Estratigrafia isotopica e evolucao sedimentar do Grupo Bambui na borda ocidental do Craton do Sao Francisco: implicacao tectonica e paleo-ambiental

Abstract

O Grupo Bambui inclui uma sucessao de rochas pelito-carbonatica depositadas sobre o paleocontinente Sao Francisco durante o Neoproterozoico, que se estende por uma area de cerca de 1000 km de extensao, na direcao Norte-Sul, por aproximadamente 400 km de largura, na direcao Leste-Oeste, da porcao centro-oriental do Brasil. Na area compreendida entre o nordeste de Goias e sudeste de Tocantins, o Grupo Bambui aflora em uma faixa estreita e alongada de direcao N-S, cuja evolucao tectono-sedimentar mostra caracteristicas distintas para as margens leste e oeste da bacia. Na Margem Ocidental, a Formacao Sete Lagoas (FSL) repousa em concordancia sobre os sedimentos glaciais da Formacao Jequitai, quando estes ocorrem. A FSL e representada, na base, por um trato transgressivo de facies pelito-margosas, com valores decrescentes de 13C, seguidos por uma sucessao regressiva constituida por facies calcarias e dolomiticas, dominantes na porcao intermediaria e no topo da FSL, com valores de 13C entre -1,00 e +1,00 ‰. Localmente ocorrem, subjacente a sucessao pelito-margosa da base, corpos lenticulares e esparsos de dololutitos peloidais, comumente rosados, interpretados como carbonatos de capa (cap carbonates) pelo fato de estarem em conformidade com os depositos glaciais, estratigraficamente mais velhos, e pela recorrencia dos valores negativos de 13C (-3,0 a -5,0 ‰) apresentada em suas amostras. A analise integrada entre os dados isotopicos de carbono e a sucessao estratigrafica da Margem Ocidental indica uma correlacao entre o ponto de maxima excursao negativa na curva de 13C com a Superficie de Maxima Inundacao (SIM). A SIM e representada por calcilutitos e folhelhos negros situados no topo do trato transgressivo. No topo da FSL, o carater estratiforme dos carbonatos e as diferencas nas razoes isotopicas de 18O existente entre os calcarios e os dolomitos indicam que a composicao isotopica primaria foi obliterada pela diagenese e pela dolomitizacao, que afetou o topo da Formacao Sete Lagoas, provavelmente, durante o periodo de maxima regressao. Na Margem Oriental, a FSL apresenta uma espessura de oitenta metros, inferior a espessura de cerca de duzentos e cinquenta metros descrita na Margem Ocidental. Alem disto, a estratigrafia do Grupo Bambui esta incompleta no lado oriental, pois nele faltam os depositos glaciais e a sucessao pelito-margosa transgressiva da base da FSL. As litofacies dominantes na Margem Oriental sao dolomitos microbiais (estromatolitos domicos, colunares e esteiras microbiais) e doloarenitos que repousam diretamente em discordancia erosiva sobre o embasamento granito-gnaissico. De forma restrita ocorre tambem brecha dolomitica intraformacional e raros corpos lenticulares de arenito arcoziano grosso. Analise U/Pb em zircoes detriticos extraidos deste arenito indica uma proveniencia sedimentar de terrenos paleoproterozoicos e arqueanos associados ao Craton do Sao Francisco. Nos dolomitos, os valores de isotopos de carbonos sao sempre crescentes e variam de -5,00 a 0,00 ‰. Portanto, falta nestas amostras o segmento decrescente dos valores de 13C, que representa o intervalo estratigrafico inferior da FSL na Margem Ocidental. Por isto e assumido que esses dolomitos, descritos na FSL aflorante na Margem Oriental, sao cronocorrelatos aos carbonatos da sucessao regressiva existente no lado oposto. Isto indica que a Margem Oriental era um alto topografico do embasamento, exposto durante o periodo de deposicao da Formacao Jequitai e nos momentos iniciais de sedimentacao da Formacao Sete Lagoas. O afogamento deste alto ocorreu apos continua transgressao marinha sobre as areas continentais emersas a leste, decorrentes das altas taxas de subida eustatica promovidas pela deglaciacao. Na Margem Oriental os dolomitos da FSL sao recobertos por uma sequencia pelitomargosa caracterizada por uma notavel excursao positiva dos valores de 13C (~+10,0‰) associadas a Formacao Serra de Santa Helena (FSSH). A chegada destes pelitos e a ausencia de uma superficie de discordancia, que indicaria o rebaixamento do nivel de base e, consequentemente, um limite de sequencia, entre os dolomitos do topo da FSL e os pelitos da FSSH, indica que houve um repentino aumento nas taxas de subsidencia e rapida subida do nivel de base. Analise da proveniencia dos terrigenos finos da FSSH mostra que terrenos juvenis de idade neoproterozoica associados a Faixa Movel Brasilia foram as principais areas fontes destes sedimentos. Esta inversao na proveniencia dos sedimentos terrigenos, somado a mudancas no regime de subsidencia indicam a existencia de um periodo de reativacao tectonica da Faixa Movel Brasilia no momento de transicao da Formacao Sete Lagoas para a Formacao Serra de Santa Helena. Portanto, alguns aspectos como: (i) a assimetria no preenchimento sedimentar da bacia, reflexo do balanco entre as taxas de subsidencias e as taxas de sedimentacao; (ii) as diferencas entre as taxas de influxo de terrigenos e da produtividade carbonatica na bacia e; (iii) diferencas na proveniencia dos terrigenos, indicam um notavel controle de ritmos tectonico, associado a Orogenese Brasiliana, sobre a evolucao sedimentar do Grupo Bambui na margem ocidental, tectonicamente influenciada, e, na outra mao, pouca influencia na margem oriental, estavel, influenciada principalmente por variacoes relativas do nivel do mar, livre do aporte de terrigenos finos e com uma producao eficiente de sedimentos carbonaticos. Baseados em dados U/Pb extraidas de zircoes detriticos, provenientes de niveis de terrigenos associados as formacoes Sete Lagoas e Serra de Santa Helena, a idade maxima de sedimentacao do Grupo Bambui e estimada em 610 Ma. Adicionalmente, razoes isotopicas 87Sr/86Sr de 0,7074 a 0,7078, e correlacoes estratigraficas com outras unidades glacialmente influenciadas, como o Grupo Ibia, tambem sugerem uma idade Ediacarana para o Grupo Bambui. Alem disto, indicam que os depositos glaciais encontrados na base do Grupo Bambui no bordo noroeste do Craton do Sao Francisco podem estar associados a Glaciacao Marinoana e, desta forma, indicar a existencia de uma segundo evento global de glaciacao neoproterozoica na Bacia do Sao Francisco. _________________________________________________________________________ ABSTRACT

The Bambui Group includes a succession of pelitic-carbonate rocks deposited on the paleocontinente San Francisco during the Neoproterozoic, which extends over an area about 1000 km long in north-south direction for approximately 400 km wide in the east-west direction of the central-eastern Brazil. In the area between the northeast and southeast of Goias Tocantins, the Bambui Group arise in a narrow and elongated trend of north-south direction, whose tectono-sedimentary evolution shows distinct characteristics to the east and west margins of the basin. In the Western Margin, the Sete Lagoas Formation (SLF) lies in conformity on the glacial sediments associated with Jequitai Formation, when that stratigraphy unit occur. The FSL is represented at its base by pelitic-marly facies deposited during transgression, with decreasing values of 13C, followed by a regressive succession dominated by limestone and dolomitic facies, in the top of the SLF, with values 13C between -1.00 and +1.00 ‰. Locally, appear bellow the pelitic-marly succession lenticular bodies of the laminated peloidal dololutite, commonly pink, interpreted as cap carbonates because their stratigraphy conformity with the glacial unit, stratigraphically older, and the recurrence the negative values of 13C (-3.0 to -5.0 ‰) presented in their samples. The integrated analysis of the carbon isotope data and stratigraphic succession of the West Bank indicates a correlation between the maximum negative excursion point of the 13C curve with the maximum flooding surface (MFS). The MFS is represented by black shales and calcilutites on the top of the transgressive tract. At the top of the SLF, the stratiform nature of the carbonates and the differences in isotopic ratios of 18O between the limestones and dolomites indicate that the primary isotopic composition has been obliterated by diagenesis and dolomitization, which affected the top of the Sete Lagoas Formation, probably during the period of maximum regression. In the Eastern Margin, the FSL has a thickness of eighty meters, less than thickness of about two hundred and fifty meters described in the West Margin. In addition, the stratigraphy of the Bambui Group on the eastern side is incomplete because it lacks the glacial deposits and the pelitic-marly transgressive succession found at the base of the SLF on the opposite margin. The dominant lithofacies in the Eastern Margin are microbial dolomites (domal and columnar stromatolite and microbial mats) and doloarenitos that lie directly above erosive surface on the granite-gneiss basement. Also occur, in a restricted manner, intraformational dolomitic breccia and lenticular arkosic-sandstone bodies. U / Pb analysis from detrital zircons extracted this arkosic-sandstone indicates a sedimentary provenance from ancient terrains of the archean and paleoproterozoic age, probable related to Sao Francisco Craton. In the dolomites, the carbon isotope values are always increasing and its range is -5.00 to 0.00 ‰. The lack the decreasing segment of the 13C values in the samples of the Eastern Margin indicates the existence of a basement topographic high exposed during the time of Jequitai and lower Sete Lagoas deposition. The drowning occurred after continuous and quickly marine transgression, resulting from high rates of eustatic rise promoted by deglaciation, on the continental areas emerged in the Eastern Margin. In the Eastern Margin of the SLF, dolomites are overlain by a pelitic dominant sequence, associated with the Serra de Santa Helena Formation (SSHF), characterized by a strong positive incursion (~ +10.0 ‰) of the 13C values. The sudden arrival of these pelites and the absence of a regional unconformity, which would indicate the base level fall and hence a sequence boundary between the dolomites and pelites, indicates that there was a sudden increase in subsidence rate and consequently quickly base level rise. In SSHF, provenance analysis of the fine terrigenous shows main contribution from neoproterozoic terrains, related to Brasilia Belt. This change in the provenance of terrigenous sediments, coupled with changes in the subsidence rates indicate a tectonic reactivation in Brasilia Belt, during the transition from Sete Lagoas Formation to Serra Santa Helena Formation. Therefore, aspects such as: (i) the asymmetry in the sedimentary basin fill, reflecting the balance between the rates of subsidence and sedimentation rates, (ii) the differences between the rates of influx of terrigenous and carbonate productivity in the basin and (iii) differences in the provenance of terrigenous, indicate a remarkable tectonic control of rhythms associated with the Brasiliano Orogeny, about the evolution of sedimentary Bambui Group on the Western Margin, tectonically influenced setting, and, on the other hand, little influence on the Eastern Margin, stable setting. Based on U / Pb data from detrital zircon extracted in differente stratigraphic levels of Sete Lagoas and Serra de Santa Helena Formation, the maximum age to Bambui Group sedimentation is estimated at 610 Ma. Additionally, isotopic ratios of 87Sr/86Sr (0.7074 to 0.7078), and stratigraphic correlations with other glacially influenced units, as the Group Ibia, also suggest an Ediacaran age for Bambui Group. In addition, indicate that the glacial deposits found at the base of the Bambui Group in the northwestern portion of Sao Francisco Craton may be associated with Marinoan Glaciation and thus indicate the existence of a second and younger neoproterozoic glacial event in the Sao Francisco Basin.