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https://hdl.handle.net/10316/97231
Title: | Organic facies variability during the Toarcian Oceanic Anoxic Event recorded in southern France: Grands Causses, Quercy and Pyrenean basins | Authors: | Fonseca, Carolina Maria Flores Marcelo da | Orientador: | Duarte, Luís Vítor da Fonseca Pinto Mendonça Filho, João Graciano Lézin, Carine |
Keywords: | Organic matter; palynofacies; hydrozoans; thermal maturity; Toarcian oceanic anoxic event; Grands Causses Basin; Quercy Basin; Pyrenean Basin; Matéria orgânica; palinofácies; hidrozoários; maturação térmica; Bacia dos Pirinéus; Evento Oceânico Anóxico do Toarciano; Bacia de Grands Causses; Bacia de Quercy | Issue Date: | Jun-2016 | Place of publication or event: | Coimbra | Abstract: | The Early Toarcian is marked worldwide by major environmental perturbations that
resulted in organic-rich black shale deposition and carbon cycle disturbances, the so-called
Toarcian Oceanic Anoxic Event (T-OAE). This organic-rich sedimentation is particularly
recorded in southern France, namely in the Grands Causses (GCB), Quercy (QB) and
Pyrenean (PB) basins. The main objectives of this study are the characterization of the
organic matter (OM) of the upper Pliensbachian – early Toarcian sedimentary successions
of these basins, definition of the organic facies and depositional paleoenvironments and to
assess the OM thermal maturation.With these premises, a set of 38 samples was analyzed
from the Suèges (GCB), Caylus (QB) and Pont de Suert (PB) sections using organic
petrology techniques, including palynofacies, and geochemistry (Total Organic Carbon -
TOC, sulfur and CaCO3 content).
In the GCB, sedimentation occurred, during the late Pliensbachian, in a well
oxygenated water body (TOC 0.6 wt.%) proximal to the terrestrial source area with marine
influence. In the lattermost Pliensbachian is observed a shallowing of the water column
with a decrease of marine influence and higher separation from the terrestrial source area
under an arid climate. From the Tenuicostatum to the earliest Serpentinum zones is
implemented a restricted and stagnated environment (TOC 5.7 wt.%, dominated by
amorphous OM >97%) with partial closure of the basin. From the middle to late
Serpentinum Zone occurs the reestablishment of the oxygen levels (TOC 2.8 wt.%) and of
the paleoceanographic circulation patterns, with an increase of water level.
In the QB, late Pliensbachian to the earliest Toarcian (Paltus Subzone) is
characterized by low TOC (0.2 wt.%) with sedimentation occurring in a shallow oxygenated
proximal water body (high percentage of amorphous zoomorphs - hydrozoans) separated
from the terrestrial source area under an arid climate, with emersion episodes. From the
Semicelatum Subzone to Serpentinum Zone is observed a development of dysoxic to
anoxic conditions (TOC 4.2 wt.%) associated with water column stratification and a more
effective non-carbonate sedimentation with the increase of water level. The lattermost
Serpentinum Zone is observed a shallowing of the water body with the development of a
more oxidizing environment, although still with water column stratification in terms of
oxygen levels to some extent.
In the PB, from the late Pliensbachian to the base of Semicelatum Subzone, from the
Elegantum to the base of the Falciferum subzones and from the top of the Falciferum to the
base of the Sublevisoni subzones, sedimentation occurs in a well oxygenated proximal water
body with marine influence. From the Semicelatum to the base of the Elegantum subzones
and in the Falciferum Subzone, occurs a shallowing of the water column leading to a more
restricted and stagnated environment under a more arid climate.
Concerning the thermal maturity assessment study it supports a very similar thermal
evolution for the GCB and QB indicating that OM is in the immature to early mature
stages. The PB presents entirely different thermal history with OM in late mature to post
mature stages.
