Mecanismos geoquímicos de formação de óxidos de FeMn em dentes fósseis de tubarão da Elevação do Rio Grande

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Felipe, Thales Chamarelli
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Dentes Fósseis de tubarão; Diagênese; Diagenesis; Elevação do Rio Grande; FeMn oxides; Fossil Shark Teeth; Hidrotermalismo; Hydrothermalism; Óxidos de FeMn; Rio Grande Rise
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/21/21136/tde-25092024-171838/

Os óxidos de ferro (Fe) e manganês (Mn) de mar profundo são, geralmente, formados pela precipitação química de metais dissolvidos na água. A precipitação abiótica é considerada o principal mecanismo de formação desses minerais, a partir de três tipos de processos: hidrogenético, hidrotermal ou diagenético. O presente estudo teve como objetivo investigar a formação de óxidos de FeMn em dentes fósseis de tubarão. Estas amostras foram coletadas por dragagem científica em áreas de formação de óxidos de FeMn, na Elevação do Rio Grande. Assim, as amostras (RGR1-RGR6) foram caracterizadas, visando identificar os processos genéticos que levaram à formação dos óxidos. A metodologia envolveu o uso de técnicas de microanálise, como microscopia eletrônica de varredura, microtomografia por raios-x, espectroscopia Raman, microssonda eletrônica, fluorescência de raios-x e espectroscopia de absorção de raios-x próxima à borda. Os resultados mostraram a intrusão de dendritos de FeMn nas amostras RGR4, RGR5 e RGR6, tornando-as prioritárias para análises seguintes. Nas amostras RGR4 e RGR5, crostas de FeMn externas aos dentes possuem assinatura hidrogenética, apresentando microestruturas em camadas laminares ou botrioidais. Crostas micrométricas foram observadas em túbulos na dentina, apresentando uma compartimentação entre camadas ricas em Fe, ricas em Mn e precipitados de carbonato e argilominerais. Os óxidos de Fe e de Mn foram identificados, respectivamente, como goethita e litioforita-asbolano. Camadas de goethita revestem as cavidades no interior das amostras, apresentando assinatura hidrotermal (RGR5) ou mista hidrogenético-hidrotermal (RGR4). Estas camadas apresentam texturas globulares, toroidais ou aciculares (< 5 µm). A assinatura hidrotermal pode estar relacionada à contribuição de um sistema hidrotermal de baixa temperatura. Também foi observada uma associação entre argilominerais, com microestruturas ricas em Mn, e camadas ricas em Fe. Diversas destas estruturas ocorrem adjacentes a microperfurações endolíticas, formadas por atividade fúngica, apresentando um padrão ramificante, similar a hifas fossilizadas. As superfícies ricas em Mn possuem formato colunar e botrioidal, textura globular (~5 µm) e acicular, por vezes, compondo micronódulos de 10-100 µm, com assinatura diagenética. Estes minerais ocorrem sempre sobrepostos a camadas de óxidos de Fe, marcando um evento de precipitação secundária. Dados de especiação do Mn, mostram haver regiões com predominância de Mn(II, III), com uma transição de Mn3O4 para MnO2, do núcleo para as camadas externas. Os valores baixos do estado de oxidação do Mn, assim como acamamentos particionados entre óxidos Fe e Mn, podem indicar um evento de soterramento das amostras RGR4, RGR5 e RGR6. Portanto, a precipitação sequencial do Fe (III) e Mn (II, III, IV) estaria ligada a variação das condições redox, após o soterramento. Enquanto as concreções ricas em Fe foram formadas próximo a interface sedimento-água de fundo, parte dos óxidos ricos em Mn precipitaram próximos da camada redox manganosa, com caráter mais redutor e baixa disponibilidade de O2. Essa hipótese explicaria sua formação em um contexto diagenético. Assim, através dos resultados descritos, foi possível determinar os mecanismos de formação dos óxidos polimetálicos observados e estabelecer uma conexão com as condições redox do microambiente de formação.