Petrografia de arenitos e minerais pesados de depósitos...

Revista Brasileira de Geociências Marivaldo dos Santos Nascimento & Ana Maria Góes 37(1): 02-...., março de 2007

Arquivo digital disponível on-line no site www.sbgeo.org.br 1

INTRODUÇÃO A petrografia de arenitos com ên-fase em minerais pesados e tipos de grãos de quartzo é uma técnica amplamente utilizada no estudo de prove-niência sedimentar, cujo principal objetivo é determi-nar as áreas-fonte e reconstituir a história de sedimen-tos desde a sua erosão inicial até a acumulação e soter-

Petrografia de arenitos e minerais pesados de depósitos cretáceos (Grupo Itapecuru), Bacia de São Luís-Grajaú, norte do Brasil

Marivaldo dos Santos Nascimento1, 2 & Ana Maria Góes3

Resumo Petrografia de arenitos, análise textural de minerais pesados e grãos de quartzo e padrão de paleo-correntes revelaram a historia sedimentar e as áreas-fonte potenciais de depósitos do Grupo Itapecuru na borda sul da Bacia de São Luís-Grajaú. Os depósitos estudados são quartzo-arenitos cuja assembléia de minerais pesados é composta de turmalina, zircão, estaurolita, rutilo e cianita. Zircão e turmalina, preferencialmente, apresentam-se nas formas de grãos prismáticos subarredondados a bem arredondados. Grãos nas formas eué-dricas angulosas destes minerais, embora menos freqüentes, foram identificados. Estas evidências indicam fon-tes diferentes como rochas sedimentares e metassedimentares, além de rochas graníticas do embasamento. O quartzo, geralmente, apresenta-se na forma de grãos irregulares angulosos a subarredondados, monocristalinos, com extinção oscilatória ou simultânea. Espécimes policristalinos são menos freqüentes, inclusive os fragmen-tos líticos. As texturas superficiais observadas neste mineral são similares às encontradas nos minerais pesados, com destaque para as de origem mecânica. As composições modais dos arenitos laçadas em diagramas QFLt caem nos campos de proveniência de blocos continentais e cinturões orogênicos. O padrão de paleocorrentes e o índice RuZi permitiram definir quatro intervalos estratigráficos A, B, C and D, da base para o topo, que tiveram fontes potencialmente distintas. Os sedimentos da Zona A que foram fornecidos de áreas localizadas a norte e a nordeste da Bacia de São Luis-Grajaú, que incluem rochas do Cráton São Luís e Cinturão Gurupi, e do noroeste da Província Borborema. Os sedimentos das Zonas B, C e D foram supridos por terrenos ao sul, sudoeste e sudeste da região, onde afloram rochas do leste do Craton Amazônico, da porção norte da Faixa Araguaia e do sudoeste da Província Borborema.

Palavras-chave: Petrografia, Minerais pesados, Grãos de quartzo, Bacia de São Luís-Grajaú.

Abstract Petrography of sandstones and heavy minerals of cretaceous deposits (Itapecuru Group), São Luís Grajaú Basin, northern Brazil Petrography, heavy minerals and quartz analyses, palaeocur-rent data revaled the sedimentary story and potential source areas of sandstones of the Itapecuru Group in the southern margin of the São Luís-Grajaú Basin. The studied deposits consist of quartzarenites with heavy mineral assemblage consisting of tourmaline, zircon, staurolite, rutile and kyanite with a wide variety of forms, mechanical surface textures, and colors. The predominance of rounded zircon and tourmaline grains suggests a strong contribution from recycled sediments from sedimentary and metassedimentary rocks. Quartz grains exhibit irregular forms, monocrystaline and polycrystalline types and surface textures similar to the heavy min-erals grains. The modal composition in a Q-F-Lt plot suggests their origin from continental block and recycled orogen. The potential sources were mainly sedimentary rocks, as well as medium -to high-grade metamorphic and granitic rocks. The studied profile was subdivided into four stratigraphic levels A, B, C and D, through palaeocurrent data and RuZi index, which indicate change in source areas. Palaeocurrent pattern suggests that the Zone A, at the base of the succession, were sourced from the northern and northeastern regions, including the São Luís Craton, Gurupi Belt, and northwestern portion of the Borborema Province. Sediments of the zones B, C and D were supplied from the southern, southwestern and southeastern regions, including the Amazonian Craton, Araguaia Belt, and Borborema Province.

Keywords: Petrography, Heavy mineral, Quartz grains, São Luís-Grajaú Basin.

1 - Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica, Universidade Federal do Pará;2 - Universidade Federal do Pará, Campus Universitário de Marabá, Colegiado de Geologia, Folha 17, Quadra 04, Lote Especial, Nova Marabá, CP.101, CEP. 68.505-080, Marabá. [email protected];3 - Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, [email protected].

ramento na bacia de deposição (Morton & Hallswoth 1994; Lihou & Mange-Rajetzky 1996; Moral Cardona et al. 1996; Weltje & von Eynatten 2004). Alguns fato-res, como geologia clima e relevo e na área-fonte exer-cem importantes controles na composição e no volume de sedimentos que, inicialmente, são inseridos no ciclo


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sedimentar. Adicionalmente, durante o transporte, de-posição e soterramento das partículas, esta assinatura composicional pode ser efetivamente modificada por influência do comportamento hidráulico das partículas e dissolução intraestratal durante processos diagené-ticos (Morton & Hallsworth 1994, 1999). Entretanto, com base em estudos sistemáticos sobre a composição do arcabouço dos arenitos, incluindo detalhamento das variedades de minerais pesados e dos grãos de quartzo, pode-se obter informações diagnósticas que permitam interpretar a proveniência dos sedimentos (Krinsley & Donahue 1968; Krinsley & Doornkamp 1973; Dickin-son 1985; Mahaney 2002).

Os depósitos albianos da Bacia de São Luís-Grajaú apresentam espessuras que variam de 500 a 800m no seu depocentro principal. Estes são incluídos na Unidade Indiferenciada (Rossetti & Truckenbrodt 1987), a principal unidade estratigráfica cretácea do Grupo Itapecuru, o qual compõe grande parte do pre-enchimento desta bacia. Em função da sua representa-tividade estratigráfica, justifica-se sua importância para o entendimento da evolução e origem de depósitos acu-mulados neste período no Norte do Brasil. Entretanto, apenas trabalhos de cunho faciológico e paleoambien-tal foram desenvolvidos nestes depósitos (Anaisse Jr et al. 2001; Rossetti 2001; Rossetti & Góes 2003). A caracterização petrográfica e a análise de proveniên-cia destes depósitos não têm merecido a atenção ne-cessária. Portanto, neste contexto, este artigo apresenta resultados de análise petrográfica de arenitos, com ên-fase nos minerais pesados e nos grãos de quartzo de depósitos do Grupo Itapecuru que afloram na rodovia MA006, região de Grajaú (MA), borda sul da Bacia de São Luís-Grajaú. O objetivo foi investigar sua história sedimentar e as áreas-fonte, dentro do contexto evolu-tivo desta bacia.

CONTEXTO GEOLÓGICO A Bacia de São Luís-Grajaú é uma ampla região sedimentar que abrange o Estado do Maranhão e o nordeste do Pará, desenvolvi-da na Margem Continental Equatorial Norte Brasileira como resultado de esforços tectônicos relacionados à abertura do Oceano Atlântico, no contexto da fragmen-tação do Gondwana, no Mesozóico. Esta bacia encon-tra-se limitada a sul pelo Antéclise Xambioá-Alto Rio Parnaíba, a oeste pelo Arco Capim, a leste pelo linea-mento Rio Parnaíba e pela Plataforma Ilha de Santana, ao norte (Figura 1). Dentre as unidades sedimentares cretáceas desta bacia, a albiana é a mais representati-va, a qual é constituída de arenitos, argilitos e síltitos de ambientes deposicionais transicionais e continentais (Rossetti 2001). Exposições correlatas a este intervalo estratigráfico ocorrem na porção sul da Bacia de São Luís-Grajaú que, segundo Rossetti & Góes (2003), re-presentam um sistema deposicional flúvio-deltaico que migrou de sul para norte.

A sedimentação cretácea na Bacia de São Luís-Grajaú desenvolveu-se diretamente sobre rochas paleo-zóicas da Bacia de Parnaíba, além de rochas metamór-ficas e ígneas pré-cambrianas da porção norte da Faixa

Araguaia, Faixa Gurupi, crátons Amazônico e Gurupi e Província Borborema (Figura 1). Os depósitos da Ba-cia do Parnaíba afloram nas porções oeste, sul e leste da Bacia de São Luís-Grajaú, com destaque para ampla variedade de rochas sedimentares siliciclásticas e vul-canossedimentares das formações Mosquito e Corda, que se expõem sob influência do Antéclise Xambioá-Rio Parnaíba. Na Faixa Araguaia ocorrem dois prin-cipais grupos litoestratigráficos: os grupos Estrondo e Tocantins, compostos dominantemente de rochas me-tassedimentares (metaconglomerados, quartzitos, xis-tos e filitos). O embasamento desta faixa é representado pelo Complexo Colméia (gnaisses e anfibolitos) e pelo Gnaisse Cantão (Costa, 1980; Souza et al., 1985), am-bos considerados por Moura & Gaudette (1993) como uma extensão do Cráton Amazônico na Faixa Araguaia. Ao norte da Bacia de São Luís-Grajaú, aflora o Cráton São Luís, uma ‘janela’ pré-cambriana em meio a depó-sitos fanerozóicos, que representa parte do Cráton Oes-te Africano deixado na Placa Sul-Americana em função da fragmentação de Gondwana. Este cráton consiste de rochas ígneas e metavulcanossedimentares que, na sua porção sudoeste, mantém contato por falha com a Faixa Gurupi. Esta faixa inclui rochas metassedimentares e metavulcânicas, além de gnaisses e granitóides (Almei-da et al. 2000). A sudeste e leste, a Província Borbore-ma inclui terrenos do Ciclo Brasiliano limitados por zo-nas de cisalhamento regional reativadas no Paleozóico e Meso-Cenozóico (Brito Neves et al., 2001).

ASPECTOS FACIOLÓGICOS E PALEOAM-BIENTAIS Os afloramentos estudados neste trabalho correspondem a pacotes sedimentares com até 15 m de altura e dezenas de metros de extensão lateral, localiza-dos num trecho de 70km ao longo da rodovia MA-006, região de Grajaú, Estado do Maranhão (Figura 2). Esta sucessão sedimentar representa um sistema deposicio-nal flúvio-deltaico, representado por: depósitos de ca-nais fluviais (Figura 2A) e distributários que ocorrem, respectivamente, nas porções superior e intermediária desta sucessão, constituídos de arenitos finos a médios, moderadamente selecionados, com estratificações cru-zadas tabulares cujos foresets têm inclinações preferen-ciais para N, também ocorrem conglomerados intrafor-macionais; depósitos de barras de desembocadura com geometria sigmóide bem desenvolvida (Figura 2B) que merecem destaque porque serem os mais freqüentes na sucessão, representados por arenitos finos a médios, bem a moderadamente selecionados, com estratos cru-zados indicam paleocorrentes para NE e SE; depósitos de face litorânea superior (upper shoreface) e antepraia (foreshore) (Figura 2D) compostos de arenitos finos, sílticos, que possuem abundantes marcas de reativa-ção, além de estratificação cruzada swaley/hummocky e laminações onduladas, com orientações preferenciais para NE e subordinadamente para SE; e depósitos de barras distais-prodelta, baía interdistributária-crevassa caracterizados por intercalações de arenitos, siltitos e argilitos, e marcam as fácies, que predominam na base da sucessão, onde os estratos cruzados mergulham para

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Marivaldo dos Santos Nascimento & Ana Maria Góes

SW e W.

MÉTODOS E MATERIAIS As 34 amostras de are-nitos selecionadas para estudo foram coletadas em 13 afloramentos, onde foram elaboradas seções colunares para estudo das sucessões faciológicas e controle estra-tigráfico das amostragens. Foram levantadas 202 medi-das de paleocorrentes em diferentes níveis, sendo 190 tomadas em grupos, num total de 10, e 12 em pontos isolados nos afloramentos, que serviram para estabele-cer um maior controle do padrão geral da orientação dos estratos cruzados em toda extensão da sucessão sedi-mentar. Estes dados foram interpretados em histograma de freqüência circular, mais conhecido como diagrama em rosácea. Orientações de eixos de canais distributá-rios e fluviais foram inferidas como base estratificações cruzadas acanaladas de médio porte. A análise petro-gráfica dos arenitos foi realizada em lâminas delgadas, contando-se 200 pontos por lâmina, segundo critérios de Dickinson (1985). Os resultados foram lançados e interpretados em diagramas QFL e QFLt (Dickinson 1985; Pettijohn et al. 1987). Os minerais pesados trans-parentes não-micáceos, fração 125-62µm, foram con-centrados por decantação em bromofórmio, segundo os procedimentos descritos por Mange & Maurer (1992). A identificação e a contagem de grãos (~100grãos/lâmi-na), para a determinação das assembléias mineralógi-cas, foram conduzidas ao microscópio petrográfico. Pa-ralelamente, foi calculado o índice ZTR, para avaliar o grau da maturidade mineralógica (Hubert 1962), e o ín-dice rutilo/zircão (RuZi), para identificar possíveis mu-danças nas características da proveniência. A definição

deste índice é detalhadamente discutida por Morton & Hallsworth (1994). Os aspectos morfológicos e as tex-turas superficiais em grãos de minerais pesados e quart-zo, assim como as características internas da turmalina e do zircão vistas em seções polidas, foram reveladas com auxílio de um microscópio eletrônico de varredu-ra (MEV) do Museu Paraense Emílio Goeldi. Para este tipo de análise, os grãos foram previamente metaliza-dos com ouro e fixados em fita adesiva dupla-face. A identificação e interpretações das texturas superficiais, como também as feições internas aos grãos de zircão, basearam-se nos trabalhos de Mahaney (2002) e Corfu et al. (2003).

RESULTADOS Composição modal dos arenitosO uso de modelos detríticos quantitativos, calculados a partir da contagem pontual de seções delgadas, para in-ferir a proveniência sedimentar de arenitos é bem esta-belecida (Dickinson 1985). Aparentemente, a geologia e ambiente tectônico da área-fonte exercem controle principal na produção de diferentes tipos de arenitos, porém, os sedimentos, quando introduzidos no sistema de dispersão sedimentar, têm sua composição original modificada por fatores como intemperismo, transporte, deposição e diagênese (Suttner & Basu 1981; Morton & Hallsworth 1999). Segundo Pettijohn et al. (1987) e Augustsson & Bahlburg (2003), sedimentos minera-logicamente maturos, são caracterizados pelo elevado teor de quartzo e, normalmente, tiveram sua composi-ção modificada a partir da sua fonte original, causando perdas substanciais das informações inerentes à prove-niência. Contudo, métodos da contagem de grãos do

Figura 1 - Mapa geológico simplificado com as bacias sedimentares cretáceas no Norte do Brasil, com destaque para a Bacia de São Luís-Grajaú e o perfil estudado (seta).



arcabouço detrítico de arenitos possibilitam definir a sua ambiência tectônica e a proveniência (Dickinson 1985).

Os arenitos estudados neste trabalho compõem aproximadamente 75% dos depósitos cretáceos expos-tos na borda sul da Bacia de São Luís-Grajaú. Possuem granulometria fina a média, ocasionalmente grossa, bem a moderadamente selecionados. Cerca de 80% dos grãos do arcabouço representam quartzo monocristali-no (Qm) e policristalino (Qp), sendo o restante repre-sentado por fragmentos líticos (Lt; essencialmente de quartzitos) e, com menor freqüência, fragmentos de chert (Ch) (Figura 3). Os grãos de quartzo exibem for-mas irregulares angulosas, subarredondadas a arredon-dadas, que mantêm contatos, principalmente, pontuais ou raramente suturados (Figura 3A-B), sugerindo pou-ca compactação química.

Aproximadamente 80% dos grãos representam quartzo monocristalino com extinção oscilatória (Qmo), e o restante com extinção simultânea (Qms). Raramen-te, foram observados sobre-crescimentos (So) (Figura 3C), como também grãos com evidências de defor-

mação. O Qp representa menos de 4% do arcabouço e, internamente, é caracterizado por um conjunto de até três cristais que possuem contatos suturados e ex-tinção oscilatória (Figura 3D). Os fragmentos de chert (Ch) têm tamanhos variados, geralmente inferiores a 100µm de diâmetro (Figura 3E), e representam menos de 1% do arcabouço. Os fragmentos líticos representam em média 15% do arcabouço e são caracterizados por agregados de quartzo, contendo fragmentos de micas orientados, que sugere evidências de deformação (Fi-gura 3F). Micas (biotita e muscovita), além de grãos de feldspato perfazem menos de 1% (Figura 3B). O felds-pato encontra-se geralmente alterado para caulinita. As composições modais do arcabouço dos arenitos caem no campo do quartzo-arenito (Figura 4A). A compara-ção destas composições no diagrama QFLt sugere pro-veniência de blocos continentais e orógens reciclados (Figura 4B). Os resultados das contagens pontuais es-tão listados na Tabela 1.

Minerais pesados As assembléias de destes mine-rais são constituídas de turmalina, zircão, estaurolita,

Figura 2 - Aspectos gerais dos afloramentos estudados com destaque para as estruturas e geometria das cama-das sedimentares: (A) depósitos de canais fluviais; (B) depósitos de barras de desembocadura; e (C) depósitos de facie litorânea superior (upper shoreface) e antepraia (foreshore).



Figura 3 - Micrografias (polarizadores cruzados) de arenitos, que mostram diversos aspectos dos grãos, como pode ser visto na legenda.

Figura 4 – (A) Classificação dos arenitos em diagrama QFL de Pettijohn et al. (1987); (B) mode-lo detrítico segundo o diagrama triangular QFLt de Dickinson (1985).

Legenda:

Qmsquartzo mo-nocristalino com extinção simultânea;

Qmo quartzo mo-nocristalino com extinção oscilatória;

Ccaulinita, Ch: chert;

Btbiotita;

Sosobre-cresci-

mento;

Ltfragmento de

quartizito;

Mcmuscovita.



rutilo e cianita, cujos percentuais relativos estão lista-dos na tabela 1. O índice ZTR atinge valores elevados que vaiam entre 68 e 94 (Tabela 1). Estes resultados indicam a alta maturidade mineralógica dos arenitos. Além disso, a abundância de minerais pesados com formas arredondadas e subarredondadas, com grande variedade de texturas superficiais de natureza mecâni-

ca, põe em evidência a alta maturidade textural destes depósitos.

Foram identificadas 15 texturas superficiais nos grãos de minerais pesados, merecendo destaque fraturas conchoidais, marcas de percussão, arestas afiadas, bordas de abrasão, arestas arredondadas, las-cas soerguidas e estrias, que representam entre 25 a

Amostra Qt F L Tot1 Zi Tu Ru Es Ci An Tot2 ZTR* RuZi*G134a 86 4 10 200 8 63 3 22 2 2 100 74 27G134b 85 2 13 200 10 65 5 18 1 99 80 33G134 79 3 18 200 7 68 22 1 100 76 22G134c 80 9 11 200 12 63 5 17 2 1 100 80 29G136c 83 2 15 200 13 70 3 10 2 2 100 86 19G144 85 1 14 200 25 61 1 11 2 100 87 4G145 86 1 13 200 29 61 4 4 2 100 94 12G146 83 8 9 200 17 62 7 11 3 100 86 29

G136b 85 8 7 200 9 67 2 22 1 1 100 78 18G147 87 3 10 200 22 65 1 10 1 99 88 4

G136a 88 2 10 200 20 70 1 8 1 100 91 5G136 87 2 11 200 15 65 4 14 2 100 84 21G135 88 1 11 200 9 83 2 5 1 100 94 18G143 86 3 11 200 2 66 14 20 100 68 0G142 85 3 12 200 2 78 15 5 100 80 0G141 80 5 15 200 52 24 2 15 6 99 78 4G140 77 0 23 200 4 84 1 7 1 97 89 20G139 76 2 22 200 30 60 1 9 100 91 3G138 87 3 10 200 38 38 6 18 100 82 14G133 88 2 10 200 27 46 2 20 5 100 75 7G132 87 1 12 200 7 72 1 15 5 100 80 13G131 82 1 17 200 2 70 2 25 1 100 74 50G130 89 2 9 200 61 30 3 5 1 100 94 51G128 80 5 15 200 5 74 6 10 5 100 85 55G127 90 0 10 200 3 89 2 5 1 100 94 40G126 71 1 28 200 3 77 1 14 3 98 81 25G125 68 0 32 200 58 30 5 5 2 100 93 8

G125a 79 3 18 200 30 40 7 10 3 90 77 19G121 71 5 24 200 24 48 11 8 90 83 31G129 79 2 19 200 23 56 8 10 3 100 87 26G124 81 9 10 200 26 47 4 18 5 100 77 13G122 83 7 10 200 25 45 5 20 5 100 75 17G123 77 5 18 200 20 49 8 20 3 100 77 29G120 79 1 20 200 24 43 10 20 3 100 77 29Média 83 3 15 19 60 4 13 2,8 0,3 83 20Máxim. 96 9 32 61 89 11 25 20 3 94 55Mínim. 68 7 2 24 4 68

Tabela 1 - Contagens de grãos.

Legenda: Qt=quartzo total (Qm=monocristalino+Qp=policristalino+Ch=chert); F=feldspato; Lt=fragmento lítico; Zi=zircão, Tu=turmalina, Ru=rutilo, Es=estaurolita, Ci=cianita, Anf=anfibólio, An=anatásio; ZTR=Zi+Tu+Ru; RuZi=índice rutilo-zircão; Tot1=total de grãos contados; Total2=total de minerais pesados contados, (*) valores sem percentual.



75% das texturas observadas (Figura 6). As texturas de dissolução manifestam-se na forma de superfícies irregulares e cavidades lenticulares e representam menos de 25% das feições observadas. Estas feições destacam-se mais freqüentemente na estaurolita e, ra-ramente, na turmalina (Figura 6).

TURMALINA É o mineral mais abundante nas as-sembléias mineralógicas, com concentrações que va-riam entre 24 e 89%. Geralmente, ocorre na forma de grãos prismáticos arredondados a bem arredondados, raramente euédricos, com coloração marrom a ver-de amarronzado e, raramente, variedades amarelas ou incolores (Figura 4). Grãos na forma irregular são angulosos a subangulosos e exibem cores verde, mar-rom ou azul (Figura 5). Ao MEV, os grãos prismáticos

euédricos de turmalina exibem arestas suavemente re-trabalhadas, nas ocorrem pequenos fraturamentos con-choidais, além de estrias (Figura 7A-C). Por outro lado, nos grãos prismáticos subédricos a bem arredondados destacam-se fraturamentos conhoidais visivelmente retrabalhados, associadas ao intenso abaulamento das restas, onde destacam-se marcas de percussão em for-ma de V, como também placas superficiais soerguidas (upturned plates). Feições de dissolução ocorrem com cavidades lenticulares orientadas perpendicularmente ao eixo cristalográfico c (Figura 7D-E). As formas irre-gulares, por sua vez, possuem sucessivos fraturamentos conchoidais e arestas retrabalhadas. Internamente, 97% dos grãos de turmalina são homogêneos (Figura 7D), e apenas 3% apresentam zoneamento incipiente (Figura 7E).

Figura 5 - Imagens (luz natural) dos principais minerais pesados dos arenitos estudados: turmalina, zircão, estaurolita, cianita e rutilo (sobre-crescimento em turmalina, seta). Na base da sucessão sedimentar, ocorrem grãos de turmalina e zircão idiomórficos; em direção do topo os grãos tornam-se mais arredondados.



ZIRCÃO Assim como a turmalina, o zircão ocorre em todas as assembléias de minerais pesados, com con-centrações que variam de 2 a 61%. Em alguns níveis da sucessão, as concentrações superam 50%. Normal-mente, destacam-se os grãos de zircão nas formas pris-máticas bem arredondadas a subarredondadas, prefe-rencialmente são incolores. Esporadicamente ocorrem grãos na forma euédrica, com colações amarelada ou castanha e um evidente zoneamento concêntrico (figu-ras 5 e 8A). As imagens ao MEV mostram uma grande quantidade de feições superficiais de origem mecânica como bordas de abrasão, estrias e fraturas conchoidais (Figura 8B-F). Raramente foram observadas feições de dissolução, apenas em alguns grãos arredondados e nas arestas de grãos euédricos (Figura 8B-G). A partir des-tas observações, pode-se admitir que as características texturas, descritas anteriormente, representem fontes

distintas de zircão, uma vez que existem grãos na mes-ma assembléia com texturas superficiais e grau de arre-dondamento distinto.

As seções polidas mostram três tipos de feições internas aos grãos de zircão: zoneamento concêntrico, homogêneo ou convoluto, genericamente designados de Zi1, Zi2 e Zi3, respectivamente (Figura 9). Zi1 - re-presenta 32% da população analisada e, preferencial-mente, são grãos nas formas prismáticas subédricas ou euédricas (figuras 8A e 9). Entretanto, alguns espécimes formados por núcleos envolvidos por um ̀ manto` zona-do, que possivelmente representa um sobre-crescimen-to (Figura 9:1 e 2). Zi2, compõe aproximadamente 50% da população e é o mais abundante, geralmente, possui hábito prismático bem arredondado (figuras 4, 8A e 9). O tipo Zi3 compreende cerca de 18% da população e é representado por grãos metamíticos, que exibem altera-ção química e evidências de dissolução (Figura 9).

ESTAUROLITA Possui concentração variando entre 4% e 25% nas assembléias de pesados e, normalmente, ocorre como grãos irregulares subangulosos, angulosos e arredondados, esporadicamente prismáticos. Apresen-tam-se nas colorações amarelo pálido ou intenso. Na figura 10, são mostradas as texturas superficiais encon-tradas nos grãos de estaurolita, com evidências para as de origem mecânica, como: fraturamentos conchoidais, bordas afiadas ou com forte sinal de abrasão, marcas de percussão em forma de V, abundantes fraturas ra-diais, fraturamentos conchoidais e degraus arqueados. Secundariamente, ocorrem as texturas provocadas por dissolução intraestratal como: superfícies corroídas identificadas como ‘crista de galo’, além de cavidades lenticulares orientadas (Figura 10D). A orientação des-tas cavidades é controlada pelo retículo cristalino do mineral.

OUTROS MINERAIS PESADOS Os minerais pesados menos freqüentes são: cianita (<5%), que normalmente possui hábito prismático tabular com algumas feições de dissolução e inclusões de zircão e minerais opacos (figuras 5 e 11A); rutilo, que ocorre na forma de grãos prismáticos subédricos e irregulares arredondados, exi-bindo colorações de amarelo intenso a amarelo aver-melhado, e abundantes texturas superficiais de origem mecânica (figuras 5 e 11B); e anatásio, que apresenta forma euédrica angulosa, caracteristicamente, autigêni-ca (Figura 11C).

DISTRIBUIÇÃO NO PERFIL Com base na distribui-ção dos minerais pesados, no índice RuZi e no padrão de dispersão dos dados de paleocorrentes, foi possível subdividir a sucessão sedimentar em quatro intervalos distintos, genericamente denominados de A, B, C e D, em ordem estratigráfica ascendente (Figura 12). No in-tervalo A, o índice RuZi decresce ascendentemente de valore em torno de 29 para 8. Neste intervalo ocorrem traços de minerais como apatita, epídoto e granada, considerados raros nos depósitos cretáceo desta região. Embora em maiores concentrações, variedades simi-

Figura 6 - Micrografias que mostram a morfologia e texturas superficiais dos minerais pesados e quartzo.



lares são encontradas em extratos albianos com forte cimentação carbonática, na região de Codó, leste da Bacia de São Luís-Grajaú. Este intervalo corresponde aos depósitos de barras distais-prodelta, baía interdis-

tributária-crevassa, descritos anteriormente neste tra-balho, onde os estratos cruzados indicam direções de paleocorrentes predominantes para SW e W.

O intervalo B caracteriza-se por valores de

Figura 7 - Micrografias de turmalina ao MEV/elétrons retroespalhados: (A-C) morfologia e texturas superficiais (1=fraturas conchoidais retrabalhadas, 7=bordas de abrasão, 15=estrias); seções polidas (D) grão com “estrutura” homogênea; (E) zoneamento incipiente e presença de inclusões (setas).

Figura 8 - Fotomicrografias de zircão à luz natural e MEV: (A) *grãos amarelados, ** grãos castanhos; (B-D, F-I) texturas superficiais (setas indicando dissolução).



RuZi que variam de 8 na base a 55 no topo. O padrão de distribuição dos estratos cruzados indica paleocor-rentes para N. Por outro lado, no intervalo C, os valores de RuZi variam de 50 na base a 0 no topo. Os estratos cruzados neste intervalo sugerem direções de paleocor-rentes para NE. Finalmente, o intervalo D apresenta valores de RuZi de 20 na base a 15 no topo e as paleo-correntes predominantes para N. Como o efeito hidráu-lico, o intemperismo e a diagênese sobre os sedimentos

podem ser minimizados pela determinação de razões de minerais estáveis com densidades similares, as mudan-ças observadas nos valores do índice RuZi ao longo da sucessão estratigráfica sugerem mudanças nas caracte-rísticas da área-fonte durante a formação destes depósi-tos, corroborando os padrões de paleocorrentes que são diferentes nos quatro níveis supracitados.

Quartzo Normalmente apresentam-se na forma de

Figura 9 - Imagens ao MEV de seções polidas de zircão mostrando diversas feições, indicadas na legenda.

Legenda:

Zi1zoneamentos concêntri-cos bem desenvolvidos, núcleo envolvido sobre-crescimento (números

1 e 2);

Zi2variedade internamente

homogênea;

Zi3grãos com alteração e

zoneamento conturbado.

Figura 10 - Micrografias ao MEV com os principais aspectos morfológicos e texturas superficiais da estauro-lita (1=fraturamentos conchoidais, 2=marcas de percussão em V, 3=degraus arqueados, 4=fraturas radiais, 7=bordas de abrasão, 11=superfície com dissolução ou ”crista de galo” e 13=cavidades lenticulares).



grãos irregulares, subangulosos a angulosos, que exi-bem uma grande variedade de texturas superficiais de origem mecânica. Estas texturas incluem marcas de percussão em forma de V, arestas agudas e afiadas, bordas de abrasão, arestas arredondadas, micro-placas soerguidas (upturned plates), superfícies polidas ou foscas, intenso fraturamento conchoidal, em várias escalas, fraturamentos radiais e superfícies de fratura-mentos não-retrabalhadas (Figura 13). Feições de dis-solução foram apenas raramente observadas.

A forma e as texturas superficiais dos grãos de quartzo corroboram o alto grau de retrabalhamento mecânico dos sedimentos estudados, sendo as feições texturais pouco afetadas por processos de dissolução, em função da ausência de texturas relacionadas a este processo.

Os sucessivos fraturamentos conchoidais, as mar-cas de percussão, as bordas de abrasão, a forma dos grãos indicam expressivo retrabalhamento dos sedi-mentos pelos agentes de transporte sedimentar. Para Mahaney (2002), feições semelhantes são produzidas em sedimentos arenosos, transportados por fluxo suba-quoso e acumulados em ambiente fluvial e transicional. As evidências levantadas neste trabalho corroboram a interpretação de Rossetti & Góes (2003), que atribuí-ram a sedimentação albiana na porção sul da Bacia de São Luís-Grajaú a um sistema fluvio-deltaico influen-ciado por ondas. Devendo-se ressaltar, porém, que muitas destas feições foram herdadas das áreas-fonte uma vez que, como visto anteriormente, tratam-se de arenitos cuja origem dos seus componentes detríticos está relacionada a fontes sedimentares e/ou metassedi-mentares, ou seja, reciclagem.

INTERPRETAÇÕES E CONCLUSÕES Os areni-tos do Grupo Itapecuru na região de Grajaú apresen-tam baixa variabilidade composicional e consistem

basicamente de grãos de quartzo com grande varieda-de de formas. Segundo a classificação de Pettijohn et al. (1987), trata-se de quartzo-arenito cuja composi-ção modal indica proveniência de blocos continentais e orógens reciclados. Arenitos com tais características podem ser produzidos por diversos fatores e processos durante o ciclo sedimentar, dentre os quais destacam-se: a reciclagem (Augustsson & Bahlburg 2003), a perda de grãos instáveis como feldspatos, fragmentos líticos por dissolução intraestratal ou por transporte prolongado (Dickinson 1985; Morton 1985), e o cons-tante retrabalhamento mecânico no sítio deposicional (Krynine 1946). Entretanto, no caso dos arenitos albia-nos da região sul da Bacia de São Luís-Grajaú, os dados levantados permitem concluir que, pelo menos duas hi-póteses principais para sua origem, ou retrabalhamen-to expressivo dos sedimentos em sítio deposicional de alta energia hidrodinâmica, tal qual são atribuídos, ou reciclagem de sedimentos pré-depositados em regiões adjacentes à bacia deposicional. No primeiro caso, ad-mite-se que estes exposições representam um sistema deposicional cujo ambiente de formação deu-se sob a influência da ação de onda (Rossetti & Góes 2003). A magnitude do aporte sedimentar e a influência destes processos refletem-se na ocorrência de lobos em for-ma de sigmóides, bem desenvolvidos, com espessura que alcançam até 6m, por dezenas de metros de conti-nuidade lateral e pela presença estruturas sedimentares geradas por onda (p.e. swaley/hummocky). Além disso, predomina influxo fluvial, principalmente na porção superior da sucessão, atestando forte contribuição de sedimentos continentais. Neste contexto, deve-se con-siderar a possibilidade de se formar abundantes feições texturais como as observadas em grãos de minerais pe-sados e quartzo.

Entretanto, e pesar destas interpretações se-rem cabíveis, deve-se considerar que as exposições

Figura 11 - Micrografias ao MEV com as características morfológicas e texturais superficiais de minerais pesados: (A) cianita com forma prismática, com inclusões de zircão e minerais opacos, (B) rutilo com estrias superficiais e (C) anatásio (An) na sua forma autigênica, sobre grão de quartzo arredondado (Qz).



aqui estudadas encontram-se em situação de borda de bacia e que as mesmas foram acumuladas diretamen-te sobre embasamentos paleozóico e pré-cambriano, que contêm grande variedade de rochas sedimentares e metassedimentares inseridas na Faixa Araguaia-Cráton Amazônico, Bacia do Parnaíba e Província Borbore-ma, exatamente as regiões geográficas apontadas pelos dados de paleocorrentes como áreas-fonte potenciais. Além disso, a sedimentação albiana nesta área foi de-senvolvida em função da abertura do Oceano Atlântico, quando da fragmentação de Gondwana. Nestas circuns-tâncias, todo o sistema deposicional teria migrado para N e NE, condizente com a estruturação da bacia, cujo depocentro principal localiza-se ao N.

Quanto aos minerais pesados, indicadores sen-síveis de proveniência, apesar da ocorrência controlada também pelo ciclo sedimentar (Morton 1985; Morton &

Hallswoth 1994), as assembléias possuem alta maturi-dade textural e mineralógica, destacando-se grãos com ampla diversidade morfológica, o que sugere mistura de sedimentos com histórias distintas. Com respeito aos minerais ultraestáveis (Zi-Tu-Ru), a predominância de grãos arredondados e subarredondados e as associações de texturas superficiais confirmam um caráter multicícli-co para os sedimentos, corroborando a maturidade mi-neralógica dos arenitos, previamente determinada. Al-gumas texturas como upturned plates e estrias indicam grãos submetidos a estágios prolongados de exposição à abrasão eólica (impacto subaéreo). Deposição eólica é reconhecida em diversas unidades estratigráficas da Bacia do Parnaíba, como nas formações Corda, Pastos Bons, Sambaíba e Pedra de Fogo (Cunha et al. 1986). O expressivo transporte destes sedimentos por corren-tes turbulentas subaquosas poderia produzir abundantes

Figura 12 - Perfil vertical composto dos depósitos estudados com destaque para a distribuição dos percentuais relativos dos minerais pesados, índice RuZi, padrões de paleocorrentes, além dos intervalos A, B, C e D.



marcas de percussão, como também superfícies polidas através de constante choque mecânico entre os grãos e destes com o leito. Os grãos angulosos de estauro-lita com fraturamentos conchoidais recentes, degraus arqueados semelhantes aos encontrados em grãos de quartzo, indicam transporte diretamente de áreas-fonte,

assim como os grãos euédricos e subédricos de turma-lina e zircão. Estes, porém, com maior ocorrência na base da sucessão estudada. As fontes primárias destes grãos, possivelmente, foram rochas graníticas da Faixa Araguaia, Província Borborema e crátons Amazônico e São Luís.

Figura 13 - Micrografias ao MEV de grãos de quartzo: 1=fraturas conchoidais, 2=marcas de percussão em V, 4=fraturas radiais, 6=arestas afiadas, 7=bordas de abrasão, 8=arestas arredondadas, 9= fraturamentos não-retrabalhados, 10=upturned plates, 11=superfície com dissolução e 12=sílica precipitada).

Figura 14 - Diagrama esquemático que ilustra as fontes potenciais de sedimentos para os depó-sitos albianos estudados com base em dados de minerais pesados e grãos de quartzo. (as setas mais espessas indicam as fontes mais representativas e vice-versa).



Apesar dos resultados apresentados neste arti-go não permitirem esclarecer com mais detalhe a pro-veniência destes depósitos, pode-se sugerir, com base no método clássico de análise de minerais pesados e nos tipos de grãos de quartzo, que as fontes primárias dos sedimentos estudados foram, predominantemente, rochas metamórficas que afloram ao redor da Bacia de São Luís-Grajaú.

A distribuição dos teores de minerais pesados nas assembléias, as mudanças nos padrões de paleocor-rentes e o índice RuZi indicam variações significativas ao longo da sucessão sedimentar que apontam possíveis mudanças ocorridas na áreas-fonte durante a acumula-ção destes depósitos. O índice RuZi é um sensível indi-cador de mudanças de proveniência porque envolve mi-nerais com estabilidade química e equivalente hidráuli-co similares. Portanto, esta razão não seria afetada por processos geológicos superficiais como, intemperismo e diagênese, assim como e pelos efeitos da segregação sedimentar, mas efetivamente por mudanças na sua proveniência (Morton & Hallsworth, 1994).

Considerando as interpretações sobre a evo-lução da Bacia de São Luís-Grajaú (Góes & Rossetti 2001) e, apesar de até então não existirem reconstru-ções paleogeográficas que indiquem áreas-fonte para os

depósitos em questão, atesta-se, portanto, que a prove-niência destes depósitos envolveu tanto sedimentos re-ciclados e quanto de primeiro ciclo, como mencionado anteriormente.

A Bacia do Parnaíba destaca-se no cenário da proveniência como uma fonte intermediária de sedi-mentos, que contribuiu expressivamente com material reciclado, previamente depositados no Paleozóico. Isto é consistente com o alto grau de arredondamento dos minerais pesados e pela elevada maturidade textural dos arenitos.

Agradecimentos Ao Conselho Nacional de Desen-volvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo su-porte financeiro através do Projeto 308308/2004-2. Ao Museu Paraense Emílio Goeldi pelo apoio nas análises e no deslocamento durante os trabalhos de campo. À Dra. Dilce Rossetti pela contribuição durante os traba-lhos de campo. Ao Dr. Hilton Costi pelo auxílio téc-nico na obtenção das imagens de MEV. Aos revisores da Revista Brasileira de Geociências pelas pertinentes e valiosas sugestões ao manuscrito.

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Manuscrito AE-010/2006 Recebido em 06/03/06 e 17/05/06

Aceito em 08 de março de 2007

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