The studied sections present slight differences in their paleoenvironmental
depositional contexts further demonstrating that, although the T-OAE has a global
character, in these basins it is controlled by local mechanisms. Furthermore, it is presented
first occurrence of components from the Phylum Cnidaria, Class Hydrozoa, Order
Hydroida, in organopalynological preparations, in sediments from the Lower Jurassic. O Toarciano inferior é marcado por grandes alterações ambientais a nível global que resultaram na deposição de black shales ricos em matéria orgânica (MO) e em perturbações do ciclo do carbono, o designado Evento Oceânico Anóxico do Toarciano (EOA-T). Esta sedimentação rica em MO está particularmente bem registada no sul de França, nomeadamente nas bacias de Grands Causses (BGC), Quercy (BQ) e Pirinéus (BP). Os objetivos principais deste estudo são a caracterização da MO presente nas sucessões sedimentares de idade Pliensbaquiano superior – Toarciano inferior destas três bacias, a definição das fácies orgânicas e dos paleoambientes deposicionais e a determinação da maturação térmica da MO. Neste contexto, foram analisadas 38 amostras pertencentes aos perfis de Suèges (BGC), Caylus (BQ) e Pont de Suert (BP) através de técnicas de petrologia orgânica, incluindo palinofácies, e geoquímica (Carbono Orgânico Total – COT, enxofre e teor em CaCO3). Na BGC, a sedimentação durante o Pliensbachiano superior ocorreu num corpo de água proximal à área fonte, com alguma influência marinha e oxigenação (COT 0,6%). No Pliensbaquiano terminal ocorre uma diminuição da coluna de água e da influência marinha, com uma separação nítida da área fonte terrestre, sob um clima árido. Da Zona Tenuicostatum à base da Zona Serpentinum, dá-se a implementação de um ambiente restrito e estagnado (COT 5,7%, com predomínio de MO amorfa >97%). Na metade superior da Zona Serpentinum observa-se o restabelecimento dos níveis de oxigénio (COT 2,8%) e dos padrões de circulação paleoceanográficos, com um aumento da coluna de água. Na QB, o intervalo entre o Pliensbaquiano superior à base do Toarciano inferior (Subzona Paltus) é caracterizado por baixos teores de COT (0,2%) com a sedimentação a ocorrer num corpo de água raso proximal (alta percentagem de zoomorfos amorfizados – hidrozoários), separado da área fonte terrestre sob um clima árido, com emersão episódica. Da Subzona Semicelatum à Zona Serpentinum observa-se o desenvolvimento de condições disóxicas a anóxicas associadas à estratificação da coluna de água (COT 4,2%) e uma sedimentação não-carbonática mais eficiente, com o aumento do nível da água. No topo da Zona Serpentinum verifica-se uma diminuição da coluna de água aliada a um ambiente mais oxidante. Na PB, do Pliensbachiano superior à base da Subzona Semicelatum, da Subzona Elegantum à base da Subzona Falciferum e do topo da Subzona Falciferum à base da Subzona Sublevisoni, a sedimentação ocorre num corpo de água proximal, bem oxigenado, com alguma influência marinha. Da Subzona Semicelatum à base da Subzona Elegantum e na Subzona Falciferum observa-se a diminuição da coluna de água, com a implementação de um ambiente mais restrito e estagnado, sob um clima árido. O estudo de maturação térmica indica uma evolução térmica similar para a BGC e a BQ onde a MO se encontra imatura a matura. A BP apresenta uma história térmica diferente, com MO matura a supermatura. As sucessões estudadas apresentam pequenas diferenças nos seus contextos paleoambientais demonstrando que, apesar do EOA-T ter um carácter global, nestas bacias os seus mecanismos de controlo são locais. Neste trabalho é ainda apresentada a primeira ocorrência de componentes pertencentes ao Filo Cnidaria, Classe Hydrozoa, Ordem Hydroida, em preparações organopalinológicas, em sedimentos de idade Jurássico Inferior. |
Description: | Dissertação de Mestrado em Geociências, Geologia do Petróleo, apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. | URI: | https://hdl.handle.net/10316/97231 | Rights: | embargoedAccess |
Appears in Collections: | UC - Dissertações de Mestrado FCTUC Ciências da Terra - Teses de Mestrado |
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