Permian pedogenesis in fire stone formation : characterization of paleosols and paleoenvironmental implications in the east of the sedimentary basin of parnaiba  

Orientador: Francisco Sérgio Bernardes LadeiraDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de GeociênciasResumo: A Formação Pedra de Fogo de idade Permiana, está inserida na Bacia do Parnaíba, ocorrendo nos estados do Piauí, Maranhão e Tocantins. Aflora principalmente na área central da bacia, percorrendo uma faixa de cerca de 600 km na direção E-W, com largura média de 80 km. Seu processo de sedimentação ocorreu ciclicamente, podendo ser descrito, do topo para a base por, folhelho carbonoso, siltito esverdeado, arenito com restos de madeira, siltito verde amarelado, calcário rosa acinzentado e chert com concreções, folhelho verde com restos de plantas, calcário oolítico com mesclagem de folhelho, folhelho verde com restos de madeira e folhelho roxo. Ao longo das últimas décadas esta unidade litoestratigráfica vem sendo objeto de significativos estudos paleontológicos, o que resultou em uma importante abertura para a paleopedologia e consequentemente para a realização do presente trabalho. Embora algumas publicações façam menções da existência de paleossolos na Formação Pedra de Fogo, até o atual momento não tiveram estudos direcionados especificamente para eles, o que traz de certa forma o pioneirismo desta pesquisa. Dessa forma, o presente trabalho tem como principal objetivo interpretar a pedogênese permiana em depósitos da Formação Pedra de Fogo na Bacia do Parnaíba, caracterizando os paleossolos e apresentando implicações paleoambientais em áreas pertencentes aos municípios de Nazária (PI) e Timon (MA). Para o desenvolvimento da pesquisa, foram necessárias a realização das seguintes etapas: Investigação bibliográfica; Trabalhos de campo; Análise macro e micromorfológica dos paleossolos; Análise química por FRX; e DRX. Através das características macromorfológicas e micromorfolóicas detalhadas nos pontos Timon I, Timon II e Nazária, os paleossolos estudados configuram-se paleogleis, exibindo horizontes Ag, Cg, e Cgr, bioturbações, rizoconcreções, mosqueados, volumes horizontais brancos indicando redução do ferro, halos de redução e matriz com cores de características redutoras (acinzentadas). Em todos os perfis de paleossolos (PPs) foram evidenciados horizontes Cg, associados a cores gleizadas. Não foram encontrados em nenhum dos pontos estudados, PPs contendo horizontes B. Os pontos Timon 1 e 2 evidenciam PPs com frações maiores, com melhor diferenciação de horizontes e perfis com maiores profundidades em relação ao ponto de Nazária. Os PPs do ponto de Nazária são compostos por material mais fino e aparentam ser menos desenvolvidos. Foi encontrado em Nazária a presença do argilomineral vermiculita, que está associada a ambiente com impedimento de drenagem. Apresentam significativas concentrações de álcalis, possivelmente pela constituição mineralógica do material de origem e pela topografia que favorecia o impedimento de drenagem da água e consequentemente a baixa alteração dos minerais. A presença de halos de difusão de Fe nos poros das raízes atesta a hidromorfia desses paleossolos. A paleofauna e a paleoflora identificadas na Formação Pedra de Fogo na parte NE da Bacia do Parnaíba, sugerem um ambiente pantanoso, de água doce e com chuvas sazonais, corroborando as informações levantadas nos PPs do presente trabalhoAbstract: The Stone Formation of Fire of Permian age, is located in the Parnaíba Basin, occurring in the states of Piauí, Maranhão and Tocantins. It mainly emerges in the central area of the basin, through a range of about 600 km in the direction E-W, with an average width of 80 km. Its sedimentation process occurred cyclically, which can be described, from top to bottom by, carbonaceous shale, greenish silty, sandstone with wood remains, silt yellowish green, chalky pink limestone and chert with concretions, green shale with plant remains, oolitic limestone with shale blending, green shale with wood remains and purple shale. Over the last decades this lithostratigraphic unit has been object of significant paleontological studies, which resulted in an important opening for paleopedology and consequently for the accomplishment of the present work. Although some publications make mention of the existence of paleosols in the Pedra de Fogo Formation, until the present moment they did not have studies directed specifically for them, what brings to some extent the pioneering of this research. In this way, the main objective of this work is to interpret the permian pedogenesis in deposits of the Pedra de Fogo Formation in the Parnaíba Basin, characterizing the paleosols and presenting paleoenvironmental implications in areas belonging to the municipalities of Nazária (PI) and Timon (MA). For the development of the research, it was necessary to perform the following steps: Bibliographical research; Fieldwork; Macro and micromorphological analysis of paleosols; Chemical analysis by RXF; and XRD. Through the macromorphological and micromorfoloic characteristics detailed in the Timon I points, Timon II and Nazaria, the paleosols studied are paleogleis, showing horizons Ag, Cg, and Cgr, bioturbations, rhizoconcretions, mottles, white horizontal volumes indicating iron reduction, reduction halos and matrix with reducing (grayish) color characteristics. In all profiles of paleosols (PPs) Cg horizons were evidenced, associated to gleated colors. No PPs containing B horizons were found in any of the points studied. The Timon 1 and 2 points show PPs with larger fractions, with better differentiation of horizons and profiles with greater depths in relation to the Nazaria point. The presence of muscovite at Timon points may represent that the environment had a slightly better drainage condition than that of the Nazaria profile. The PPs of the Nazaria point are composed of finer material and appear to be less developed. It was found in Nazaria the presence of clay vermiculite, which is associated with environment with drainage impediment. They present significant concentrations of alkalis, possibly due to the mineralogical constitution of the material of origin and the topography that favored the impediment of drainage of the water and consequently the low alteration of the minerals. The presence of Fe diffusion cutaways in the root pores attest to the hydromorphy of these paleosols. The paleofauna and paleoflora identified in the Pedra de Fogo Formation in the NE part of the Parnaíba Basin suggest a freshwater marshy environment with seasonal rainfall, corroborating the information collected in the PPs of the present workMestradoAnálise Ambiental e Dinâmica TerritorialMestra em Geografi