Emissões da Província Magmática Paraná-Etendeka: avaliando os gases silícicos e termogênicos

Autor(es)

Melina Cristina Borges Esteves

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Geociências (IG/BT)
• Data de defesa: 2024-08-09

Membros da banca

Adriana Alves; Letícia Freitas Guimarães; André Luiz Silva Pestilho; Eleonora Maria Gouvêa Vasconcellos

• Orientador: Adriana Alves

Resumo

O Brasil abriga um dos mais expressivos derrames basálticos continentais (CFB) do mundo, a Província Magmática Paraná-Etendeka (PMP), associada à fragmentação do Supercontinente Gondwana e à abertura do Oceano Atlântico. A coincidência temporal entre a colocaçãodos CFBs e as mudanças ambientais globais enfatiza o papel que as emissões vulcânicas podem exercer na composição atmosférica, conduzindo a perturbações climáticas e ecossistémicas significativas. Embora o papel da atividade vulcânica seja incontroverso, os dados limitados sobre os voláteis magmáticos da PMP, especialmente o magmatismo silícico, tornaram difícil avaliar os potenciais impactos ambientais associados. Além disso, a gravidade da perturbação ambiental durante esses eventos também pode estar diretamente ligada à composição dos gases gerados nas suas respectivas bacias vulcânicas. Este trabalho preenche essas duas lacunas primeiro estimando os voláteis originais das rochas silícicas com alto teor de Ti usando inclusões de fundido (MIs) aprisionadas em macrocristais de plagioclásio e as assinaturas de halogênio de cristais de apatita e também investigando a desgaseificação térmica de amostras sedimentares das bacias do Amazonas (CAMP) e Paraná (PMP). As MIs analisadas apresentam cristais pré-aprisionados, cristais filhos e bolhas contendo fluido, e são caracterizadas por composições ricas em sílica (69 a 74% wt% SiO2, em base seca), com baixo Cl e S (363 e 314 ppm, respectivamente). Os cristais de apatita são fluorapatita, com flúor consistentemente alto (F>3,5% wt%), mas baixo teor de cloro (Cl<2.000 ppm). Usando equações termodinamicamente restritas, estimamos as reações de troca que controlam a partição volátil e aproximamos o conteúdo de halogênio do fundido em equilíbrio (F ~ 2.800, Cl ~ 1.400 ppm e H2O ~ 0,5% wt%). Modelos usando os dados acima mencionados reproduzem as tendências de composição da apatita, permitindo estimar a profundidade de armazenamento do magma (~ 2 kbar com base na partição de Cl fluido/fundido e em Cl/H2O do fundido de equilíbrio). A natureza despolimerizante do F combinada com altos índices reológicos Agpaíticos calculados a partir de dados de rocha total implicam um estilo eruptivo efusivo, com uma desgaseificação passiva de F de no máximo 6,5 Gt, pelo menos 2,1 Gt de Cl e ~0,5 Gt de S. Experimentos revelam alterações geoquímicas e mineralógicas significativas, com inclusões fluidas sintéticas indicando a liberação de voláteis como CO2, CH4, N2, H2S e H2O principalmente por meio de descarbonatação, desidratação e craqueamento de matéria orgânica. A análise isotópica mostra uma mudança nos valores de 13C, destacando o impacto dos processos térmicos no fracionamento isotópico. Reações metamórficas e fluidos associados são tratados para estimar a desgaseificação em escala de bacia. Mesmo sob uma eficácia conservadora de desgaseificação, os resultados experimentais indicam a geração de 3.200 Gt C na Província Paraná-Etendeka e 14.200 Gt C na CAMP. Ressaltamos que fatores além da abundância de matéria orgânica, como qualidade, especiação de gases e potencial de produção, teriam controlado o volume de gases termogênicos associados à colocação das Províncias estudadas. Os efeitos do halogênio relacionado ao magmatismo são provavelmente locais devido à rápida remoção através das chuvas. Além disso, a ausência de vents na PMP sugere que o metano gerado durante o metamorfismo pode ter sido armazenado em vez de liberado na atmosfera, ambos os fatores provavelmente contribuem para a inobservância de um evento paleoambiental global significativo ligado à Província Paraná-Etendeka. (AU)

• Processo FAPESP: 18/19713-0 - Impactos ambientais oriundos da interação magma-sedimento na Província Magmática Paraná-Etendeka
• Beneficiário: Melina Cristina Borges Esteves
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado