Evolução sedimentar e paleoambiental da Formação Sete Lagoas (Grupo Bambuí, norte de Minas Gerais) no contexto das bacias sedimentares do período Ediacarano terminal

Abstract

Drásticas mudanças climáticas, tectônicas, geoquímicas e bioevolutivas ocorreram ao final da Era Neoproterozoica e seu registro pode ser encontrado em diversas sucessões sedimentares ao redor do mundo. Uma dessas sucessões é a Formação Sete Lagoas, unidade carbonática basal do Grupo Bambuí, aflorante tanto na porção central e sul do Cráton do São Francisco. Considerando a extensa área de afloramento e grande continuidade estratigráfica desta unidade na região de Januária (norte de MG), este trabalho teve como objetivo definir a evolução sedimentar e paleoambiental da Formação Sete Lagoas a partir de uma abordagem sedimentológica, estratigráfica e geoquímica integrada, buscando compreender, por exemplo, variações nas condições redox, modificações no ciclo do carbono, temperatura da água e produtividade orgânica primária. Na área estudada, cinco associações de fácies foram definidas, da base para o topo: capa dolomítica (AF1), associação de carbonatos de perimaré (AF2), rampa carbonática influenciada por sismos (AF3), cordão oolítico litorâneo (AF4) e planície de maré dominada por microbialitos (AF5). Devido sua singularidade e importância no registro, duas sucessões distintas foram estudadas detalhadamente: os precipitados de fundo oceânico pertencente à capa dolomítica e a brecha intraformacional (flat-pebble breccia) nas porções basal e intermediária da unidade, respectivamente. Os precipitados de fundo oceânico são representados por leques carbonáticos (pseudomorfos de aragonita), barita e cimentos apatíticos autigênicos, estes últimos ineditamente descritos em contexto de capa carbonática. Devido à importância dos leques de barita na definição de idade (Marinoana) para os carbonatos de capa estudados, deu-se especial atenção ao estudo da origem (diagenética, hidrotermal ou metanogênica) deste mineral. A precipitação da capa carbonática com os leques de fundo oceânico (AF1) foi sucedida pela deposição de fácies de água rasa (AF2), compondo um ambiente no qual proliferaram os metazoários Cloudina e Corumbella associados à trombólitos e esteiras microbianas. Estes depósitos de perimaré foram sucedidos por brechas intraformacionais, interpretadas como flat-pebble breccia, formada por eventos de sismicidade que atingiram e modificaram substancialmente a arquitetura da plataforma carbonática (AF3). Dados de direção dos clastos alongados de AF3 e de paleocorrentes da AF4 indicam que a linha de costa original estava posicionada na direção NE-SW, com abertura oceânica para SE. Extensos depósitos de cordões oolíticos e estromatólitos dômicos (AF4) sucedidos por planícies de maré de clima árido com microbialitos (AF5) representam a última etapa de deposição da sucessão da Formação Sete Lagoas, precedendo o afogamento da plataforma carbonática representado pela deposição de pelitos da Formação Serra de Santa Helena. As associações de fácies interpretadas foram organizadas em três sequências deposicionais distintas, com expressivo espessamento de seção na direção E-NE, possivelmente relacionado a um aumento na taxa de subsidência nesta porção da bacia. Ao longo da sucessão carbonática, os valores isotópicos de Ccarb e Ocarb mostram uma excursão negativa na base passando para valores progressivamente mais positivos em direção ao topo. Os valores isotópicos de 34SCAS mostram co-variância com os valores de 13Ccarb, indicando que a pirita e o carbono orgânico foram oxidados e soterrados a uma mesma taxa. As concentrações de sulfato contido no carbonato (CAS – sigla em inglês) medidas mostram um pico de oxigenação na porção basal da unidade seguida por condições anóxicas, semelhante às estimativas anteriores do reservatório de sulfato em outras unidades do final do Ediacarano.

Major climatic, tectonic, biogeochemical and evolutionary changes occurred during Late Neoproterozoic are recorded in several sedimentary successions around the world. One of these successions is the Sete Lagoas Formation, the basal unit of the Bambuí Group, present both in the southern and central part of São Francisco Craton. Because of excellent exposure and and great stratigraphic continuity of this unit, this study focused on the the sedimentary and paleoenvironmental evolution of the Sete Lagoas Formation near Januária area– MG in the central São Francisco Craton, based on a sedimentological, stratigraphic and geochemical approaches. Five facies associations were defined in the studied area: cap dolostone (FA1), peritidal carbonates (FA2), seismic-influenced carbonate ramp (FA3), oolitic belt (FA4) and tidal flat dominated by microbialites (FA5). Due to their importance in the rock record, two distinct intervals were studied in detail: the seafloor precipitates and the flat-pebble breccia from the lower and middle part of the unit, respecively. The seafloor precipitates are represented by carbonate fans (aragonite pseudomorphs), barite and authigenic apatitic cements. The latter was described here for the first time in a cap carbonate context, and this mineralogical association is interpreted as the result of iron reduction of sediments in conjunction with high alkalinity of the seawater. Since barite fans have been used to infer the Marinoan age of this cap carbonate, it is important to test whether its origin relates to early diagenetic or hydrothermal processes. The FA1 was succeeded by the deposition of peritidal carbonates (FA2), marked by the presence of thrombolites and laminated microbialites, which provided environmental conditions for the proliferation of the Cloudina and Corumbella metazoans. These shallow-water deposits are overlaid by intraformational breccias, interpreted as flat-pebble breccia, formed by seismic events (FA3). Clast measurements of the paleocurrent data from FA4 indicate a NE-SW coastline with ocean opening for SE. Extensive ooid shoals (FA4) succeeded by tidal flats dominated by microbialites (FA5), represent the last deposition cycle of the Sete Lagoas Formation, preceding the drowning of the carbonate platform represented by pelitic rocks from the Serra de Santa Helena Formation. The Sete Lagoas carbonate platform deposits are arranged into three depositional sequences with thickening towards E-NE, possibly related to an increase of subsidence rate in this part of the basin. Throughout the entire carbonate succession, C and O isotopic values show a large negative excursion in the base, increasing to positive values upward. The 34SCAS isotopic values covary with 13Ccarb, indicating that pyrite and organic carbon were oxidized and buried at the same rate. Measured carbonate-associated sulfate (CAS) concentrations show an oxygenation peak in the lower part of the unit, followed by anoxic conditions, similar to previous estimates of sulfate reservoir in other late Ediacaran carbonate units.