Late Quaternary episodes of clastic sediment deposition in the Tarimba Cave, Central Brazil

peer reviewedThe study presents three sedimentary profiles from Tarimba cave in central Brazil. The data allow constraining the late Quaternary sedimentary evolution of cave systems in the region. A multi-techniques approach was used to characterize sediment texture (grain size and circularity index), mineralogical composition (X-Ray Diffraction), chemical composition (ICP-OES) and deposition ages (Optically Stimulated Luminescence and radiocarbon). Eight sedimentary facies were identified, including a facies formed by autochthonous sediments (Guano) and seven facies formed by allochthonous siliciclastic sediments. The siliciclastic facies range from clayey to gravelly deposits that correspond to high-density gravity flows (Diamicton) and water laid traction process of varied deposition energy (Channel, Backswamp, and Slackwater). The studied deposits reflect an intense cave filing from the Middle to Late Pleistocene in the last 200 Ka. Subsequent depositional events formed three sedimentation phases: the first before 200 Ka corresponding to a larger granulometric interval, clay to gravel, identified through erosive surfaces; the second, after 197 Ka, is composed of sandy sediments and oscillations in the water flow energy. The third phase between 87 and 52 Ka (which covered the other stages) was responsible for the last fluvial deposition

The Fate of Carbon in Sediments of the Xingu and Tapajós Clearwater Rivers, Eastern Amazon

The Xingu and Tapajós rivers in the eastern Amazon are the largest clearwater systems of the Amazon basin. Both rivers have “fluvial rias” (i.e., lake-like channels) in their downstream reaches as they are naturally impounded by the Amazon mainstem. Fluvial rias are widespread in the Amazon landscape and most of the sedimentary load from the major clearwater and blackwater rivers is deposited in these channels. So far, little is known about the role of Amazon rias as a trap and reactor for organic sediments. In this study, we used organic and inorganic geochemistry, magnetic susceptibility, diatom, and pollen analyses in sediments (suspended, riverbed, and downcore) of the Xingu and Tapajós rias to investigate the effects of hydrologic variations on the carbon budget in these clearwater rivers over the Holocene. Ages of sediment deposition (~100 to 5,500 years) were constrained by optically stimulated luminescence and radiocarbon. Major elements geochemistry and concentration of total organic carbon (TOC) indicate that seasonal hydrologic variations exert a strong influence on riverine productivity and on the input and preservation of organic matter in sediments. Stable carbon isotope data (δ13C from −31.04 to −27.49‰) and pollen analysis indicate that most of the carbon buried in rias is derived from forests. In the Xingu River, diatom analysis in bottom sediments revealed 65 infrageneric taxa that are mostly well-adapted to slack oligotrophic and acidic waters. TOC values in sediment cores are similar to values measured in riverbed sediments and indicate suitable conditions for organic matter preservation in sediments of the Xingu and Tapajós rias at least since the mid-Holocene, with carbon burial rates varying from about 84 g m−2 yr−1 to 169 g m−2 yr−1. However, redox-sensitive elements in sediment core indicate alternation between anoxic/dysoxic and oxic conditions in the water-sediment interface that may be linked to abrupt changes in precipitation. The variation between anoxic/dysoxic and oxic conditions in the water-sediment interface controls organic matter mineralization and methanogenesis. Thus, such changes promoted by hydrological variations significantly affect the capacity of Amazon rias to act either as sources or sinks of carbon

Datação por Luminescência Opticamente Estimulada (LOE) de uma planície de cordões litorâneos do litoral norte do Rio Grande do Sul, Brasil

Neste trabalho, é utilizada a aplicação da Luminescência Opticamente Estimulada (LOE) para datar sedimentos em uma planície de cordões litorâneos arenosos de margem lagunar, na porção norte do litoral do Rio Grande do Sul (RS). Essa planície de cordões constitui parte da margem nordeste da Lagoa dos Quadros, segunda maior lagoa do sistema lagunar norte do RS. Um total de cinco amostras foram coletadas em diferentes cordões da planície, na porção de máxima progradação (região central da planície). Neste estudo, as idades de luminescência foram obtidas por doses equivalentes estimadas por protocolo SAR (Single-Aliquot Regenerative dose) aplicado a alíquotas de grãos de quartzo. Concentrações de K, U e Th para cálculo de taxas de dose foram medidas por espectrometria gama de alta resolução. As amostras estudadas apresentaram doses equivalentes entre 1,8 e 3,6 Gy e taxas de dose entre 0,442 e 0,806 Gy/ka. As idades obtidas variaram entre 2,6 ± 0,2 a 6,3 ± 0,4 ka. Foram definidos cinco intervalos com diferentes taxas de progradação na planície de cordões. Esses intervalos podem ser enquadrados em dois estágios: o primeiro marcado por um aumento na taxa de progradação média, e o segundo, com o decréscimo nas taxas. O primeiro estágio é caracterizado por uma grande disponibilidade de sedimentos que foram transportados para o interior da Lagoa dos Quadros, durante as fases de desenvolvimento dos depósitos eólicos da barreira holocênica, que se desenvolveu ao mesmo tempo, entre a lagoa e o Oceano Atlântico. O segundo estágio, com taxas que se situam num patamar de cerca de metade do primeiro estágio, provavelmente se desenvolveu em uma época mais úmida e, consequentemente, em um período com menor transporte de areias eólicas para o interior da lagoa; e também em um tempo em que os processos costeiros ativos da barreira oceânica holocênica já se encontravam muito distantes da Lagoa dos Quadros

Idades de deposição dos sedimentos da falésia de Itaguaré (Bertioga-SP) determinadas por luminescência opticamente estimulada

A região da foz do rio Itaguaré, localizada no Parque Estadual da Restinga de Bertioga-SP, apresenta uma miscelânea de processos sedimentares e formas de leito atuais gerados pela ação de marés, ondas e do próprio rio. Ocorrem também depósitos sedimentares quaternários expostos ao longo de falésia de dezenas de metros de extensão por até 4m de altura, formados por processos de ondas análogos aos observados na praia adjacente. Seus depósitos sedimentares são compostos por areias finas, moderadamente a bem selecionadas, com estratificação plano-paralela, tendo em sua porção inferior (~0,5m) icnofósseis de Ophiomorfa nodosa (galerias de Callichirus sp.). Esta sucessão sedimentar é indicativa de deposição sob o espraiamento de ondas, em condições regressivas, e com nível relativo do mar cerca de 1,4±1,0m acima do atual, estimado pela comparação da cota máxima de ocorrência do O. nodosa com o topo da biozona de Callichirus vivente. Duas amostras de sedimentos (Ber-01, basal, e Ber-02, topo) foram datadas por luminescência opticamente estimulada (LOE), com o uso do protocolo Single Aliquot Regeneration-dose (LOE-SAR). O método geocronológico por LOE-SAR indica, por premissa, a idade de última exposição à luz solar que, nesse caso, é a idade de deposição do sedimento. As medidas de dose equivalente ou paleodose obtidas em 18 (Ber-01) e 20 (Ber-02) alíquotas apresentaram baixos valores de dispersão (7,8% e 7,5%, respectivamente), calculados pelo parâmetro overdispersion de distribuição de dados. Esta baixa dispersão é o melhor indicador de que as amostras foram fotoesvaziadas previamente à deposição e soterradas com sinal LOE residual próximo de zero, e que, portanto, os processos de mistura pós-deposicionais são negligenciáveis para a interpretação dos resultados. As idades (Ber-01: 4,4±0,3 ka e Ber-02: 3,6±0,2 ka) são estratigraficamente coerentes e, além disso, compatíveis com as curvas do nível relativo do mar mais aceitas para a região, o que eleva a confiabilidade dos resultados

Optically stimulated luminescence (OSL) dating of a sand ridge plain in the northern littoral of rio grande do sul, Brazil

