Estratigrafia de sequências e arquitetura faciológica da Formação Morro do Chapéu, Chapada Diamantina - BA

Situada na porção central do Cráton São Francisco, a Formação Morro do Chapéu abrange uma grande área no domínio Chapada Diamantina do Supergrupo Espinhaço. Sobreposta a Fm. Caboclo,com a qual compõem a Sequência superior deste Supergrupo, apresenta contato basal discordante e em paraconformidade com a mesma. Diversos trabalhos sob o âmbito de mapeamento geológico foram feitos nesta área, porém, sob o ponto de vista de sistemas deposicionais e estratigráfico, esta Sequência começou a ser estudada recentemente. Sob esse contexto de mitigar parte das incertezas vigentes e compreender de forma acurada os aspectos sedimentológicos e estratigráficos do intervalo superior da Bacia Espinhaço que se justifica a necessidade do presente estudo. A partir do levantamento de seções estratigráficas ao longo dos principais rios e estradas nos arredores do município de Morro do Chapéu/BA, emum total de30 afloramentos, obtiveram-secerca de 1000 metros de seções colunares e 797 medidas de paleocorrentes. Destes dados foram propostos três artigos científicos os quais abordam: 1) sedimentologia dos conglomerados basais da Formação Morro do Chapéu; 2) a análise estratigráfica a partir do empilhamento de associações faciológicas; e 3) análise dos depósitos de shoreface e suas estruturas sedimentares geradas por fluxos combinados. Os depósitos basais da Formação Morro do Chapéu apresentam características sedimentares peculiares em sua faciologia. Localizados em somente três afloramentos e com uma exposição lateral restrita, conglomerados com blocos e seixos, mal selecionados e com ampla variação composicional e textural permitem a indagação a respeito de sua origem. Aliados as características sedimentares, feições estruturais limitadas a estes conglomerados e a porção imediatamente abaixo dos mesmos, permite a interpretação de uma deformação local desassociada aos eventos tectônicos da região. Tais fatores aliados àposição paleogeográica do Cráton São Francisco-Congo durante o intervalo de deposiçãoda Formação Morro do Chapéu, sugerem glaciações de alta latitude, contrárias aos modelos do Neoproterozóico de grandes glaciações às baixas latitudes. No âmbito da estratigrafia de sequências, duas sequências incompletas foram definidas na Formação Morro do Chapéu. A sequência inferior é limitada entre duas discordâncias subaéreas, enquanto a superior por uma discordância subaérea na base e o contato tectônico no topo. Ambas são compostas pelos tratos de sistema de nível baixo, transgressivo e nível alto(TSNB, TST e TSNA, respectivamente). A principal diferença entre estas duas sequências é a ocorrência dos depósitos de maré na sequência superior, indicando uma mudança na morfologia da costa que permitiu que efeito da maré fosse mais efetivo e consequentemente preservado. O efeito da maré também é preservado nos depósitos de shoreface, onde formas de leitohíbridas indicam a ação de fluxo oscilatório e unidirecional associados. Estas formas de leito são caracterizdas por anisotropianas laminações e variação na sua geometria. A partir da tríade rio/onda/maré registrada nos depósitos da Formação Morro do Chapéu, podemos inferir que durantea maré alta, as formas de leito tendem a migrar lateralmente devido a menor amplitude das oscilações que chegam ao fundo. Já durante a maré baixa, as formas de leito tendem a agradar devidoa maioramplitude das oscilações que chegam ao fundo e diminuem a efetividade das correntes unidirecionais.Located in the central area of the São Francisco Craton, the Morro do Chapéu Formation covers a large area in the Chapada Diamantina domain, on the Espinhaço Supergroup.The Upper Sequence of this Supergroup includes Morro do Chapéu and Caboclo formations with aparaconformitydiscordance. Several works under the scope of geological mapping were done in this area, however, from the depositional systems and stratigraphics point of viewthis Sequence started to be studied only recently. The need of the present study is to mitigate part of the current uncertainties and understand the sedimentological and stratigraphic aspects of the upper range of the Espinhaço Basin. From stratigraphic sections along the main rivers and roads on the outskirts of Morro do Chapéu town,a total of 30 outcrops, 1000 meters of columnar sections and 797 measures of paleocorrentswere obtained.Three scientific paperswere proposedfrom these data, which address: 1) sedimentology of the basal conglomerates of the Morro do Chapéu Formation; 2)the stratigraphic analysis from the stacking of faciesassociations; and 3) analysis of shoreface deposits and their sedimentary structures generated by combined flows. The basal deposits of the Morro do Chapéu Formation have uniquesedimentary characteristics in their faciology. Foundedin only three outcrops and with a restricted lateral exposure, conglomerates with blocks and pebbles, poorly selected and with wide compositional and textural variation allow the inquiry about their origin. Allied sedimentary characteristics, structural features limited to these conglomerates and them immediately below portion, allows the interpretation of a local deformation disassociatedto the tectonic events of the region. These factors allied to the paleogeographic position of the São Francisco-Congo Craton during the deposition interval of Morro do Chapéu Formation, suggest high latitude glaciations, contrary to the Neoproterozoic classic models of large glaciations at low latitudes. In scope ofsequence stratigraphy, two incomplete sequences were defined in the Morro do Chapéu Formation. The lower sequence is limited between two subaerial uncomformities, while the upper one at the base is a subaerial unconformityand thetectonic contact at the top. Both are composed of lowstand, transgressive and highstand system tracts (TSNB, TST and TSNA, respectively). The main difference between these two sequences is the occurrence of tidal deposits in the upper sequence, indicating a change in the morphology of the coast that allowed tide effect to be more effective and consequently preserved.The effect of the tide is also preserved in the shoreface deposits, where hybrid bedforms indicate the actionofoscillatory and unidirectional flow associated. These bedforms are characterized by anisotropic laminations and geometry variation. From the river/wave/tide triad recorded in the Morro do Chapéu Formationdeposits, we can infer that during high tide, the bedforms tend to migrate laterally due to the smaller amplitude of the oscillations that reach the bottomset. Even during low tide, the bedforms are agradational because of the greater amplitude of the oscillations that reach the bottom and decrease the effectiveness of the unidirectional currents

