Registro paleomagnético e a mineralogia magnética de sucessões sedimentares neoproterozóicas de Gondwana Ocidental

Autor(es)

Thales Pescarini

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto Astronômico e Geofísico (IAG/SBD)
• Data de defesa: 2025-06-24

Membros da banca

Ricardo Ivan Ferreira da Trindade; Andrew John Biggin; Daniele Cornellio de Paiva Caldeira Brandt; Matthew Michael Domeier; Augusto Ernesto Rapalini

• Orientador: Ricardo Ivan Ferreira da Trindade

Resumo

Esta tese investiga o registro paleomagnético e a mineralogia magnética de sucessões sedimentares neoproterozoicas ao longo do Gondwanaland Ocidental, com o objetivo de restringir o tempo, os mecanismos e o contexto geodinâmico da remagnetização em larga escala que afetou o paleomegacontinente. Integrando conjuntos de dados paleomagnéticos, de magnetismo de rochas e mineralógicos de três unidades estratigráficas-chave -- a Formação Maieberg (Craton do Congo), o Grupo Nama (Craton do Kalahari) e o Grupo Corumbá (Craton Amazônico) -- este trabalho oferece uma avaliação multicratônica das magnetizações secundárias atribuídas aos estágios finais da amalgamação do Gondwanaland Ocidental. Na Formação Maieberg (635 Ma), uma sequência de carbonatos de capa sobre diamictitos glaciais da glaciação Marinoana no norte da Namíbia, foram isolados duas componentes de remanência distintas: C1, interpretado como uma magnetização deposicional ou pós- deposicional, e C2, uma remanência termoquímica associada à magnetita autigênica fina. Estimativas de paleolatitude derivadas de C1 indicam deposição em torno de ~33°S, fornecendo a primeira restrição quantitativa à posição em baixas latitudes do Craton do Congo após o evento Snowball Earth. Os dados obtidos mostram uma clara distinção entre os estados de domínio, espectros de coercividade e aspectos mineralógicos entre as amostras portadoras de C1 e C2, sugerindo que C2 representa uma remagnetização, provavelmente associada à precipitação de magnetita mediada por diagênese de argilas e posteriormente afetada por relaxação térmica. Em seguida, investigamos o Grupo Nama, uma sucessão siliciclástica-carbonática do Ediacarano terminal localizada no foreland dos Cinturões Damara-Gariep. Amostras de testemunhos de sondagem foram submetidas a análises magnéticas detalhadas. Uma componente de remagnetização de polaridade reversa, pervasiva (C2), foi isolada, portada por magnetita de domínio simples (SD) e pirrotita monoclínica, com temperaturas de desbloqueio variando entre 320-450 °C. Os espectros mineralógicos e de coercividade indicam uma mistura de grãos SD não interativos e partículas superparamagnéticas. Nossos resultados contradizem uma origem por remagnetização química e, em vez disso, sustentam um mecanismo de aquisição por remanência termoviscosa, sob condições prolongadas de aquecimento de baixo grau. A remagnetização (490-470 Ma) é interpretada como regional e pós-orogênica, imposta durante os estágios finais da orogenia Damara. O foco seguinte recai sobre o Grupo Corumbá (Craton Amazônico), uma sequência carbonática-siliciclástica neoproterozoica exposta na Faixa Paraguai Sul. Experimentos magnéticos revelam uma remanência carregada por pirrotita e magnetita de domínio simples, com uma fração significativa de partículas superparamagnéticas. As observações gerais são consistentes com assembleias diagenéticas submetidas a relaxamento térmico. Os resultados paleomagnéticos mostram uma rotação vertical no sentido anti-horário entre 40° e 90° em relação às direções cratônicas esperadas, fornecendo evidência crítica para deformações tardias, síncronas ou posteriores à remagnetização. A distribuição das temperaturas de bloqueio e as direções paleomagnéticas sugerem uma remanência termoviscosa adquirida durante o aquecimento regional por soterramento e subsequentemente bloqueada durante o soerguimento tectônico entre ~500-480 Ma. Essas restrições redefinem o tempo da deformação no Cinturão Paraguai Meridional e sustentam um mecanismo de remagnetização pós-orogênica, comum a outras margens cratônicas do Gondwanaland Ocidental. Por fim, para testar mais profundamente a viabilidade física de um mecanismo de remagnetização termoviscosa, desenvolvemos um modelo termotectônico baseado especificamente em dados do Grupo Nama. A espectroscopia Raman da matéria orgânica foi realizada em amostras de folhelho, cujos parâmetros espectrais e estimativas de temperatura calibradas indicam picos de temperatura entre 300 e 350 °C, compatíveis com condições epizonais de fácies xisto-verde inferior. Esses resultados foram integrados a modelos de termocronometria magnética baseados na teoria de relaxação de Néel. As distribuições de temperaturas de bloqueio resultantes e os tempos de relaxamento geológico demonstram que a magnetização adquirida durante o aquecimento orogênico poderia ter sido progressivamente bloqueada durante o resfriamento pós-tectônico a taxas de aproximadamente 1 °C/Ma. A convergência entre as evidências magnéticas, térmicas e geocronológicas sustenta um modelo termotectônico unificado, no qual a remagnetização generalizada do Gondwanaland Ocidental ocorreu durante a fase de estabilização tectônica por rebote isostático subsequente às orogenias Pan-Africana e Brasiliana. Em conjunto, esta tese estabelece uma estrutura interpretativa unificada e multicratônica para compreender a remagnetização do Gondwanaland Ocidental como um fenômeno termotectônico. Através da caracterização detalhada dos portadores de remanência e da demonstração da viabilidade física da remagnetização térmica de longa duração sob cenários geologicamente realistas de aquecimento e resfriamento, este trabalho fornece uma nova base física para interpretar as enigmáticas e disseminadas magnetizações secundárias observadas nas bacias sedimentares deste megacontinente. (AU)

• Processo FAPESP: 20/03347-5 - Magneto- e cicloestratigrafia do grupo NamA, Namíbia: implicações tectônicas e geocronológicas para o cráton do Kalahari na transição Edicarano - Cambriano
• Beneficiário: Thales Pescarini
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto