Metodo Rb-Sr em rochas sedimentares: aplicação para as Bacias do Paraná e do Amazonas

Estudo radiométrico em sedimentos com posição estratigráfica conhecida, das Bacias do Paraná e do Amazonas, permite estabelecer critérios de seleção de amostras e procedimentos experimentais adequados para a obtenção de idades significativas. Foram efetuadas 120 determinações Rb-Sr e 44 K-Ar. As idades K-Ar foram empregadas essencialmente para auxiliar a interpretação dos dados Rb-Sr. As interpretações Rb-Sr foram efetuadas mediante gráficos com linhas isócronas. Na avaliação estatística dos dados, o método usual dos mínimos quadrados, revelou-se deficiente na estimação dos parâmetros, em alguns exemplos testados. Na presente investigação, a melhor isócrona em cada caso foi definida levando-se em conta uma ponderação adequada para os pontos e uma correlação entre os erros específica e conveniente. A formação Ponta Grossa foi estudada em 8 amostras provenientes de testemunhos de 5 sondagens da Petrobrás S. A. na Bacia do Paraná. Os resultados obtidos em pelo menos 2 deles são concordantes com a idade estratigráfica. Nos outros 2 poços, apesar dos poucos dados, as isócronas mostram uma possível concordância, indicando que a diagênese teria ocorrido logo após a sedimentação marinha. A formação Rio Bonito, estudada em 8 amostras do poço TV-4-SC, apresentou 3 isócronas aproximadamente paralelas, com idades mais ou menos semelhantes e concordantes com a idade estratigráfica. Tal comportamento indicaria uma homogeneização isotópica mesmo entre as frações grosseiras. Dentre as amostras estudadas na Bacia do Paraná, os sedimentos da Formação Itararé foram os únicos que não puderam ser interpretados adequadamente. Isto evidenciou que as isócronas Rb-Sr devem ser restritas a rochas de apenas um determinado tipo litológico, quando examinamos Formações como a Itataré, de ambientes variados (fluvial, lacustre, glacial, marinho). A formação Trombetas foi estudada em 7 amostras de 2 poços localizados no Médio Amazonas. Ambas as isócronas obtidas, indicando idade ordoviciana-siluriana permitem supor que houve apenas uma homogeneização isotópica parcial após a deposição. Os dados podem ser considerados concordantes se forem levados em conta os erros experimentais das isócronas. As Formações Maecuru e Ereré foram estudadas em 6 amostras do poço MS-4-AM. A litologia desfavorável das 4 amostras da Formação Ereré (Membro Ariramba), levaram o autor a definir uma "isócrona mínima", cuja idade revelou-se próxima da admitida estratigraficamente. A Formação Maecuru (Membro Jatapu), estudada em 2 arenitos arcozianos, apesar do material não ser considerado satisfatório para datações, evidenciaram uma isócrona de referência cuja idade é compatível com a situação estratigráfica. A Formação Curuá foi analisada em 3 amostras do poço NA-1-PA. Tanto as rochas totais como as frações situaram-se sobre uma isócrona de referência cuja idade calculada apresentou concordância, com a idade estratigráfica, dentro do erro experimental. A boa correlação linear verificada leva a admitir uma diagênese precoce, acompanhada de equilíbrio entre os isótopos de Sr. A Formação Itaituba foi investigada em 7 amostras de 2 poços, situados um de cada lado do Alto de Purus. Os folhetos evidenciaram grande dispersão dos pontos sobre o diagrama Rb87/Sr86 x Sr87/Sr86, devida a teores variáveis de minerais detríticos difíceis de serem identificados petrograficamente. Novamente foi traçada uma "isócrona mínima" da qual participaram materiais calcíferos. As idades identicas, bem como a concordância com a idade estratigráfica da formação, parecem demonstrar a validade da técnica empregada. Os dados do presente trabalho indicam que rochas sedimentares podem ser datadas pelo método Rb-Sr, desde que sejam obedecidos alguns critérios importantes de seleção do material. Além disso devem ser empregadas técnicas apropriadas, tais como separação ) granulométrica de frações menores que 2 ou 4 μ, ou lixiaviação com HCl. As isócronas a serem traçadas, as quais indicariam a época da diagênese, devem incluir material de litologia semelhante, de um só ambiente de formação. As análises K-Ar podem servir como dados auxiliares, principalmente para avaliar a quantidade de material detrítico existente no sistema.

Rb-Sr systematics of volcanic rocks and alteration minerals of ODP Hole 104-642E

Subaerially erupted tholeiites at Hole 642E were never exposed to the high-temperature seawater circulation and alteration conditions that are found at subaqueous ridges. Alteration of Site 642 rocks is therefore the product of the interaction of rocks and fluids at low temperatures. The alteration mineralogy can thus be used to provide information on the geochemical effects of low temperature circulation of seawater. Rubidium-strontium systematics of leached and unleached tholeiites and underlying, continentally-derived dacites reflect interactions with seawater in fractures and vesicular flow tops. The secondary mineral assemblage in the tholeiites consists mainly of smectite, accompanied in a few flows by the assemblage celadonite + calcite (+/- native Cu). Textural relationships suggest that smectites formed early and that celadonite + calcite, which are at least in part cogenetic, formed later than and partially at the expense of smectite. Smectite precipitation occurred under variable, but generally low, water/rock conditions. The smectites contain much lower concentrations of alkali elements than has been reported in seafloor basalts, and sequentially leached fractions of smectite contain Sr that has not achieved isotopic equilibrium. 87Sr/86Sr results of the leaching experiments suggest that Sr was mostly derived from seawater during early periods of smectite precipitation. The basalt-like 87Sr/86Sr of the most readily exchangeable fraction seems to suggest a late period of exposure to very low water /rock. Smectite formation may have primarily occurred in the interval between the nearly 58-Ma age given by the lower series dacites and the 54.5 +/- 0.2 Ma model age given by a celadonite from the top of the tholeiitic section. The 54.5 +/- 0.2 Ma Rb-Sr model age may be recording the timing of foundering of the Voring Plateau. Celadonites precipitated in flows below the top of the tholeiitic section define a Rb-Sr isochron with a slope corresponding to an age of 24.3 +/- 0.4 Ma. This isochron may be reflecting mixing effects due to long-term chemical interaction between seawater and basalts, in which case the age provides only a minimum for the timing of late alteration. Alternatively, inferrential arguments can be made that the 24.3 +/- 0.4 isochron age reflects the timing of the late Oligocene-early Miocene erosional event that affected the Norwegian-Greenland Sea. Correlation of 87Sr/86Sr and 1/Sr in calcites results in a two-component mixing model for late alteration products. One end-member of the mixing trend is Eocene or younger seawater. Strontium from the nonradiogenic endmember can not, however, have been derived directly from the basalts. Rather, the data suggest that Sr in the calcites is a mixture of Sr derived from seawater and from pre-existing smectites. For Site 642, the reaction involved can be generalized as smectite + seawater ++ celadonite + calcite. The geochemical effects of this reaction include net gains of K and CO2 by the secondary mineral assemblage. The gross similarity of the reactions involved in late, low-temperature alteration at Site 642 to those observed in other sea floor basalts suggests that the transfer of K and C02 to the crust during low-temperature seawater-ocean crust interactions may be significant in calculations of global fluxes.