Mixed carbonate-siliciclastic sedimentation in a mesoproterozoic storm-dominated ramp : depositional processes and stromatolite development

Records of shallow-marine ramps with the mixing of carbonate and siliciclastic sediments are common throughout the geological time. All these records have pure carbonate and pure siliciclastic deposits as end members, occurring contemporaneously in distinct depositional regions along the ramp, and transitional hybrid facies between them. The two end member can mix in different scales and can alternate in time due to climatic changes and regressions and transgressions. This work presents a detailed reconstruction of a Mesoproterozoic storm-dominated mixed carbonate-siliciclastic ramp composed of hybrid sediments and whithout the presence of pure siliciclastic or carbonate deposits, a rare example in the geological record. Based on a high resolution logged section (in 1:20 scale) and qualitative thin sections, eleven lithofacies were identified and grouped into three lithofacies associations (offshore, offshore transition and shoreface), which are stacked vertically forming a transgressive–regressive cycle. This faciological distribution indicates a low relief ramp with wide microbial colonization from shallow to relatively deep waters (below storm-wave base level). In offshore low-energy distal areas, microbial mats spread laterally over large distances with little or no interference from currents, while in the offshore transition the morphology of the bioherms is shaped by currents induced by waves. In turn, the high wave energy in the shoreface inhibits the formation of stromatolites, restricting their occurrence to thin layers of microbial carpets or intraclastic lags. The mixing occurs in compositional scale and is relatively homogeneous along the whole logged interval, independent of the shifts in lithofacies or lithofacies associations. This compositional homogeneity is linked to the wide distribution and regularity in the input of siliciclastic sediments during the sedimentary accumulation. Strong currents induced by storms allow the transport and mixing of siliciclastic sediments with carbonate grains generated in the basin during fair-weather periods

