Estudo Faciológico, Geoquímico e Avaliação do Estado Redox das Fácies Ricas em Matéria Orgânica da Formação de Água de Madeiros (Bacia Lusitânica)

Abstract

O Jurássico Inferior da Bacia Lusitânica é caracterizado por uma sucessão margo-calcária, com intervalos especialmente ricos em matéria orgânica. Um desses intervalos está registado no Sinemuriano superior – base do Pliensbaquiano, correspondendo à Formação de Água de Madeiros. Com base na seleção de 49 níveis (54 amostras) com conteúdo orgânico relevante do perfil composto desta unidade aflorante na região de S. Pedro de Moel, é apresentado neste trabalho uma análise das fácies ricas em matéria orgânica, suportada num estudo macroscópico detalhado, em geoquímica de elementos maiores e traço (analisados por fluorescência de raios x), na análise das pirites framboidais e em dados de geoquímica orgânica já existentes (essencialmente carbono orgânico total: COT). Foram definidas quatro fácies ricas em matéria orgânica principais, que se distinguem essencialmente pelas suas características macroscópicas (principalmente laminação e fissilidade) e também pelos conteúdos de COT, CaCO3, SiO2 e Al2O3. Recorrendo à geoquímica de elementos maiores, os níveis ricos em matéria orgânica foram classificados tendo por base a conjugação das classificações de Petijohn (1949), Leighton & Pendexter (1962) e Herron (1988). A forte correlação positiva existente entre SiO2 e Al2O3 é demonstrativo duma fase siliciclástica dominada essencialmente por minerais argilosos. Os rácios K/Al, Si/Al, K/Ti e Ti/Al permitiram aferir uma relativa estabilidade do aporte terrígeno ao longo da sucessão, corroborados pelo diagrama SiO2-5Al2O3-2CaO que mostra uma fase siliciclástica com composição estável ao longo da sucessão em estudo. Discutiu-se ainda a importância da diagénese diferencial no controlo da formação de níveis margosos/calcários e no controlo exercido nesta pela matéria orgânica. O estudo das pirites framboidais em 21 horizontes revelou populações de framboides maioritariamente entre os 4 e os 10μm, evidenciado a presença de condições redutoras significativas. Estas evidências são confirmadas pelos enriquecimentos moderados em Cu, Cr, U, V, e Zn na sucessão estratigráfica estudada.

The Lower Jurassic in Lusitanian Basin is characterized by marl-limestone alternations, with some organic-rich intervals. One of these intervals is recorded in the Upper Sinemurian–lowermost Pliensbachian, corresponding to the Água de Madeiros Formation. Based on 49 horizons (54 samples) with relevant organic content from the composite section of this unit exposed in S. Pedro de Moel region, is presented in this work an analysis of these organic-rich facies, supported by a detailed macroscopic study, major and trace element geochemistry (analyzed by X-ray fluorescence), analysis of framboidal pyrite, and published organic geochemistry data (essentially total organic carbon: TOC). In this work, we distinguished four main kinds of organic-rich facies, which were diferentiated by their macroscopic characteristics (manly lamination and fissility) and also by their TOC, CaCO3, SiO2, and Al2O3 contents. These organic-rich horizons were classified using major element geochemistry, based on the classifications of Petijohn (1949), Leighton & Pendexter (1962) and Herron (1988). The strong positive correlation between SiO2, K2O, and Al2O3 shows a siliciclastic phase dominated essentially by clay minerals. The ratios K/Al, Si/Al, K/Ti, and Ti/Al allows to infer a relative stability in the terrigenous input along the succession, corroborated by the SiO2-5Al2O3-2CaO diagram, that suggests the occurrence of a siliciclastic phase with a stable composition along the study section. It is also discussed the relevance of differential diagenesis in the control of the formation of marl/limestones levels and the role of organic matter in this process. The study of framboid pyrite size in 21 horizons revealed that the framboidal populations range manly between 4 and 10 μm, indicating the occurrence of reducing conditions during deposition. This is corroborated by the moderate enrichments of Cu, U, V and, Zn in the study section.