Investigação de sinais de luminescência de quartzo e sua aplicação para análise de proveniência e ampliação do intervalo temporal de datação de sedimentos fluviais brasileiros

Autor(es)

Pontien Niyonzima

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Geociências (IG/BT)
• Data de defesa: 2022-04-19

Membros da banca

Andre Oliveira Sawakuchi; Carlos Conforti Ferreira Guedes; Daniel Rodrigues do Nascimento Junior; Priscila Emerich Souza; Sonia Hatsue Tatumi

• Orientador: Andre Oliveira Sawakuchi

Resumo

Este trabalho investigou a viabilidade da aplicação de radiofluorescência (RF) do quartzo como indicador (proxy) de proveniência, realizou experimentos para avaliar se a luminescência do quartzo estimulada por luz violeta (VSL, em inglês) é capaz de estender o intervalo temporal da datação de sedimentos fluviais no Brasil e realizou datações por luminescência opticamente estimulada (OSL, em inglês) para estabelecer idades de formação de depósitos ferruginosos (ironstones) do rio Xingu na Amazônia Oriental. Assim, esta tese de doutoramento buscou desenvolver aplicações das características de luminescência do quartzo no estudo de depósitos fluviais quaternários. Isto foi motivado pela ampla ocorrência de depósitos fluviais no Brasil, terra dos grandes rios, os quais geraram importante registro continental de mudanças de paisagem e do clima durante o Quaternário. Inicialmente, o trabalho examinou as emissões de RF em quartzo de rochas fonte (ígneas plutônicas e vulcânicas) e sedimentos de diferentes proveniências. Após a deconvolução dos espectros de RF em suas bandas de emissão, as intensidades das bandas de emissão foram comparadas com as sensibilidades OSL (primeiro 1s) e termoluminescência (TL, pico a 110°C) para investigar se a intensidade da banda de emissão de RF pode ser usada como indicador de proveniência sedimentar. Foi demonstrado que a intensidade de RF ultravioleta (UV) se correlaciona com as sensibilidades OSL e TL do quartzo de sedimentos. Essa correlação apoiou a sugestão de que tanto o pico TL de 110°C quanto o OSL de quartzo usam os mesmos centros de recombinação em vez da mesma armadilha de elétrons e que a sensibilização natural dos sinais OSL e TL pode ocorrer devido às mudanças na probabilidade de recombinação em vez de mudanças na probabilidade de captura de cargas. Conclui-se que a intensidade de UV-RF medida com fonte de raios X também pode ser utilizada para análise de proveniência de sedimentos da mesma forma que as sensibilidades OSL e TL. Características dos sinais VSL de quartzo dos principais sistemas fluviais do Oeste do Brasil (Pantanal), Sudeste do Brasil (bacia do Rio Paraná) e Amazônia Central e Oriental foram investigadas para avaliar se o sinal VSL é adequado para estender o intervalo de tempo da datação por luminescência de sedimentos fluviais brasileiros . Os protocolos de dose regenerativa de alíquota única (SAR, em inglês), dose regenerativa de alíquotas múltiplas (MAR, em inglês) e dose aditiva de alíquotas múltiplas (MAAD, em inglês) foram usados para estimar a dose máxima que pode ser medida por sinais VSL do quartzo presente em sedimentos quaternários brasileiros. Conclui-se que o sinal VSL do quartzo pode aumentar significativamente o limite de datação até o Pleistoceno Inicial (~800 ka a 1,6 Ma para 2D0 obtida por MAAD), mesmo com doses características relativamente mais baixas (D0) observadas nas curvas de dose-resposta das amostras estudadas, se comparadas com outros estudos da literatura. Apesar da VSL ampliar o intervalo de tempo da datação por luminescência dos sedimentos fluviais brasileiros, em relação à datação OSL convencional, o comportamento do sinal VSL parece ser dependente da origem amostra. Isto é sustentado pela ausência de sinal VSL natural em amostras de quartzo derivadas dos depósitos fluviais amazônicos estudados. Na estimativa das idades de formação dos ironstones do rio Xingu, idades entre ~60 ka e 3 ka foram obtidas por meio do protocolo de datação SAR OSL em alíquotas de quartzo. Isso indica que as rochas ferruginosas do rio Xingu resultam de sistema geoquímico superficial do Pleistoceno Tardio e Holoceno, capaz de precipitar goethita e aprisionar sedimentos detríticos em transporte no canal do rio Xingu. As altas taxas de dose (2,7-12,3 Gy ka-1) desses depósitos fluviais limitam a datação OSL para os últimos ~60 ka, assumindo doses máximas de ~200 Gy estimadas a partir da dose característica (D0) das curvas de dose resposta. As investigações realizadas contribuem para entender a sensibilização natural de sinais OSL e TL, processo ainda pouco compreendido, e ampliam as aplicaçoes dos sinais de luminescência (RF, OSL e VSL) do quartzo para análise de proveniência e geocronlogia de depósitos fluviais no Brasil. (AU)

• Processo FAPESP: 19/04059-6 - Caracterização e aplicação de sinais de luminescência do quartzo estimulado por luz violeta para datação de sedimentos fluviais na Amazônia
• Beneficiário: Pontien Niyonzima
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado