Sensibilidade à luminescência do quartzo como traçador de proveniência: perspectivas a partir das bacias orogênicas dos Andes do Norte

Autor(es)

Carlos Andres Ortiz Barrios

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Geociências (IG/BT)
• Data de defesa: 2024-06-03

Membros da banca

Mauricio Parra; Sebastian Zapata Henao; Priscila Emerich Souza

• Orientador: Mauricio Parra

Resumo

Nos últimos anos, a luminescência do quartzo surgiu como uma ferramenta potencial para a análise da proveniência, particularmente através da aplicação da sensibilidade da luminescência opticamente estimulada (OSL). Embora a sensibilidade OSL em cristais de quartzo de rochas ígneas e metamórficas seja tipicamente baixa, descobertas anteriores indicam que a sensibilidade OSL pode variar dentro de cinco ordens de magnitude em sedimentos quaternários. Estas observações implicam que a sensibilização do quartzo, em ambientes naturais, ocorre numa determinada fase entre as áreas fonte dos sedimentos e os locais de deposição. Experimentos laboratoriais já demonstraram que a sensibilização da componente rápida OSL do quartzo pode ser provocada por ciclos de irradiação-esvazeamento ou por aquecimento a temperaturas superiores a 300 °C. Estes mecanismos de sensibilização podem ser provocados por processos superficiais que expõem os grãos de quartzo à radiação ionizante e à luz solar ou a temperaturas elevadas, incluindo o retrabalhamento de sedimentos, a mistura de solos e os incêndios florestais. Assim, quanto maior for o tempo de permanência dos sedimentos na superfície terrestre, maior será a probabilidade desses grãos sofrerem sensibilização através de processos superficiais. Desta forma, a permanência prolongada dos sedimentos à superfície aumenta as oportunidades de os grãos de quartzo sofrerem irradiação natural, esvazeamento por exposição à luz solar e aquecimento, aumentando a probabilidade de sensibilização. Esta hipótese estabelece uma ligação entre a sensibilidade OSL do quartzo e os processos superficiais que ocorrem principalmente nas áreas fonte, permitindo, em última análise, o rastreio da proveniência de sedimentos erodidos de determinadas áreas fonte caracterizadas por uma combinação específica de rochas fonte e processos superficiais A sensibilidade OSL tem sido efetivamente utilizada para a análise da proveniência em depósitos modernos, mas a sua aplicação em sequências antigas de de bacias tem sido limitada. Esta dissertação visa colmatar esta lacuna, investigando a sensibilidade OSL de grãos de areia de quartzo puro extraídos de arenitos de uma secção crustal exumada com cerca de 10 km de espessura dos Andes do Norte, na Cordilheira Oriental da Colômbia, bem como de uma das suas bacias adjacentes. A secção estudada abrange rochas de todo o éon Fanerozoico, as quais têm uma história de proveniência sedimentar bem estabelecida, determinada através de vários métodos, incluindo termocronologia de baixa temperatura, geocronologia detrítica, e petrografia de arenito. Este conjunto de informações fornece uma base sólida para estabelecer uma prova de conceito para a aplicabilidade da sensibilidade OSL do quartzo como um traçador de proveniência sedimentar. Para tal, neste trabalho a sensibilidade OSL medida em arenitos da Cordilheira Oriental Colombiana é comparada com proxies como a geocronologia U-Pb de zircão detrítico e a petrografia de arenitos. Aqui, foram testados dois cenários diferentes dentro da mesma bacia nos Andes do Norte. Em primeiro lugar, demonstrou-se que as mudanças na sensibilidade OSL do quartzo estão correlacionadas com mudanças nas áreas fonte dos sedimentos, caracterizadas por condições contrastantes relacionadas com o tempo de residência que os grãos de quartzo passam na superfície da Terra. O quartzo de baixa sensibilidade está associado a áreas fontes orogénica com rápida exumação e denudação, enquanto o quartzo com maior sensibilidade está correlacionado com áreas fontes cratónicas estáveis. Por fim, o quartzo de maior sensibilidade está associado à reciclagem de rochas sedimentares que apresentam uma sensibilidade OSL do quartzo mais elevada. Estas observações permitem a construção de um quadro hipotético que serve de base à utilização da sensibilidade da luminescência do quartzo como traçador de proveniência, não só em sedimentos quaternários e modernos, mas também em sequências antigas de bacias. (AU)

• Processo FAPESP: 22/16709-8 - Traçando o soerguimento dos Andes do norte usando a sensibilidade de luminescência do quartzo
• Beneficiário: Carlos Andrés Ortiz Barrios
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado