quatro componentes essenciais, as quais actuam em maior ou menor grau.
Acção diagenética Acção sobre os restos orgânicos Compacção
Originada pela carga litostática da coluna de sedimentos suprajacente, dá origem a perca irreversível de água e diminuição da porosidade do sedimento.
A compressão da matriz sedimentar juntamente com restos orgânicos dá origem a moldes. Se a variação de volume do sedimento for significativa os restos orgânicos podem sofrer deformações, roturas (com sobreposição e/ou rotação de elementos esqueléticos) ou colapso total de estruturas ocas, não preenchidas.
Cimentação
Acção de aglutinação dos elementos detríticos da matriz por precipitação de compostos químicos, transportados pelos fluídos intersticiais.
Consolida o sedimento que envolve e/ou preenche o fóssil, dando origem a moldes externos e internos, respectivamente. Consoante o tipo e grau de cimentação o fóssil pode tornar-se parte integrante da matriz, dificultando a sua remoção.
Metassomatose
Acção de troca iónica entre as soluções intersticiais e os componentes da rocha sedimentar, dando origem a substituições químicas, graduais, molécula a molécula, e impregnações.
Está na origem do processo de fossilização por Mineralização (Epigenização). Existe uma troca na composição química, geralmente sem destruição significativa das estruturas internas de natureza orgânica (pseudomorfose) e impregnação de espaços vazios (permineralização).
Recristalização
Em certas condições, parte dos componentes da rocha são solubilizados pelos fluidos percoantes e reprecipitam sob a forma de cristais individualizados, de dimensões macroscópicas.
Dá origem à transformação de fases mineralógicas metastáveis (aragonite) em estáveis (calcite).
Neste processo geralmente ocorre a destruição parcial ou total de estruturas por recristalização levando à formação de geodes no interior de cavidades não preenchidas.
2 PROCESSOS E PRODUTOS DE FOSSILIZAÇÃO
Processos fossildiagenéticos são os vários mecanismos através dos quais os restos de origem orgânica (somatofósseis) ou marcas ou vestígios de actividade (icnofósseis) ficam preservados no registo geológico, i.e. nas rochas (não necessariamente apenas em rochas sedimentares, pois algumas podem ser
metamórficas de baixo grau; e.g. quartzitos e xistos s.l.). Como processos falamos principalmente em Conservação, Mineralização, Moldagem e Incarbonização. Estes processos são interpretados a partir do seu resultado final, os produtos da fossilização.
2.1 Conservação
Este processo Conservação dá origem a produtos como as Preservações em que a composição química e estrutura dos restos orgânicos não é alterada, no todo (preservação total) ou em parte (preservação parcial e/ou mumificação). Este tipo de fossilização ocorre com raridade pois necessita que o sedimento (argila), material químico (sal), físico (gelo) ou orgânico (resina) que envolveu o organismo tenha impedido a percolação de fluidos, atenuando ou mesmo anulando os efeitos da diagénese. Exemplos:
- Rinocerontes preservados em asfalto [Plistocénico de Starunia]
- Mamíferos preservados em lagos de hidrocarbonetos [La Brea, Califórnia] - Graptólitos em rochas siliciosas [Cherts da Polónia]
- Mumificações de Dinossáurios [Cretácico superior de Wyoming, USA] - Conservações em Turfeiras, ozocerite (cera mineral) e sal.
- Insectos aprisionados em âmbar (argilas glauconíticas do Mar Báltico com bolsas de resina de Coníferas) dos quais resta o seu exosqueleto quitinoso, com alguns vestígios de estruturas orgânicas internas, mais ou menos decompostas por actividade de bactérias anaeróbias.
Preservações parciais ocorrem frequentemente, em ambientes euxínicos (com ausência de oxigénio). Nestes ambientes à morte por asfixia e envenenamento sucede-se a conservação parcial de estruturas orgânicas devido à ausência de predadores, actividade bacteriana (assepsia) e bioturbação junto ao fundo. O fraco hidrodinamismo e a sedimentação de vasas argilosas contribuem igualmente para a preservação de tecidos e outras estruturas rapidamente perecíveis, noutras condições.
O termo “Lagerstätte” (“Lagerstätten”, no plural) apesar de, em alemão, significar apenas “depósito”, é utilizado em tafonomia para designar uma associação excepcional de fósseis. Este carácter excepcional pode ser em termos de quantidade de exemplares, diversidade de taxones ou qualidade de preservação de estruturas orgânicas.
2.2 Mineralização
Existem dois produtos que resultam do processo de Mineralização:
1. Recristalização. Existe um rearranjo mineralógico por transformação de fase (com ou sem quebra de ligações químicas) com perca da estrutura interna original. Os exemplos mais frequentes são o da dolomitização e da passagem da aragonite a calcite.
2. Epigenização. Resulta da acção metassomática diagenética. Nesta ocorrem, com frequência, substituições iónicas graduais, molécula a molécula, entre os compostos químicos dos restos orgânicos e os fluidos intersticiais percolantes (soluções essencialmente aquosas que circulam pelas rochas através dos seus poros e fissuras). Resulta daqui a alteração da composição química do resto orgânico mas conservando, total ou parcialmente, as estruturas originais (Pseudomorfose). Concomitante com esta acção ocorre geralmente uma impregnação por sais minerais (Permineralização) nos interstícios e cavidades resultantes da eliminação da matriz orgânica dos esqueletos mineralizados.
Os nódulos carbonatados fossilíferos são casos particulares pois geralmente encerram fósseis de boa qualidade. São estruturas, de modo geral, arredondadas, concrecionadas, cuja forma depende geralmente das dimensões dos fósseis que comportam. A sua formação está relacionada com a rápida sedimentação de matéria orgânica, em horizontes onde se processa a redução de sulfatos e se dá a libertação de hidrogenocarbonato (2CH2O + SO4 Æ 2HCO3 + H2S). Se o ambiente for alcalino é
induzida a precipitação precoce de carbonato de cálcio em torno das estruturas orgânicas e a eventual precipitação de pirite sedimentar. Concreções siliciosas são formadas quando o horizonte de redução de sulfatos promove a acidulação do meio e induz a precipitação da sílica biogénica dissolvida. O crescimento das concreções é favorecido por baixas taxas de sedimentação detrítica.
As principais substâncias mineralizadoras são várias sendo as mais frequentes as seguintes:
Carbonatos: calcite, dolomite, azurite, malaquite. Sulfatos: gesso, barite.
Fosfatos: apatite.
Silicatos: quartzo, glauconite, calcedonite. Sulfuretos: pirite, blenda, galena.
Óxidos: hematite, limonite.
Elementos nativos: cobre, prata, enxofre, grafite.
Calcite - forma estável de CaCO3, substitui a aragonite, metastável, em grande número de
carapaças. Pode substituir a sílica em espículas de esponjas.
Dolomite - ocorre com frequência a substituir a calcite ou argonite por acção diagenética (dolomitização) acarretando invariavelmente uma perca total das estruturas
fossilizadas, conferindo à rocha uma maior porosidade. Este facto deve-se a diferenças de dimensão e estrutura entre as moléculas MgCO3 e CaCO3.
Sílica - substitui a celulose em plantas e troncos dando origem a "madeira petrificada ou silicificada". Exemplos: Troncos de Araucarioxylon com 36 metros de comprimento (Triássico superior de Chinle, Arizona); Flora silicificada de Rhynie (Escócia) com preservação integral das estruturas de traqueófitas primitivas (Rhynia, Asteroxylon).
Pirite - substitui a aragonite (em Amonites) e a quitina (em Graptólitos), em ambientes redutores, à custa do ferro existente no sedimento e do enxofre que se liberta da decomposição da matéria orgânica.
