UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA /INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS 

TESE DE DOUTORADO N^o 40

NINA PAULA FERREIRA LARANJEIRA

Palavras-chave:   catodoluminescência; microtectônica; proveniência; arenitos quartzosos; Formação Furnas

DATA DA DEFESA: 16/03/2001
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: Geologia Regional
ORIENTADOR: Prof. Carlos José Souza de Alvarenga (UnB)
EXAMINADORES: Prof. André Ribeiro, Prof.  Edi Mendes Guimarães  (UnB), Prof.  José Carlos Gaspar  (UnB), 
Prof. Renato Rodolfo Andreis

RESUMO

A presente tese tem como objetivo desenvolver em um método de estudo capaz de caracterizar áreas-fonte de arenitos quartzosos. Para isso,os arenitos investigados foram os pertencentes à Formação da Bacia do Paraná, de idade siluriana, aflorantes em duas diferentes regiões: Estado do Paraná/Mato Grosso.
    Como método de trabalho foram utilizadas análises de microestruturas e de cores de catodoluminescência (CL) dos grãos quartzosos do arenito. Desta pesquisa resultou uma classificação para aspectos microtectônicos, apoiada por analises de cores de CL, e uma classificação de cores de CL, que foi aplicada aos referidos arenitos. O tratamento estatístico dos dados obtidos com a contagem de 32 lâminas, permitiram caracterizar diferentes áreas fonte para os arenitos das duas diferentes lacalidades.
    As limitações técnicas do aparelho de CL, não permitiram que os dados obtidos nestas análises fossem utilizados com fins quantitativos. Ficando então restritos a observações qualitativas, dando importante respaldo às analises de microtectônicas e às interpretações sobre proveniência.  Ressalta-se aqui a recomendação da CL como método auxiliar nos estudos de metamorfismo e deformação, assim como sobre historia térmicas de corpos plutônicos.
    Foram identificadas 8 grupos de cores de CL e 10 tipos de grãos de areia quartzosa, de acordo com suas características microtectônicas. As cores foram classificadas de acordo com as cores propriamente ditas (ou mistura de cores), e a intensidade relativa com que elas se apresentam (baixa, media e alta): azul e rosa de alta intensidade (1 e 2), azul de alta intensidade mesclada a violeta (3), azul-violeta de média intensidade (4), marrom de média intensidade (5), violeta de baixa intensidade (6), azul-violeta de média ou baixa intensidade mesclando a marrom (7) e marrom de baixa intensidade (8).
    Os tipos microtectônicos são 10 e foram definidos por suas microestruturas características, que por vezes indicam claramente condições genéticas. Dos 10 tipos microtectônicos, somente 9 foram utilizados, por ser o décimo tipo pouco expressivo numericamente e não retratar características as área fonte e sim eventos sofridos pelo arenito (compactação e Tectônica da Bacia).
    Os novos tipos são: i) monocristalinos com e sem extinção ondulante (tipos 1 e 2); ii) policristalinos com 2 ou três cristais: com cristais aproximadamente equidimensionais com contatos entre os cristais não deformados e contatos suavemente deformados (tipos 3 e 4); com cristais de tamanhos diferentes, bimodais (tipo 5); iii) policristalinos com muitos cristais, uni- ou bimodais, deformados em condições de: média tensão e temperatura em torno de 400-450_°C (tipo 6), alta tensão e temperatura em torno de 300-350_°C (tipos 7), e alta tensão e temperatura até 300_°C (tipos 8 e 9).
    Os dados de CL e de microestrutura foram tratados, separadamente, por meio de diagramas ternários, agrupados os 9 tipos de cores e as 8 cores, de acordo com as diferentes possibilidades de associação genéticas entre eles. O tratamento dos dados mostrou a diferença da composição dos arenitos Furnas nas duas áreas de afloramentos (GO/MT e Paraná). A contribuição de sedimentos com historias policíclicas, possivelmente provindos de metassedimentos anquimetamórficos das faixas Brasília e Paraguai (para área de GO/MT) e Ribeira (para a área do Paraná), e também dos arenitos e diamictitos (formações Vila Maria e Iapó), ficou clara para duas localidades.
    A contribuição de rochas-fonte primarias foi distinta para as duas regiões. No caso de GO/MT, a composição dos grãos quartzosos, extremamente rica em tipos monocristalinos e policristalinos com poucos cristais, assim como cores de CL predominante com tons de azul e violeta de média intensidade, de difícil distinção, e facilmente tendendo a marrom, sugerem uma contribuição maior de fontes granito-gnáissica. Na área do Paraná, a contribuição de supracrustais (grau metamórfico baixo a médio) foi mais expressiva, a julgar pelo maior porcentual de grãos policristalinos e cores mescladas e de baixa intensidade.
    A dificuldade em trabalhar com grãos quartzosos no estudo de proveniência é tamanha, em função da similaridade de microestruturas geradas em diversos ambientes. A CL de quartzo, por sua vez, por apresentar fraca intensidade e sensibilidade às variações nas condições de análise, necessita aparelhos mais precisos do que os disponíveis até o momento. A questão da presença de fontes secundarias, também dificulta os estudos. Assim ainda não é possível quantificar a contribuição de diferentes fontes para a composição de arenitos quartzosos.

     
UNIVERSITY OF BRASILIA / INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS N^o 40

NINA PAULA FERREIRA LARANJEIRA

KeyWords:  cathodoluminescence; microtectonics; provenance; quartzitic sandstones; Furnas formation

DATE OF ORAL PRESENTATION: 16/03/2001
TOPIC OF THE THESIS: Regional Geology
SUPERVISOR: Prof. Carlos José Souza de Alvarenga (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: Prof.  André Ribeiro, Prof.  Edi Mendes Guimarães  (UnB), Prof.  José Carlos Gaspar  (UnB), 
Prof.  Renato Rodolfo Andreis

ABSTRACT

The objective of this work is to develop methodology for characterizing source areas of quartzitic sandstone. For this purpose the Silurian sandstone of furnas formation, from Paraná Basin, outcropping in two different regions in  Brazil (Paraná State and Goiás/Mato Grosso) have been studied. As a working method microstructures of quartz  grains from the sandstone and colors of these grains obtained by cathodoluminescence (CL) were analyzed. The result of this research is a classification concerning microtectoniscs aspects based upon analyses of colors obtained by CL, which was applied to the above mentioned sandstone. The statistic analysis of the data obtained by the counting of 32 thin sections has made it possible to characterize different source areas to the sandstones of the two different locations. The technical limitations of the CL equipment did not make it possible for the data obtained in these analyses to be used quantitatively, but rather qualitatively, in supporting microtectonics analysis and the interpretations concerning source. Attention should be made to the that CL is an auxiliary method in the study of metamorphism and deformation, as well as to the thermal history of plutonic bodies. Considering microtctonics characteristics 8 groups of CL colors and 10 types of grains of quartzitic sand were identified. The colors have been classified by using the colors themselves (or mixture of colors), and by their relative intensity (low, medium, high): blue and rose of high intensity (1 and 2), blue of high intensity mixing to violet (3) blue-violet of medium intensity (4), brown of medium intensity (5), violet of low intensity (6), blue-violet of medium and low intensity  mixing to brown (7), and brown intensity (8). The microtectinic types are 10 and defied by their characteristic microstructures, which sometimes clearly indicate genetic conditions. From the 10 microtectonic types only 9 were utilized because the tenth is neither numerically expressively important nor referring to the characteristics of the source area, but instead registering the level of compactation of the sandstone and the tectonic of the sedimentary basin. The nine types are: I) monocrystalin with or without ondulating extinctio (1 and 2); ii) polycrystalline with 2 or 3 crystals: with crystals: with crystals approximately equidimensionals with contacts between non-deformed crystals and lightly deformed ones(types 3 and 4); with crystals of different size, bimodal (type 5); iii) polycrystalline with many crystals, uni or bimodal, deformed by meddle pressure and temperature around 400-450°C (type 6), high pressure and temperature around 300-350°C (type 7), and high pressure and temperature up to 300°C (types 8 and 9). CL and microstructures were analyzed separately, by ternaire diagrammes grouping together the 9 types and colors, according to the different possibilities of genetic associations between them. The analyses of data showed the difference in composition of furnas Sandstones from the two outcropping regions (GO/MT and Paraná). The contribution of sediments with policyclic histories, possible anchimetamorphic metasediments coming from Brasília and Paraguaí Fold Belts (to the area of GO/MT) and Ribeira (to the area of Paraná), as well as that of the underlyina sandstones and diamictites (formations Vila Maria and Iapó), has been made clear in the two locations. The contribution of primary rock sources was different between the two regions. For GO/MT, the composition of quartzitic grains, extremely rich in monocrystalin and polycrystalline types with few crystals, and with the colors of CL predominately presenting tonalities of medium intensity blue and violet, the distinction between these two tonalities being hard to be established, and showing a tendency to brown, suggest a strong contribution of granito-GNAISSES sources. In the area of Paraná, the contribution of SUPRACRUSTALS (low to medium degree of metamorphism) was more expressive, taking into account the higher percentage of polycrystalline grains and mixing colors of low intensity. The difficulty in working quartzitic grains in the study of source is increased by the similarity of microstructures engendered within different environments. Considering the CL of quartz, the difficulty is related to the fact that it shows a low intensity and sensibility to the in the conditions of analyze, and for this reason it is necessary more precise equipment than those available nowadays. The presence of secondary source also makes difficult the study. For this reason, it is yet not possible to quantify the contribution of different source to the composition of quartzitic sandstones.