The paleoclimatic context for South American Triassic vertebrate evolution

The Triassic Period was the setting for the origin and early diversification of Mesozoic ecosystems after the end-Permian mass extinction. The study of the Triassic is essential to understand the evolution of non-marine Mesozoic ecosystems, particularly the vertebrate components and their climatic context. During this time, the configuration of the supercontinent Pangea, which was unique (e.g., the only time since the origin of life that a global supercontinent spread across the equator) in the earth's paleobiogeographic history, is one of the factors that characterized the period. This paleogeographic configuration combined with a high global sea level and no polar ice caps would have had an extraordinary effect on the global climate. Multiple sudden climate events occurred during this time, such as large igneous province (LIP) eruptions, including two that had a major part to play in the major mass extinctions that bracket the Triassic Period. Against this backdrop, a number of modern vertebrate clades originated on land, including lissamphibians, lepidosaurs, turtles, dinosaurs, and mammaliaforms. To test the link between climatic and evolutionary events, we compiled paleoclimatic data from Argentinian, Brazilian, Bolivian, and Chilean Triassic non-marine vertebrate-bearing strata to discuss observed paleoclimatic changes and their influence on vertebrate evolution in South America during this time. Fluctuating climate conditions dominated the western Gondwana Triassic, with arid to semiarid conditions during Early Triassic with marked humid seasonal fluctuation in the continental interior, the seasonal semiarid condition of the Middle Triassic shows more humid seasonality than Early Triassic, and the Late Triassic was dominated by seasonal sub-humid conditions with one or more semi-arid intervals, particularly in the continental interior. Comparisons of the Triassic South American vertebrate fossil record and this paleoclimate record show striking patterns; however, better geochronologic control, paleoclimate proxy records, and sample fossil-bearing strata are necessary to understand these trends.Fil: Mancuso, Adriana Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; ArgentinaFil: Horn, Bruno Ludovico Dihl. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Benavente, Cecilia Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Provincia de Mendoza. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales. Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales; ArgentinaFil: Schultz, Cesar Leandro. Universidade Federal do Rio Grande do Sul; BrasilFil: Irmis, Randall Benjamin. University of Utah; Estados Unidos. Natural History Museum of Utah; Estados Unido

The “χ” of the matter: testing the relationship between Paleoenvironments and Three Theropod Clades

The view of spinosaurs as dinosaurs of semi-aquatic habits and strongly associated with marginal and coastal habitats are deeply rooted in both scientific and popular knowledge, but it was never statistically tested. Inspired by a previous analysis of other dinosaur clades and major paleoenvironmental categories, here we present our own statistical evaluation of the association between coastal and terrestrial paleoenvironments and spinosaurids, along with other two theropod taxa: abelisaurids and carcharodontosaurids. We also included a taphonomic perspective and classified the occurrences in categories related to potential biases in order to better address our interpretations. Our main results can be summarized as follows: 1) the taxon with the largest amount of statistical evidence showing it positively associated to coastal paleoenvironments is Spinosauridae; 2) abelisaurids and carcharodontosaurids had more statistical evidence showing them positively associated with terrestrial paleoenvironments; 3) it is likely that spinosaurids also occupied spatially inland areas in a way somehow comparable at least to carcharodontosaurids; 4) abelisaurids may have been more common than the other two taxa in inland habitats

Tapeworm eggs in a 270 million-year-old shark coprolite

Remains of parasites in vertebrates are rare from the Mesozoic and Paleozoic. Once most parasites that live in – or pass through – the gastrointestinal tract of vertebrates, fossil feces (coprolites) or even intestinal contents (enterolites) can eventually preserve their remains. Here we announce the discovery of a spiral shark coprolite from the Paleozoic bearing a cluster of 93 small oval-elliptical smooth-shelled structures, interpreted as eggs of a tapeworm.The eggs were found in a thin section of an elasmobranch coprolite. Most of the eggs are filled by pyrite and some have a special polar swelling (operculum), suggesting they are non-erupted eggs. One of the eggs contains a probable developing larva. The eggs are approximately 145–155 mm in length and 88–100 mm in width and vary little in size within the cluster. The depositional and morphological features of the eggs closely resemble those of cestodes. Not only do the individual eggs have features of extant tapeworms, but their deposition all together in an elongate segment is typical to modern tapeworm eggs deposited in mature segments (proglottids). This is the earliest fossil record of tapeworm parasitism of vertebrates and establishes a timeline for the evolution of cestodes. This discovery shows that the fossil record of vertebrate intestinal parasites is much older than was hitherto known and that the interaction between tapeworms and vertebrates occurred at least since the Middle-Late Permian

Bentonitas da Formação Irati no setor sul da Bacia do Paraná

This paper aims to identify and to present mineralogical and chemical arguments that demonstrate the existence of bentonite levels in the Irati Formation, found in outcrops to the west Aceguá, in southern Rio Grande do Sul (Brazil). These levels are thin, on average 4 cm thick, large in area, and are composed of grayish-white to greenish massive claystones that contrast, in the field, with the shales of the Irati Formation. The bentonite levels of the Irati Formation are predominantly composed of Ca-montmorillonite, which constitutes the fine matrix of the rock; and scattered primary or magmatic crystals not larger than very fine sand. Among the main primary minerals representative of volcanic setting, it is possible to identify β-quartz paramorphs, sanidine, biotite, zircon, apatite and ilmenite, in addition to quartz and feldspar shards (splinters). More rarely, fragments of meso and macrocharcoals are found within the bentonite layers, which contrast with the maturity and type of non-vegetal organic matter of the Irati shale. Therefore, the nature of the precursor volcanism is inferred on the basis of rock geochemistry and crystal chemistry of the neoformed montmorillonite in the bentonite levels. Both methodologies indicate that during this period the volcanic ashes that reached the Paraná Basin were generated by volcanism of intermediate composition, which is in accordance with what is known about the Lower Choiyoi Volcanic Province manifestations, which were synchronous with the sedimentation of the Irati Formation in the Paraná Basin.Este artigo tem como objetivo identificar e apresentar argumentos mineralógicos e químicos que demonstrem a existência de níveis de bentonitas inseridos na Formação Irati, em afloramentos a leste da cidade de Aceguá, sul do Rio Grande do Sul. Tratam-se de níveis com pequena espessura (em média 4 cm) e grande extensão lateral, constituídos de argilitos maciços branco-acinzentados a esverdeados que, em campo, contrastam com os folhelhos que compõem a Formação Irati. As bentonitas da Formação Irati se caracterizam por serem compostas predominantemente por Ca-montmorilonita e formam a matriz fina da rocha, na qual se encontram dispersos cristais primários, ou magmáticos, com tamanho não superior a areia muito fina. Entre os principais minerais primários identificados e representativos do ambiente vulcânico explosivo, encontram‑se pseudomorfos de β-quartzo, sanidina, biotita, zircão, apatita e ilmenita, além de fragmentos de quartzo e feldspatos (splinters). Mais raramente, encontram-se fragmentos de meso e macrocharcoals dentro das camadas de bentonita, que contrastam com a maturidade e tipo de matéria orgânica não vegetal do folhelho Irati. Com base na geoquímica da rocha e na cristaloquímica da montmorilonita neoformada nos níveis de bentonita, infere-se sobre a natureza do vulcanismo precursor. Ambas as metodologias apontam que nesse período as cinzas vulcânicas que alcançaram a Bacia do Paraná originaram-se de vulcanismo com composição intermediária, em concordância com o que é conhecido sobre as manifestações da Província Vulcânica Choiyoi Inferior, sincrônica com a sedimentação da Formação Irati na Bacia do Paraná

Análise sedimentológica da supersequência Santa Maria e suas implicações estratigráficas

A presente tese de doutorado apresenta um estudo sobre a sedimentologia do pacote triássico da Bacia do Paraná, a Supersequência Santa Maria. As rochas desta Supersequência, descritas no início do século XX, tem sido estudadas tanto no intuito de entendimento de seus sistemas deposicionais quanto na identificação de sua abundante fauna de vertebrados, que torna esta unidade de importância mundial. Entretanto, devido à intensa segmentação em blocos de falha e à falta de continuidade de afloramentos, muitas dúvidas sobre os ambientes de sedimentação ainda permanecem. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo sedimentológico de detalhe e discutir suas implicações estratigráficas, a fim de formular modelos deposicionais que considerem, além dos processos sedimentares, fatores como paleofauna e paleoclima. Para tanto, a metodologia aplicada incluiu análise faciológica, com a construção de perfis na escala 1:50, identificação e posicionamento estratigráfico de horizontes fossilíferos, e coleta sistemática de amostras de lamitos segundo o arcabouço estratigráfico para análises químicas e cálculo do índice de alteração química. Além disso, foi realizado um estudo bibliográfico sobre a paleofauna local para comparação e utilização nos modelos. Como resultados, primeiramente uma nova sequência de terceira ordem foi identificada, utilizando critérios sedimentológicos, paleontológicos e estruturais. Assim como as sequências propostas anteriormente, esta consiste em arenitos conglomeráticos limitados por uma discordância na base, e sobrepostos por siltitos. A proposição da nova Sequência Santa Cruz, entre as Sequências I e II provocou um problema de nomenclatura, resolvido com a proposição de nomes (ao invés de números) para as sequências. Desta maneira, buscou-se as toponímias das melhores exposições de cada sequência, propondo os nomes Sequência Pinheiros-Chiniquá, Sequência Candelária e Sequência Mata para as Sequências I, II e III, respectivamente. A continuação dos trabalhos propiciou a discussão sobre os ambientes deposicionais das sequências Pinheiros-Chiniquá, Santa Cruz e Candelária. Na base de todas, o sistema interpretado é de rios entrelaçados efêmeros, com lama dentro dos canais e grandes intraclastos incorporados à base dos canais. Nas duas primeiras sequências o sistema deposicional incluía uma planície seca, sem rios alimentadores e com abundância de paleossolos. A predominância da fração silte em pacotes métricos maciços, com moda em 0,031 mm, sugere a presença de contribuição eólica fina, com depósitos de loess retrabalhados por enchentes em lençol. Indicadores sedimentológicos, paleontológicos e químicos na base da Sequência Candelária indicam um aumento na quantidade de água no sistema, com o estabelecimento de lagos alimentados por enchentes em lençol, formando deltas efêmeros. No topo desta sequência foi identificado um sistema fluvial efêmero com características peculiares, como a predominância de arenitos deposicionalmente maciços. As análises de índice de alteração química revelaram que o clima no decorrer da deposição da Supersequência Santa Maria não variou muito, se mantendo árido/semi-árido, com a tendência à umidificação para o topo. O trabalho de identificação das unidades sedimentares contribuiu para identificar que o pacote anteriormente chamado de Formação Caturrita não era o que a literatura descrevia como tal, resultando na reinterpretação do mesmo e proposição da Formação Botucaraí, com estratótipos e idade bem definidos e fauna característica.This PhD thesis presents a sedimentological study on the Triassic package of the Paraná Basin, the Santa Maria Supersequence. The rocks of this Supersequence, described in the early twentieth century, have been studied in order to understand their depositional systems and to identify their abundant vertebrate fauna, the latter which renders this unit of global importance. However, due to intense segmentation of fault blocks and lack of outcrop continuity, many questions about these deposits still remain. The objective of this work was a detailed sedimentological study, to discuss its implications on stratigraphy, in order to formulate depositional models that considered not only the sedimentary processes, but also factors such as paleofauna and paleoclimate. Applied methodology included fácies analysis, with the construction of 1:50 scale logs, identification and stratigraphic positioning of fossiliferous horizons, and the systematic sampling of mudstones for chemical analysis and calculation of chemical index of alteration. Additionally, a bibliographic study on local paleofauna was carried out for comparison and use in models. As a result, a new third-order sequence was identified, according to sedimentological, paleontological and structural criteria. Like the sequences previously proposed, it consists of conglomeratic sandstones bounded by an unconformity at the base, and overlain by siltstones. The proposition of the Santa Cruz Sequence, between Sequences I and II led to a nomenclature problem, resolved with the assignment of names (instead of numbers) to the sequences. For that, place names of the best exposures of each sequence were sought, and the names Pinheiros-Chiniquá, Candelária and Mata Sequences were proposed for Sequences I, II and III, respectively. Further work led to the discussion on the depositional environments of the Sequences Pinheiros-Chiniquá, Santa Cruz and Candelária. The basal portion of all the sequences was interpreted as deposited by ephemeral rivers with intra-channel mud and large intraclasts incorporated to the channel base. In the first two sequences the depositional system was a dry plain, without feeder channels and abundant paleosols. The dominance of silt fraction in metric, massive mudstone packages with modal peak in 0.031 mm suggests a fine-grained, wind-blown dust contribution as loess deposits reworked by sheetfloods. Sedimentologic, paleontologic and chemical indicators point towards an increase in the amount of water in the system, with the establishment of sheetflood-fed lakes where ephemeral deltas were formed. At the top of this Sequence an ephemeral fluvial system with unique features, such as the predominance of structureless sandstones, was identified. The analysis based on chemical index of alteration revealed that the climate during the deposition of the Santa Maria Supersequence did not change much throughout its deposition, maintaining an arid / semi-arid setting, with the tendency to more humid conditions to the top. The work of identifying the sedimentary units helped identify that the package formerly called Caturrita Formation was not what the literature described as such, leading to a reinterpretation of this unit and proposition of the Botucaraí Formation, a formal unit with well-defined stratotypes and defined age, with an characteristic fauna

A fossildiagênese do pacote Meso-Neotriássico do RS

A presente dissertação apresenta um estudo sobre a fossildiagênese da Supersequencia Santa Maria. Esta unidade contém uma grande variedade de vertebrados fósseis, que são conhecidos deste o início do século XX. Muitas vezes a preservação destes fósseis é excelente, mas alguns não seguem esse padrão. Algumas vezes, o processo de crescimento dos minerais permineralizantes pode destruir a forma original dos ossos, o que impede, às vezes, a sua identificação taxonômica precisa. Este trabalho tem como objetivo principal estudar os diferentes tipos de fossilização que ocorrem nos pacotes fossilíferos da Supersequência Santa Maria (Sequências Santa Maria I e II). Para isso, foram realizadas análises petrográficas por microscopia óptica, difração de raios X, refinamento cristalino e por espectroscopia no infravermelho. Em alguns ossos, foram coletadas amostras (para análises geoquímicas) em distintas porções do osso (mais externas e mais internas). Os resultados obtidos possibilitaram estudar as modificações cristaloquímicas e diagenéticas da apatita que compõe os ossos fósseis e compreender a evolução dos processos de fossilização. Através das análises petrográficas, foi possível identificar todas as fases minerais envolvidas nestes processos e estudar as transformações da hidroxiapatita ao longo da diagenênese. As análises possibilitaram identificar calcita, hematita e calcedônia como minerais precipitados durante a fossilização e fluorapatita e carbonato fluorapatita como as variedades de apatita que ocorrem nos ossos. Também foram observadas diferenças nas microfeições de calcita em ossos bem preservados (cristais grandes preenchendo completamente as cavidades internas) e mal preservados (calcita micro espática típica de calcretes freáticos). Com base nos resultados, foram identificados dois padrões, sendo um para Sequencia Santa Maria I e base da Sequencia Santa Maria II e outro para o topo da Sequencia Santa Maria II. No primeiro caso, onde a rocha fossilífera é um pelito depositado em planície de inundação, existem duas variantes: 1) após o soterramento final, o osso não ficar na zona de oscilação de nível freático, acarretando um uma boa preservação e 2) o osso ficar na zona de oscilação de nível freático, recebendo maior aporte de íons e tendo uma probabilidade maior de sofrer alteração volumétrica. Estas duas possibilidades podem sobrepor-se. Já no topo na Sequencia Santa Maria II, a rocha fossilífera é um arenito fino e a preservação se dá pela percolação de íons fora da zona de oscilação do nível freático, implicando em uma boa preservação. O refinamento cristalino mostrou que, durante o processo de fossilização, a apatita sofre mudança nos parâmetros cristalográficos, indicando uma mudança mineralógica causada principalmente pela substituição dos ânions na estrutura cristalina, especialmente incluindo o flúor e o carbonato, íons muito comuns nas águas superficiais. As análises por espectroscopia no infravermelho permitiram constatar a entrada de carbonato e a diminuição de fosfato nas porções mais centrais do osso, que são as mais alteradas. Com isso, se pode concluir que as partes mais centrais dos ossos servem de conduto principal para os fluidos diagenéticos e que a alteração da hidroxiapatita para carbonato apatita ocorre de dentro para fora.The present master degree thesis presents a study about Santa Maria Supersequence fossildiagenesis. This unit contains a great variety of vertebrate fossils known since the early XX century. In many cases, the fossils are in excellent preservational state, although some of them do not follow this pattern. The process of expansive growth of the permineralizing minerals destroys the original shape of the fossils, which sometimes does not allow an accurate taxonomic identification. This work has as main objective to study the different fossilization patterns that occurs in Santa Maria Sequences I and II. For that, petrographic analyzes were performed by optical microscopy, X-ray diffraction, refinement and crystal infrared spectroscopy. In some bones were collected samples (for geochemical analysis) in different portions of the bone (from bone marrow to the edges). The results made possible to study the crystallochemical and diagenetic modifications of bone apatite in places with distinct preservational states, and understand the evolution of the fossilization processes. Through petrographic analyses were possible to identificate all mineral phases involved in fossilization process and to study hydroxylapatite transformations through fossildiagenetic process. Were identified calcite, hematite and chalcedony as precipited minerals during fossilization besides fluorapatite and carbonate fluorapatite as varieties of bone apatite after fossildiagenesis. Also were observed differences in calcite microfeatures between well preserved bones (big crystals filling all bone cavities) and badly preserved (microspar calcite, typical of phreatic precipitation). Based in these results were recognized two patterns, being one for Santa Maria Sequence I and Santa Maria Sequence II base and another to Santa Maria Sequencie II top. In the first case, the fossiliferous rock is a floodplain mudstone and there are two variables: 1) after the final burial bone stay out of phreatic level, favoring a good preservation and 2) bone stay in phreatic oscillation zone resulting in a bad preservation. These two possibilities may overlap. For Santa Maria Sequence II top the fossiliferous rock is a deltaic massive sandstone and the preservation occurs by ion percolation outside the phreatic oscillation zone, resulting in a good preservation. The crystalline refinement showed that during the fossilization processes bone apatite suffers changes in crystallographic parameters, indicating a mineralogical change due to anion substitution inside crystalline structure, especially floride and carbonate found in any sedimentary environment. Infrared spectroscopy made possible to observe the carbonate entry and the phosphate in the bone marrow. Due this, were concluded that the bone marrow serve as the primary conduit for the diagenetic fluids, and the change of hydroxylapatite for carbonate fluorapatite and fluorapatite occurs from the inside to outside

Análise sedimentológica da supersequência Santa Maria e suas implicações estratigráficas

A presente tese de doutorado apresenta um estudo sobre a sedimentologia do pacote triássico da Bacia do Paraná, a Supersequência Santa Maria. As rochas desta Supersequência, descritas no início do século XX, tem sido estudadas tanto no intuito de entendimento de seus sistemas deposicionais quanto na identificação de sua abundante fauna de vertebrados, que torna esta unidade de importância mundial. Entretanto, devido à intensa segmentação em blocos de falha e à falta de continuidade de afloramentos, muitas dúvidas sobre os ambientes de sedimentação ainda permanecem. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo sedimentológico de detalhe e discutir suas implicações estratigráficas, a fim de formular modelos deposicionais que considerem, além dos processos sedimentares, fatores como paleofauna e paleoclima. Para tanto, a metodologia aplicada incluiu análise faciológica, com a construção de perfis na escala 1:50, identificação e posicionamento estratigráfico de horizontes fossilíferos, e coleta sistemática de amostras de lamitos segundo o arcabouço estratigráfico para análises químicas e cálculo do índice de alteração química. Além disso, foi realizado um estudo bibliográfico sobre a paleofauna local para comparação e utilização nos modelos. Como resultados, primeiramente uma nova sequência de terceira ordem foi identificada, utilizando critérios sedimentológicos, paleontológicos e estruturais. Assim como as sequências propostas anteriormente, esta consiste em arenitos conglomeráticos limitados por uma discordância na base, e sobrepostos por siltitos. A proposição da nova Sequência Santa Cruz, entre as Sequências I e II provocou um problema de nomenclatura, resolvido com a proposição de nomes (ao invés de números) para as sequências. Desta maneira, buscou-se as toponímias das melhores exposições de cada sequência, propondo os nomes Sequência Pinheiros-Chiniquá, Sequência Candelária e Sequência Mata para as Sequências I, II e III, respectivamente. A continuação dos trabalhos propiciou a discussão sobre os ambientes deposicionais das sequências Pinheiros-Chiniquá, Santa Cruz e Candelária. Na base de todas, o sistema interpretado é de rios entrelaçados efêmeros, com lama dentro dos canais e grandes intraclastos incorporados à base dos canais. Nas duas primeiras sequências o sistema deposicional incluía uma planície seca, sem rios alimentadores e com abundância de paleossolos. A predominância da fração silte em pacotes métricos maciços, com moda em 0,031 mm, sugere a presença de contribuição eólica fina, com depósitos de loess retrabalhados por enchentes em lençol. Indicadores sedimentológicos, paleontológicos e químicos na base da Sequência Candelária indicam um aumento na quantidade de água no sistema, com o estabelecimento de lagos alimentados por enchentes em lençol, formando deltas efêmeros. No topo desta sequência foi identificado um sistema fluvial efêmero com características peculiares, como a predominância de arenitos deposicionalmente maciços. As análises de índice de alteração química revelaram que o clima no decorrer da deposição da Supersequência Santa Maria não variou muito, se mantendo árido/semi-árido, com a tendência à umidificação para o topo. O trabalho de identificação das unidades sedimentares contribuiu para identificar que o pacote anteriormente chamado de Formação Caturrita não era o que a literatura descrevia como tal, resultando na reinterpretação do mesmo e proposição da Formação Botucaraí, com estratótipos e idade bem definidos e fauna característica.This PhD thesis presents a sedimentological study on the Triassic package of the Paraná Basin, the Santa Maria Supersequence. The rocks of this Supersequence, described in the early twentieth century, have been studied in order to understand their depositional systems and to identify their abundant vertebrate fauna, the latter which renders this unit of global importance. However, due to intense segmentation of fault blocks and lack of outcrop continuity, many questions about these deposits still remain. The objective of this work was a detailed sedimentological study, to discuss its implications on stratigraphy, in order to formulate depositional models that considered not only the sedimentary processes, but also factors such as paleofauna and paleoclimate. Applied methodology included fácies analysis, with the construction of 1:50 scale logs, identification and stratigraphic positioning of fossiliferous horizons, and the systematic sampling of mudstones for chemical analysis and calculation of chemical index of alteration. Additionally, a bibliographic study on local paleofauna was carried out for comparison and use in models. As a result, a new third-order sequence was identified, according to sedimentological, paleontological and structural criteria. Like the sequences previously proposed, it consists of conglomeratic sandstones bounded by an unconformity at the base, and overlain by siltstones. The proposition of the Santa Cruz Sequence, between Sequences I and II led to a nomenclature problem, resolved with the assignment of names (instead of numbers) to the sequences. For that, place names of the best exposures of each sequence were sought, and the names Pinheiros-Chiniquá, Candelária and Mata Sequences were proposed for Sequences I, II and III, respectively. Further work led to the discussion on the depositional environments of the Sequences Pinheiros-Chiniquá, Santa Cruz and Candelária. The basal portion of all the sequences was interpreted as deposited by ephemeral rivers with intra-channel mud and large intraclasts incorporated to the channel base. In the first two sequences the depositional system was a dry plain, without feeder channels and abundant paleosols. The dominance of silt fraction in metric, massive mudstone packages with modal peak in 0.031 mm suggests a fine-grained, wind-blown dust contribution as loess deposits reworked by sheetfloods. Sedimentologic, paleontologic and chemical indicators point towards an increase in the amount of water in the system, with the establishment of sheetflood-fed lakes where ephemeral deltas were formed. At the top of this Sequence an ephemeral fluvial system with unique features, such as the predominance of structureless sandstones, was identified. The analysis based on chemical index of alteration revealed that the climate during the deposition of the Santa Maria Supersequence did not change much throughout its deposition, maintaining an arid / semi-arid setting, with the tendency to more humid conditions to the top. The work of identifying the sedimentary units helped identify that the package formerly called Caturrita Formation was not what the literature described as such, leading to a reinterpretation of this unit and proposition of the Botucaraí Formation, a formal unit with well-defined stratotypes and defined age, with an characteristic fauna

A fossildiagênese do pacote Meso-Neotriássico do RS

A presente dissertação apresenta um estudo sobre a fossildiagênese da Supersequencia Santa Maria. Esta unidade contém uma grande variedade de vertebrados fósseis, que são conhecidos deste o início do século XX. Muitas vezes a preservação destes fósseis é excelente, mas alguns não seguem esse padrão. Algumas vezes, o processo de crescimento dos minerais permineralizantes pode destruir a forma original dos ossos, o que impede, às vezes, a sua identificação taxonômica precisa. Este trabalho tem como objetivo principal estudar os diferentes tipos de fossilização que ocorrem nos pacotes fossilíferos da Supersequência Santa Maria (Sequências Santa Maria I e II). Para isso, foram realizadas análises petrográficas por microscopia óptica, difração de raios X, refinamento cristalino e por espectroscopia no infravermelho. Em alguns ossos, foram coletadas amostras (para análises geoquímicas) em distintas porções do osso (mais externas e mais internas). Os resultados obtidos possibilitaram estudar as modificações cristaloquímicas e diagenéticas da apatita que compõe os ossos fósseis e compreender a evolução dos processos de fossilização. Através das análises petrográficas, foi possível identificar todas as fases minerais envolvidas nestes processos e estudar as transformações da hidroxiapatita ao longo da diagenênese. As análises possibilitaram identificar calcita, hematita e calcedônia como minerais precipitados durante a fossilização e fluorapatita e carbonato fluorapatita como as variedades de apatita que ocorrem nos ossos. Também foram observadas diferenças nas microfeições de calcita em ossos bem preservados (cristais grandes preenchendo completamente as cavidades internas) e mal preservados (calcita micro espática típica de calcretes freáticos). Com base nos resultados, foram identificados dois padrões, sendo um para Sequencia Santa Maria I e base da Sequencia Santa Maria II e outro para o topo da Sequencia Santa Maria II. No primeiro caso, onde a rocha fossilífera é um pelito depositado em planície de inundação, existem duas variantes: 1) após o soterramento final, o osso não ficar na zona de oscilação de nível freático, acarretando um uma boa preservação e 2) o osso ficar na zona de oscilação de nível freático, recebendo maior aporte de íons e tendo uma probabilidade maior de sofrer alteração volumétrica. Estas duas possibilidades podem sobrepor-se. Já no topo na Sequencia Santa Maria II, a rocha fossilífera é um arenito fino e a preservação se dá pela percolação de íons fora da zona de oscilação do nível freático, implicando em uma boa preservação. O refinamento cristalino mostrou que, durante o processo de fossilização, a apatita sofre mudança nos parâmetros cristalográficos, indicando uma mudança mineralógica causada principalmente pela substituição dos ânions na estrutura cristalina, especialmente incluindo o flúor e o carbonato, íons muito comuns nas águas superficiais. As análises por espectroscopia no infravermelho permitiram constatar a entrada de carbonato e a diminuição de fosfato nas porções mais centrais do osso, que são as mais alteradas. Com isso, se pode concluir que as partes mais centrais dos ossos servem de conduto principal para os fluidos diagenéticos e que a alteração da hidroxiapatita para carbonato apatita ocorre de dentro para fora.The present master degree thesis presents a study about Santa Maria Supersequence fossildiagenesis. This unit contains a great variety of vertebrate fossils known since the early XX century. In many cases, the fossils are in excellent preservational state, although some of them do not follow this pattern. The process of expansive growth of the permineralizing minerals destroys the original shape of the fossils, which sometimes does not allow an accurate taxonomic identification. This work has as main objective to study the different fossilization patterns that occurs in Santa Maria Sequences I and II. For that, petrographic analyzes were performed by optical microscopy, X-ray diffraction, refinement and crystal infrared spectroscopy. In some bones were collected samples (for geochemical analysis) in different portions of the bone (from bone marrow to the edges). The results made possible to study the crystallochemical and diagenetic modifications of bone apatite in places with distinct preservational states, and understand the evolution of the fossilization processes. Through petrographic analyses were possible to identificate all mineral phases involved in fossilization process and to study hydroxylapatite transformations through fossildiagenetic process. Were identified calcite, hematite and chalcedony as precipited minerals during fossilization besides fluorapatite and carbonate fluorapatite as varieties of bone apatite after fossildiagenesis. Also were observed differences in calcite microfeatures between well preserved bones (big crystals filling all bone cavities) and badly preserved (microspar calcite, typical of phreatic precipitation). Based in these results were recognized two patterns, being one for Santa Maria Sequence I and Santa Maria Sequence II base and another to Santa Maria Sequencie II top. In the first case, the fossiliferous rock is a floodplain mudstone and there are two variables: 1) after the final burial bone stay out of phreatic level, favoring a good preservation and 2) bone stay in phreatic oscillation zone resulting in a bad preservation. These two possibilities may overlap. For Santa Maria Sequence II top the fossiliferous rock is a deltaic massive sandstone and the preservation occurs by ion percolation outside the phreatic oscillation zone, resulting in a good preservation. The crystalline refinement showed that during the fossilization processes bone apatite suffers changes in crystallographic parameters, indicating a mineralogical change due to anion substitution inside crystalline structure, especially floride and carbonate found in any sedimentary environment. Infrared spectroscopy made possible to observe the carbonate entry and the phosphate in the bone marrow. Due this, were concluded that the bone marrow serve as the primary conduit for the diagenetic fluids, and the change of hydroxylapatite for carbonate fluorapatite and fluorapatite occurs from the inside to outside