Fosfato de cálcio - substitui moléculas orgânicas em jazigos de fosforitos:
Exemplo: Batráquios fósseis em fosforites do Oligocénico de Quercy (França).
2.3 Incarbonização
Resulta do enriquecimento relativo e progressivo em carbono, por libertação gradual dos componentes voláteis (oxigénio e hidrogénio) das moléculas orgânicas de estruturas vegetais, por um processo de fermentação (combustão lenta ao abrigo do oxigénio atmosférico), por acção de bactérias anaeróbias. Este processo difere do anterior dado não existirem trocas de elementos químicos com os fluidos intersticiais mas, fundamentalmente, perca da componente volátil acima referida. Geralmente traduz-se pela manutenção da morfologia externa de estruturas resistentes (p.ex: troncos) mas com destruição da sua estrutura interna. Como produtos podemos ter os filmes de carbono (exemplo: Graptólitos) ou os restos carbonosos (exemplos: turfa, lignito, hulha).
2.4 Moldagem
Consiste na reprodução da morfologia interna ou externa de um resto orgânico pelo sedimento consolidado que o preenche ou envolve, respectivamente. O sedimento reproduzirá tanto melhor os pormenores da morfologia do fóssil quanto mais fino e homogéneo for. Exemplos de litologias favoráveis são os calcários litográficos, as margas, os argilitos e xistos argilosos e os arenitos finos silto-argilosos.
Como produtos da moldagem temos os moldes internos, moldes externos e contramoldes. O molde interno reproduz o negativo da morfologia do interior de cavidades (por exemplo, da cavidade endocraniana de certos vertebrados) ou conchas. O molde externo reproduz, por seu lado, o negativo das características morfológicas externas de dado fóssil. Os contramoldes (naturais ou artificiais)
representam o positivo de estruturas internas e/ou externas consoante o molde que lhe deu origem.
As impressões são casos particulares de moldes externos de baixo-relevo que estão associados, geralmente, à incarbonização de estruturas foliares ou outros restos de vegetais fósseis.
3. DEFORMAÇÃO TECTÓNICA DOS FÓSSEIS
Do ponto de vista paleontológico a sua acção dá origem a elementos deformados, de reduzido interesse morfológico e descritivo. No entanto, para a tectónica, eles constituem os melhores elementos litológicos para quantificar a deformação e caracterizar o campo de tensões (stress tectónico) que actuou, tendo por base o conhecimento dos elementos de simetria original dos fósseis.
A matriz que contem os fósseis pode, em certas condições, ser sujeita a um campo de tensões suficientemente elevado de modo a produzir deformação. Esta pode efectuar-se de dois modos distintos:
deformação visco-elástica - existe variação de ângulos e outros elementos de simetria originando alterações morfológicas nos fósseis;
deformação elástica - existe cedência rápida, ao longo de planos de falha, originando deslocamento de elementos morfológicos do fóssil.
Se os estruturalistas conhecem bem a importância da presença de fósseis deformados no estudo dos campos de tensão, também os paleontólogos deverão estar conscientes dos métodos por eles utilizados no estudo da deformação a fim de poder "inverter" este processo e reconstituir a forma e geometria originais dos exemplares deformados. Exemplos frequentes destes fósseis deformados podem ser encontrados nas colecções de Trilobites paleozóicas do ex-Serviços Geológicos
de Portugal, ex-Instituto Geológico e Mineiro (Rua da Academia das Ciências nº 19,
2º), a cujas colecções paleontológicas se recomenda a visita.
Nas rochas calcárias, em certos casos, dá-se o fenómeno de dissolução, por pressão, da matriz carbonatada, dando origem ao aparecimento de picos (estilólitos) e planos estilolíticos irregulares. A eventual presença de fósseis (Amonites, Rudistas), inseridos nestas rochas calcárias, pode permitir estimar a redução verificada no volume de rocha carbonatada a partir da quantificação da fracção eliminada do fóssil.
