Understanding the precipitation processes of carbonate deposits relate to the postmagmatic history of Laguna Timone, pali aike volcanic field, chilean extra-andean Patagonia

Orientadora: Profa. Dra. Anelize Manuela Bahniuk RumbelspergerDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa : Curitiba, 30/09/2021Inclui referências: p. 99-124Resumo: A Patagonia Austral Chilena é um dos poucos locais em que se pode encontrar precipitação de carbonatos em uma cratera maar. A cratera maar da Laguna Timone está localizada na região, mais precisamente no Campo Vulcânico de Pali-Aike, um complexo vulcânico-tectônico do Quaternário presente no sul da Patagonia, com fonte de magmatismo associada ao fluxo da astenosfera sub-slab através das janelas de laje. A Laguna Timone é preenchida por um corpo d'água com alta salinidade e alcalinidade, com baixa temperatura e rico em minerais como o cálcio, magnésio, sódio, potássio, nitrato, nitrito, sulfato e fosfato. A precipitação média anual baixa, em torno de 200 mm, e os ventos fortes são responsáveis pelas altas taxas de evaporação e pelo déficit hídrico anual. Microbialitas retrabalhadas, com crosta carbonática, argilominerais e atividade microbiana são observados em regiões próximas da costa da lagoa. Os carbonatos, sedimentados e o biofilme forão analisados e caracterizados. A mineralogia das microbialitas e da crosta era formada por calcita com valores de delta13C VPDB (-0.43 ‰ to 2.50 ‰) que indicam a ocorrência de processos físico-químicos e bioquímicos nem sua precipitação. Enquanto que os valores de delta18O VPDB (-6.52 ‰ to 2.28 ‰) estão associados com os processos de evaporação e com as influências meteóricas. A fração de argilominerais do sedimento é composta, em sua maior parte, por ilita, clorita e esmectita. Apartir das análises HRTEM pode-se relacionar o amorfo Mg-argila aos cristais de calcita. A biodiversidade bacteriana e fúngica foi examinada usando o sequenciamento Illumina do PCR-amplificado rRNA 16s e genes ITS do DNA total extraído. Os resultados apresentam que os filos Proteobacteria, Bacteroidetes, Cyanobacteria e Verrucomicrobia dominaram as comunidades bacterianas e os gêneros Pseudomonas, Rhodobacter, Brevundimonas, e Oscillatoria estão relacionados com a precipitação de carbonato registrada em condições ambientais similares. Em relação às comunidades fúngicas, os gêneros predominantes foram os de Ilyonectria, Tetracladium, Thelebolus, Acrostalagmus e Plectosphaerella, e tem sido encontrada no ambiente Antártico. As bactérias foram isoladas do biofilme e tapetes microbiais e um isolado bacteriano, capaz de precipitar o carbonato de cálcio in vitro, foi obtido. Os cristais precipitados foram analisados e os resultados foram consistentes com a mineralogia da rocha carbonática. Os precipitados estão associados com os tapetes microbianos, permitindo a formação de organominerais. Como conclusão, a combinação do intemperismo de silicato e processos físicoquímicos, bioquímicos e climáticos levam a precipitação de carbonatos.Abstract: The Chilean Patagonia Austral is only a few sites where carbonate precipitates in a maar crater. The Laguna Timone maar crater is situated in the Pali Aike Volcanic Field, a Quaternary volcano-tectonic complex in southern Patagonia, where the source of magmatism is associated with sub-slab asthenosphere flow through slab windows. Laguna Timone is filled by a body of water with high salinity and alkalinity, cold, and rich in calcium, magnesium, sodium, potassium, nitrate, nitrite, sulfate, and phosphates. The annual precipitation is around 200 mm, and the strong winds are responsible for high evaporation rates per year. Microbialites, carbonate crust, mud, and microbial activity are documented near the shore of the lagoon. The carbonates, sediment, and biofilm were analyzed and characterized. The mineralogy of reworked microbialites and crust was calcite. The delta13C VPDB (-0.43 ‰ to 2.50 ‰) values indicate physico-chemical and biochemical processes in the precipitation. The delta18O VPDB values (-6.52 ‰ to 2.28 ‰) are associate with evaporation processes and meteoric influences. The clay fraction of sediment was characterized and is dominated by illite,chlorite, and smectite. HRTEM analysis shows that the amorphous Mg-clay has a relation with calcite crystals. Bacterial and fungal biodiversity was examined using Illumina sequencing of PCR-amplified 16s rRNA and ITS genes from total extracted DNA. The results show that the Proteobacteria, Bacteroidetes, Cyanobacteria, and Verrucomicrobia phyla dominated the bacterial communities. Pseudomonas, Rhodobacter, Brevundimonas, and Oscillatoria genera found in the samples have been associated with carbonate precipitation recorded under similar environmental conditions. Regarding fungal communities, Ilyonectria, Tetracladium, Thelebolus, Acrostalagmus, and Plectosphaerella were the predominant genders determined in samples found in the Antarctic environment. Bacteria were isolated from biofilm and mats and a bacterial isolate capable of in vitro precipitate calcium carbonate in vitro was obtained. The crystals precipitated were analyzed and the results were consistent with mineralogy of carbonate rock. The precipitates are associated with microbial mats allowing organomineral formation. In conclusion, the combination of silicate weathearing and physicochemical, biochemical and climate processes lead tocarbonate precipitation