Sedimentology of the proximal portion of a large-scale, Upper Jurassic fluvial-aeolian system in Paraná Basin, southwestern Gondwana

Upper Jurassic sedimentary rocks of Guará Formation record the environmental and geotectonic changes of the early break-up stages in the southwestern portion of Gondwana. Newly-described occurrences of this formation allow the expansion of its areal distribution to the central part of the Paraná Basin, Brazil. Four vertical sections are presently described in Paraná State, Brazil. Nineteen lithofacies were grouped in five facies associations, through the classical method of facies analysis. The facies analysis included Guará Formation and the adjacent portions of the underlying Pirambóia Formation and the overlying Botucatu Formation. The depositional system of Pirambóia Formation was wet aeolian fluvial-influenced and is composed by aeolian dunes, aeolian sandsheets/interdunes and ephemeral fluvial deposits facies associations. The Guará Formation is composed of multistorey fluvial facies association constituting a highly amalgamated perennial fluvial system. It is overlaid by the Botucatu Formation, characterized as a dry aeolian system formed by aeolian dune deposits. The stratigraphic units are separated by regional unconformities marked by a shift in facies and depositional systems that reflect climatic changes. The Guará Formation depositional model, established in correlation with southern sections, represents a broad fluvial system with aeolian interaction deposited in a wide basin with more than 800 km in extension. This large depositional paleoenvironment, together with other Upper Jurassic records in southwestern Gondwana, represents the early rift stage of Gondwana break-up

Modelo e arquitetura deposicional de leques aluviais proterozoicos da Formação Ouricuri do Ouro, Chapada Diamantina-BA

A Fm. Ouricuri do Ouro (Proterozóico, Bacia Espinhaço) na porção NW da Chapada Diamantina/BA, Brasil, é interpretada como um sistema de leques aluviais constituído por quatro associações de fácies: i) Depósitos proximais dominado por fluxos de detritos não-coesivos; ii) Inundações em lençol proximais; iii) Inundações em lençol intermediárias; iv) Planícies arenosas de inundações distais. A sedimentação na porção basal da unidade ocorre em três ciclos granodecrescentes, marcados pela entrada de espessos pacotes de fluxos de detritos que gradam para depósitos relacionados a inundações em lençol proximais. Na porção superior ocorre o predomínio de inundações em lençol, associadas a enxurradas nas cabeceiras que resultam em descargas rápidas e desconfinadas nas porções intermediárias e distais. A partir do empilhamento vertical da Formação Ouricuri do Ouro na região de estudo, pode-se notar uma retrogradação do sistema de leques. Tal padrão é observado na sobreposição dos depósitos proximais pelos distais, marcando uma mudança na dinâmica do sistema de leques e, consequentemente, nos processos sedimentares dominantes. Esta retrogradação sugere uma diminuição do gradiente regional e deve ser resultado de um declínio da atividade tectônica ou do recuo do sistema de falhas de borda da bacia. Entretanto, ao contrário dos ciclos progradacionais e granocrescentes comumente descritos em sucessões de fácies de leques aluviais, a presença de ciclos granodecrescentes de mais alta frequência sugere também um controle climático. Os ciclos granodecrescentes são resultantes da progressiva diminuição na capacidade e competência do fluxo, associado a decréscimo do escoamento de águas superficiais (runoff) ao longo tempo.The Ouricuri do Ouro Formation (Proterozoic, Espinhaço Basin) in NW region of Chapada Diamantina/BA, Brazil, is interpreted as an alluvial fan system composed by four facies associations: i) Proximal deposits non-cohesive debrys-flow dominated ii) Proximal sheetfloods; iii) Intermediate sheetfloods; and iv) Distal sandy flood plains. The sedimentation in the lower part of the unity occurs in three fining-upward cycles, characterized by the appearance of thick debrys-flow deposits that grade to deposits related to proximal sheetfloods. The upper portion is sheetflood dominated, associated to flash floods in the upstream that result in unconfined sheetfloods in the downstream. A retrogradation of alluvial system can be observed from vertical stacking of Ouricuri do Ouro Formation. This pattern is observed in the overlapping of proximal deposits by distal deposits, marking a change in alluvial system dynamic and, consequently, in dominant sedimentary process. This retrogradation indicate a regional gradient decrease and should be a product of tectonic activity decline or backfaulting of basin margin. However, in contrast to progradational coarseningupward cycles commonly described in succession of alluvial fans facies, the occurrence of high frequency fining-upward cycles suggests a climatic control influence. The fining-upward cycles are results of the progressive waning of flow capacity and competence, associated to the runoff decrease across time

Modelo e arquitetura deposicional de leques aluviais proterozoicos da Formação Ouricuri do Ouro, Chapada Diamantina-BA

A Fm. Ouricuri do Ouro (Proterozóico, Bacia Espinhaço) na porção NW da Chapada Diamantina/BA, Brasil, é interpretada como um sistema de leques aluviais constituído por quatro associações de fácies: i) Depósitos proximais dominado por fluxos de detritos não-coesivos; ii) Inundações em lençol proximais; iii) Inundações em lençol intermediárias; iv) Planícies arenosas de inundações distais. A sedimentação na porção basal da unidade ocorre em três ciclos granodecrescentes, marcados pela entrada de espessos pacotes de fluxos de detritos que gradam para depósitos relacionados a inundações em lençol proximais. Na porção superior ocorre o predomínio de inundações em lençol, associadas a enxurradas nas cabeceiras que resultam em descargas rápidas e desconfinadas nas porções intermediárias e distais. A partir do empilhamento vertical da Formação Ouricuri do Ouro na região de estudo, pode-se notar uma retrogradação do sistema de leques. Tal padrão é observado na sobreposição dos depósitos proximais pelos distais, marcando uma mudança na dinâmica do sistema de leques e, consequentemente, nos processos sedimentares dominantes. Esta retrogradação sugere uma diminuição do gradiente regional e deve ser resultado de um declínio da atividade tectônica ou do recuo do sistema de falhas de borda da bacia. Entretanto, ao contrário dos ciclos progradacionais e granocrescentes comumente descritos em sucessões de fácies de leques aluviais, a presença de ciclos granodecrescentes de mais alta frequência sugere também um controle climático. Os ciclos granodecrescentes são resultantes da progressiva diminuição na capacidade e competência do fluxo, associado a decréscimo do escoamento de águas superficiais (runoff) ao longo tempo.The Ouricuri do Ouro Formation (Proterozoic, Espinhaço Basin) in NW region of Chapada Diamantina/BA, Brazil, is interpreted as an alluvial fan system composed by four facies associations: i) Proximal deposits non-cohesive debrys-flow dominated ii) Proximal sheetfloods; iii) Intermediate sheetfloods; and iv) Distal sandy flood plains. The sedimentation in the lower part of the unity occurs in three fining-upward cycles, characterized by the appearance of thick debrys-flow deposits that grade to deposits related to proximal sheetfloods. The upper portion is sheetflood dominated, associated to flash floods in the upstream that result in unconfined sheetfloods in the downstream. A retrogradation of alluvial system can be observed from vertical stacking of Ouricuri do Ouro Formation. This pattern is observed in the overlapping of proximal deposits by distal deposits, marking a change in alluvial system dynamic and, consequently, in dominant sedimentary process. This retrogradation indicate a regional gradient decrease and should be a product of tectonic activity decline or backfaulting of basin margin. However, in contrast to progradational coarseningupward cycles commonly described in succession of alluvial fans facies, the occurrence of high frequency fining-upward cycles suggests a climatic control influence. The fining-upward cycles are results of the progressive waning of flow capacity and competence, associated to the runoff decrease across time

Arquitetura de fácies e evolução estratigráfica da Formação Mangabeira, Supergrupo Espinhaço - BA.

Depósitos eólicos proterozóicos são extremamente raros no registro geológico, existindo poucas bacias no globo que apresentam estratos preservados desta idade. Consequentemente, os estudos destes depósitos são poucos devido à dificuldade de reconhecimento das fácies em terrenos antigos sujeitos à deformação e/ou ao grau avançado de diagênese. A Formação Mangabeira (Mesoproterozóico, Supergrupo Espinhaço/BA) consiste em uma exceção, na qual os depósitos eólicos estão bem preservados e pouco alterados, sendo possível o reconhecimento dos aspectos texturais e estruturais dos litotipos. Diante disso, o presente trabalho traz a caracterização faciológica detalhada de afloramentos chave da Formação Mangabeira, localizados próximos à cidade de Seabra/BA, buscando a reconstrução do sistema deposicional eólico mesoproterozóico. Para tal objetivo, foram levantados 58 m de perfis colunares em dois afloramentos, constituídos por sete litofácies distintas (St, Sm, Sr, Fl, St(e), Sl(e) e Sa(e)) que se organizam em quatro associações faciológicas: i) dunas e interdunas eólicas; ii) lençóis de areia eólicos secos; iii) lençóis de areia úmidos; e iv) canal fluvial. A partir da análise petrográfica em amostras dos lençóis de areia úmidos, foi possível constatar que a litofácies Sa(e) apresenta suas estruturas sedimentares induzidas por atividade microbiana. Além disso, foi realizado o levantamento gamaespectrométrico das associações faciológicas, a fim de atribuir assinaturas espectrais para as mesmas. Com o empilhamento vertical das associações de fácies foi possível definir intervalos deposicionais de aumento e diminuição da umidade para o topo (wetting or drying-upward), constituídos por ciclos deposicionais de alta frequência. Os intervalos de wetting-upward estão condicionados a uma elevação no nível do lençol freático e uma consequente redução da disponibilidade de areia para formação de dunas. Os intervalos de drying-upward representam uma queda do nível do lençol freático, aumentando a disponibilidade de areia e a subsequente acumulação do campo de dunas eólicas. Estas alternâncias cíclicas de condições deposicionais podem estar vinculadas a ciclos orbitais (ciclos de Milankovitch), refletindo movimentos de precessão e de excentricidade da Terra, durante o Mesoproterozóico, que podem ter influenciado tanto o clima, quanto o nível eustático.Proterozoic aeolian deposits are rare in the geological record, there are few basins on the globe that have preserved this age strata. Therefore, studies of these deposits are scarce due to the difficulty of recognizing facies in ancient successions subject to deformation and/or advanced degree of diagenesis. The Mangabeira Formation (Mesoproterozoic, Espinhaço Supergroup/BA) consists an exception, which aeolian deposits are well preserved and little altered, being possible recognition of textural and structural aspects of lithotypes. This work aims a detailed facies characterization of key outcrops of Mangabeira Formation, located near of Seabra/BA city, seeking the reconstruction of mesoproterozoic aeolian depositional system. For this purpose, 58 m of columnar sections in two outcrops were built. The facies analysis comprises the recognition of seven individual lithofacies (St, Sm, Sr, Fl, St(e), Sl(e) and Sa(e)) that can be grouped in four facies associations: i) aeolian dunes and interdunes; ii) dry aeolian sand sheet; iii) wet sand sheet; and iv) fluvial channel. Petrographic analysis of wet sand sheet samples (lithofacies Sa(e)) showed microbially induced sedimentary structures. Furthermore, gamma spectrometric data of facies associations were collected, looking for spectral signatures. The vertical stacking of facies associations allowed define wetting or drying-upward depositional intervals, defining high frequency depositional cycles. Intervals of wetting-upward are conditioned to a rise in water table level and a consequent decrease of sand available to dune formation. Intervals of dryingupward represent a fall in water table level, increasing sand available to erg accumulation. These cyclic alternations of depositional conditions may be linked to orbital cycles (Milankovitch cycles), reflecting precession and eccentricity movements of Earth during Mesoproterozoic, which may have influenced both the climate and the eustatic level

Arquitetura de fácies e evolução estratigráfica da Formação Mangabeira, Supergrupo Espinhaço - BA.

Depósitos eólicos proterozóicos são extremamente raros no registro geológico, existindo poucas bacias no globo que apresentam estratos preservados desta idade. Consequentemente, os estudos destes depósitos são poucos devido à dificuldade de reconhecimento das fácies em terrenos antigos sujeitos à deformação e/ou ao grau avançado de diagênese. A Formação Mangabeira (Mesoproterozóico, Supergrupo Espinhaço/BA) consiste em uma exceção, na qual os depósitos eólicos estão bem preservados e pouco alterados, sendo possível o reconhecimento dos aspectos texturais e estruturais dos litotipos. Diante disso, o presente trabalho traz a caracterização faciológica detalhada de afloramentos chave da Formação Mangabeira, localizados próximos à cidade de Seabra/BA, buscando a reconstrução do sistema deposicional eólico mesoproterozóico. Para tal objetivo, foram levantados 58 m de perfis colunares em dois afloramentos, constituídos por sete litofácies distintas (St, Sm, Sr, Fl, St(e), Sl(e) e Sa(e)) que se organizam em quatro associações faciológicas: i) dunas e interdunas eólicas; ii) lençóis de areia eólicos secos; iii) lençóis de areia úmidos; e iv) canal fluvial. A partir da análise petrográfica em amostras dos lençóis de areia úmidos, foi possível constatar que a litofácies Sa(e) apresenta suas estruturas sedimentares induzidas por atividade microbiana. Além disso, foi realizado o levantamento gamaespectrométrico das associações faciológicas, a fim de atribuir assinaturas espectrais para as mesmas. Com o empilhamento vertical das associações de fácies foi possível definir intervalos deposicionais de aumento e diminuição da umidade para o topo (wetting or drying-upward), constituídos por ciclos deposicionais de alta frequência. Os intervalos de wetting-upward estão condicionados a uma elevação no nível do lençol freático e uma consequente redução da disponibilidade de areia para formação de dunas. Os intervalos de drying-upward representam uma queda do nível do lençol freático, aumentando a disponibilidade de areia e a subsequente acumulação do campo de dunas eólicas. Estas alternâncias cíclicas de condições deposicionais podem estar vinculadas a ciclos orbitais (ciclos de Milankovitch), refletindo movimentos de precessão e de excentricidade da Terra, durante o Mesoproterozóico, que podem ter influenciado tanto o clima, quanto o nível eustático.Proterozoic aeolian deposits are rare in the geological record, there are few basins on the globe that have preserved this age strata. Therefore, studies of these deposits are scarce due to the difficulty of recognizing facies in ancient successions subject to deformation and/or advanced degree of diagenesis. The Mangabeira Formation (Mesoproterozoic, Espinhaço Supergroup/BA) consists an exception, which aeolian deposits are well preserved and little altered, being possible recognition of textural and structural aspects of lithotypes. This work aims a detailed facies characterization of key outcrops of Mangabeira Formation, located near of Seabra/BA city, seeking the reconstruction of mesoproterozoic aeolian depositional system. For this purpose, 58 m of columnar sections in two outcrops were built. The facies analysis comprises the recognition of seven individual lithofacies (St, Sm, Sr, Fl, St(e), Sl(e) and Sa(e)) that can be grouped in four facies associations: i) aeolian dunes and interdunes; ii) dry aeolian sand sheet; iii) wet sand sheet; and iv) fluvial channel. Petrographic analysis of wet sand sheet samples (lithofacies Sa(e)) showed microbially induced sedimentary structures. Furthermore, gamma spectrometric data of facies associations were collected, looking for spectral signatures. The vertical stacking of facies associations allowed define wetting or drying-upward depositional intervals, defining high frequency depositional cycles. Intervals of wetting-upward are conditioned to a rise in water table level and a consequent decrease of sand available to dune formation. Intervals of dryingupward represent a fall in water table level, increasing sand available to erg accumulation. These cyclic alternations of depositional conditions may be linked to orbital cycles (Milankovitch cycles), reflecting precession and eccentricity movements of Earth during Mesoproterozoic, which may have influenced both the climate and the eustatic level