Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/10323
Título: Paleo- and rock magnetism of the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) from Portugal: global-scale correlations and implications for the paleogeography of Iberia at 200 Ma
Autor: Fernandes, Susana de Lurdes Alves
Orientador: Font, Eric, 1975-
Palavras-chave: CAMP
Paleomagnetismo
Magnetismo de rocha
Polo magnético
Teses de mestrado - 2013
Data de Defesa: 2013
Resumo: A Província Magmática do Atlântico Central (CAMP) é considerada uma das maiores províncias ígneas do Fanerozóico e é contemporânea da crise biológica que marca a transição Triássico-Jurássico (Tr-J) (~200 Ma). Vestígios desta província são encontrados em quatro continentes com uma área que excede os 100 milhões de km2, o que leva muitos cientistas a acreditar que a crise biológica que marca este período é provocada pela erupção desta província magmática. Neste sentido, as lavas da CAMP têm sido extensivamente estudadas, especialmente nos Estados Unidos e em Marrocos, não só para perceber o seu sincronismo com a crise biológica, mas também para estudos de paleoreconstituição usando métodos paleomagneticos. Em Portugal as evidências da CAMP são representadas por um dique de cerca de 540 Km de extensão, o dique da Messejana, e por afloramentos de lavas continentais distribuídos ao longo das bacias do Algarve e de Santiago do Cacém. A importância do estudo destas lavas recai sobretudo na necessidade de calcular novos polos paleomagneticos para reconstituir a paleogeografia da placa Ibérica à 200 Ma, que ainda hoje é um assunto discutido. O problema principal destas reconstituições paleogeográficas reside na escassez de dados paleomagneticos de qualidade. De facto, o único polo paleomagnetico para a Ibéria à 200 Ma é o polo da Messejana que servirá de referência para o presente estudo. A descoberta da anomalia E23r imediatamente abaixo do limite Triássico-Jurássico na bacia de Newark, Estados Unidos, e posteriormente sugerido nas lavas da CAMP em Marrocos, tem sido também um assunto bastante debatido uma vez que a presença desta anomalia nas lavas da CAMP é usada como marcador temporal. Em Newark, esta anomalia encontra-se abaixo do limite Tr-J e das lavas da CAMP. Em Marrocos, foi sugerida a presença desta anomalia E23r no meio da sequência basáltica levando à conclusão que a CAMP em Marrocos é mais antiga que em Newark e anterior ao limite Tr-J. Porém, os resultados que foram adquiridos no meu projecto de licenciatura demonstraram que a inversão geomagnética encontrada nas lavas em Marrocos era na realidade um artefacto resultante de uma remagnetização química. A eventual presença de anomalias inversas nos basaltos precisa de ser verificada em Portugal. O propósito principal deste trabalho é i) obter um novo polo paleomagnetico para a placa Ibérica aos 200 Ma e ii) verificar a presença da anomalia E23r em Portugal. Devido à forte alteração química que afecta a maioria dos afloramentos da região do Algarve, um estudo preliminar da mineralogia magnética torna-se indispensável. A amostragem de campo consistiu em três excursões de cinco dias cada, financiadas pelo projecto FCT (IMPACTO; ref. PTDC/CTE-GIX/117298/2010). Mais de 300 amostras foram recolhidas desde a extremidade oeste da bacia do Algarve até à fronteira com Espanha. Foram privilegiados sítios de amostragem onde dados geoquímicos foram recentemente publicados. A parte experimental do trabalho foi dividida em duas partes: 1. Magnetismo de rocha e 2. Paleomagnetismo. O magnetismo de rocha permite a identificação do tipo, natureza e tamanho de grãos dos minerais portadores da magnetização natural remanescente da rocha. Para isto, os principais métodos usados foram: Magnetização remanescente isotérmica (IRM) que informa sobre a coercividade dos minerais ferromagnéticos presentes na amostra; Curvas termomagnéticas que identificam os minerais magnéticos presentes a partir da determinação da temperatura de Curie (Néel); Day-Plot e FORC’s usados na identificação do tamanho de grão e coercividade dos principais portadores magnéticos. A secção do Paleomagnetismo, baseou se essencialmente na desmagnetização usando campo alternado para calcular as direcções das componentes magnéticas presentes nas rochas. As componentes magnéticas são calculadas com base no método de análise das componentes principais (ACP) usando a estatística de Fisher que controla a qualidade das componentes calculadas. Posteriormente, o polo paleomagnetico calculado é qualitativamente avaliado usando o factor Q dos critérios de Van Der Voo. Os resultados mostram que apesar da forte oxidação que afecta a maioria das amostras da bacia do Algarve a magnetização remanescente é estável e é essencialmente portada por titanomagnetites. Estes resultados são inferidos pela análise de curvas termomagnéticas que a baixas temperaturas mostram a característica transição de Verwey (~-160ºC) da magnetite e a altas temperaturas apresentam temperaturas de Curie típicas da titanomagnetite (entre 200ºC e 560ºC). A análise das IRM usando o tratamento de Kruiver revela que para a maioria das amostras existe para além da magnetite, um mineral mais coercivo que não é identificado nas curvas termomagnéticas. Este mineral mais coercivo existe em pequena proporção nas amostras e pensa-se ser hematite, mineral comum nos basaltos. Nas curvas termomagnéticas, um outro mineral é identificado aos ~250ºC-350ºC. Este mineral é interpretado como sendo maghemite, a fase oxidada da magnetite. A associação titanomagnetite, maghemite e hematite corresponde à mineralogia clássica de basaltos continentais com algum grau de oxidação. As amostras submetidas à desmagnetização em campo alternado (AF) mostram padrões de desmagnetização bastante estáveis, todas elas com polarização normal (positiva) e em geral com distribuições bem agrupadas por sítio nos estereogramas. Duas componentes foram isoladas: i) uma componente magnética eliminada com campos inferiores a 20 mT e interpretada como sendo uma componente viscosa, adquirida em campo fraco posteriormente à formação da rocha; ii) Uma componente magnética estável em campos elevados (> 40 mT) com uma direcção N-NE e inclinação positiva. Das 280 amostras analisadas, 257 foram usadas para calcular a componente média das amostras, o que representa uma percentagem de sucesso ~92%. Os “outliers” foram eliminados usando o método de Vandamme 1994. A componente magnética média calculada para todas as amostras, corrigidas pelo acamamento (contacto com sedimentos abaixo das camadas de lavas ou as paredes das escoadas) é: Dec=353.4º, Inc=52.8º (a95=1.5º, N=257). Também é possível fazer se uma média da componente média por sítio paleomagnético. E nesse caso, para oito sítios tem-se: Dec=0º, Inc=50.4º (a95=8.3º, N=8). A componente magnética média é posteriormente usada para calcular o polo paleomagnetico e a sua confiabilidade é avaliada estatisticamente pelos parâmetros de Fisher nomeadamente: k, o parâmetro de dispersão das amostras em relação a uma dada população; a95, o intervalo de 95% de confiança na direcção magnética média; R, a direcção do vector resultante. Este parâmetro é relativamente importante devido à sua independência em relação ao número de amostragem, N. A componente média para todas as amostras e a componente média por sítio paleomagnético é: Plat=83.3º,Plong=236.1º, (A95=1.8º, K=25.9) e Plat=84.4º,Plong=177.9º, (A95=9.8º, K=32.9), respectivamente. Quando comparamos os polos obtidos com a curva de deriva polar da Ibéria, construída a partir de uma compilação de vários autores, não existe similaridade com o polo da Messejana ou com polos de idades mais recentes. Porém, se apenas considerarmos os polos geomagnéticos virtuais (VGP) de cada sítio de amostragem, observamos a presença de dois grupos de direcções distintas: um grupo (designado por componente A) com uma direcção média muito próxima do polo da Messejana e um outro grupo (designado por componente B) com uma direcção média muito distinta do polo da Messejana e sem qualquer similaridade com polos de idade mais recente da APWP da Ibéria. Tendo em conta que a direcção da componente B é partilhada por 4 VGP’s que estão todos localizados na parte central da bacia do Algarve, sugerimos que essa direcção da componente B pode ser o resultado de movimentos tectónicos posteriores. Esses resultados fornecem uma base sólida para estudos paleomagneticos futuros nas lavas da CAMP em Portugal. Uma perspectiva futura é estudar novos sítios paleomagneticos de outra bacia, nomeadamente a bacia de Santiago do Cacém, para verificar a origem da componente B e para obter um novo polo paleomagnético com critérios estatísticos satisfatórios.
The Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) is one of the largest igneous provinces of the Phanerozoic and is believed to be coeval with the biological crisis of the Triassic-Jurassic boundary (~200Ma). These lavas have been extensively studied in the United States and Morocco, however little attention has been given to the CAMP lavas from the south of Portugal for which geochemical data have been recently published. Paleomagnetic methods can play a key role in the paleogeographic reconstruction of CAMP lavas at a global scale, and also be useful for geochronological purposes. Here I present a detailed rock- and paleo-magnetic study of the Portuguese CAMP lavas from the Algarve basin’s outcrops. It is showed that, despite severe superficial alteration, rocks preserved their primary magnetic mineralogy represented by an assemblage of fine titanomagnetite as the dominant carriers of the NRM. After cleaning by alternating field, a characteristic remanent magnetization (ChRM) is isolated at Dec=353.4º, Inc=52.8º (a95=1.5º, N=257) and Dec=0º, Inc=50.4º (a95=8.3º, N=8) for sample and site-based mean respectively. The results yielded a statistically well-defined pole at: Plat=83.3º and Plong=236.1º (A95=1.8º) and Plat=84.4º and Plong=177.9º (A95=9.8º) for sample and site-based paleomagnetic pole, respectively. Position of the corresponding paleomagnetic pole is significantly different from the referenced Messejana dyke’s pole. This discrepancy is due to the presence of two VGP’s. One of the VGP’s group (component A) falls within the Messejana VGP’s distributions whereas the other has no equivalent with other younger pole. We show the enigmatic direction of component B is not product of remagnetization, lightning or difference in age. We suggest significant tectonic movements in the Algarve’s basin as a potential cause. On a magnetostratigraphic point of view, all lavas carry a normal (positive) magnetization confirming the previous results that demonstrated the absence of the well-known E23r reverse anomaly in Morocco. VGP’s directions per flow vary slightly within the lava pile suggesting rapid eruptions.
Descrição: Tese de mestrado em Ciências Geofísicas, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013
URI: http://hdl.handle.net/10451/10323
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