Neste trabalho, é utilizada a aplicação da LuminescênciaOpticamente Estimulada (LOE) para datar sedimentos em uma planície de cordões litorâneos arenosos de margem lagunar, na porção norte do litoral do Rio Grande do Sul (RS). Essa planície de cordões constitui parte da margem nordeste da Lagoa dos Quadros, segunda maior lagoa do sistema lagunar norte do RS. Um total de cinco amostras foram coletadas em diferentes cordões da planície, na porção de máxima progradação (região central da planície). Neste estudo, as idades de luminescência foram obtidas por doses equivalentes estimadas por protocolo SAR (Single-Aliquot Regenerative dose) aplicado a alíquotas de grãos de quartzo. Concentrações de K, U e Thpara cálculo de taxas de dose foram medidas por espectrometria gama de alta resolução. As amostras estudadas apresentaram doses equivalentes entre 1,8 e 3,6 Gy e taxas de dose entre 0,442 e 0,806 Gy/ka. As idades obtidas variaram entre 2,6 ± 0,2a 6,3 ± 0,4 ka. Foram definidos cinco intervalos com diferentes taxas de progradação na planície de cordões. Esses intervalos podem ser enquadrados em dois estágios: o primeiro marcado por um aumento na taxa de progradação média, e o segundo, com o decréscimo nas taxas. O primeiro estágio é caracterizado por uma grande disponibilidade de sedimentos que foram transportados para o interior da Lagoa dos Quadros, durante as fases de desenvolvimento dos depósitos eólicos da barreira holocênica, que se desenvolveu ao mesmo tempo, entre a lagoa e o Oceano Atlântico. O segundo estágio, com taxas que se situam num patamar de cerca de metade do primeiro estágio, provavelmente se desenvolveu em uma época mais úmida e, consequentemente, em um período com menor transporte de areias eólicas para o interior da lagoa; e também em um tempo em que os processos costeiros ativos da barreira oceânica holocênica já se encontravam muito distantes da Lagoa dos QuadrosThe application of Optically Stimulated Luminescence (OSL) dating to constrain the age of lagoonal sand ridges in the northern littoral of Rio Grande do Sul (RS), is tested in this work. These sand ridges make up part of the northeast margin of the Quadros Lagoon, the second largest lagoon of the north littoral of RS. Five samples from five ridges of the maximum progradational zone (central portion) were dated. In this work, luminescence ages were obtained through equivalent doses measured in quartz aliquots using the Single-Aliquot Regenerative dose (SAR) protocol. The concentrations of K, U and Th for dose rates calculation were measured with high-resolution gamma ray spectrometry. The studied samples show equivalent doses between 1.8 and 3.6 Gy and dose rates between 0.442 and 0.806 Gy/ka. The ages range from 2475 to 6745 years. It was possible to estimate the average rate of progradation of the studied plain. Five intervals were established with different progradation rates. These intervals were grouped in two stages with higher (growing) and a lower average rates of progradation. The first stage was characterized by a higher rate of sediment supply. This is probably due to a connection with the evolution of the initial aeolian deposits of the Holocene oceanic barrier, that started to develop approximately 1100 years before the studied sand ridge plain, between the lagoon and the Atlantic Ocean. The second stage, with lower rates, are probably related to a more humid period that has conditioned a lower aeolian transport into the lagoon, and also due to an increase of the distance between the active coastal processes of the oceanic barrier and the Lagoa dos Quadros

Correlation between thermoluminescence sensitivity and crystallization temperatures of quartz: Potential application in geothermometry

The thermoluminescence (TL) characteristics of quartz are highly dependent of its thermal history. Based on the enhancement of quartz luminescence occurred after heating, some authors proposed to use quartz TL to recover thermal events that affected quartz crystals. However, little is know about the influence of the temperature of quartz crystallization on its TL characteristics. In the present study, we evaluate the TL sensitivity and dose response curves of hydrothermal and metamorphic quartz with crystallization temperatures from 209 +/- 15 to 633 +/- 27 degrees C determined through fluid inclusion and mineral chemistry analysis. The studied crystals present a cooling thermal history, which allow the acquiring of their natural TL without influence of heating after crystallization. The TL curves of the studied samples present two main components formed by different peaks overlapped around 110 C and 200-400 degrees C. The TL sensitivity in the 200-400 degrees C region increases linearly with the temperature of quartz crystallization. No relationship was observed between temperatures of quartz crystallization and saturation doses (<100 Gy). The elevated TL sensitivity of the high temperature quartz is attributed to the control exerted by the temperature of crystallization on the substitution of Si(4+) by ions such as Al(3+) and Ti(4+), which produce defects responsible for luminescence phenomena. The linear relationship observed between TL in the 200-400 degrees C region and crystallization temperature has potential use as a quartz geothermometer. The relative abundance of quartz in the earth crust and the easiness to measure TL are advantageous in relation to geothermometry methods based on chemistry of other minerals. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao PauloFundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo[FAPESP 06/54649-4