Abstract Microbialites are the most abundant life evidence in Precambrian sedimentary rocks. They are produced by microbial interaction activity and sedimentary processes reflecting paleoenvironmental conditions. The Ediacaran-Cambrian carbonate and siliciclastic successions in the Southern Amazon Craton in Central Brazil, provide a key opportunity to understand how the metazoan life coexisted with the microbial communities. The spatial and temporal distribution of microbialites as well as morphological and paleoenvironmental changes have been assessed, reinterpreting previous works and including new data from the Araras-Alto Paraguai and Corumbá basins. The deposition was controlled by subsidence and sea-level changes that affected these basins, considered extensions of epicontinental seas during the Gondwana assembly. The stromatolites are restricted to coastal deposits and experienced thriving flourishment intervals after the Marinoan Glaciation (635 Ma). Post-glacial transgression was marked by microbial colonization in shallow platforms represented by stratiform and giant domical stromatolites in the Araras-Alto Paraguai Basin. The continuity of the transgression generated a moderately deep aragonite sea at about 622 Ma. A progressive sea-level fall caused the implantation of coastal environments under greenhouse conditions with tidal flat and sabkha settings colonized by centimetric-scale stromatolites. The sea retreat was accompanied by progressive uplift, causing a moderate inversion of the basin and erosion of the succession until ~560 Ma with the deposition of the last preserved tidal flat deposits with the occurrence of thrombolites. The subsiding Corumbá Basin was the site of microbially-induced deposition of carbonates in a shallow platform connected to an offshore setting with the proliferation of metazoan straddling the Ediacaran-Cambrian boundary. Microbial communities were restricted to lagoon deposits during the Lower Cambrian transgression in the Araras-Alto Paraguai Basin and the last phase refers to the sea retreat towards southeast, developing a fluvial system connected with the arid and evaporitic tidal flats colonized by microbialites that lasted until the upper Cambrian. Except for the post-glacial stromatolites, the columnar and domal microbialite indicate that the coastal settings dominated the Ediacaran-Cambrian transition. The preservation of microbialites in the post-glacial intervals can be associated with the Mg-Ca-CO3 oversaturation in dolomitic platforms. The rapid calcification and ability to resist the dissolution and replacement have increased the stromatolites’ preservation potential reported here, where its well-preserved occurrence in tidal flats and sabkha occurs due to intense early diagenetic silicification. The change from carbonate accumulation to siliciclastic-rich environments contributed to the demise of microbially-induced strata. In general, the scarce coexistence between coastal stromatolite and metazoan-bearing marine deposits makes it challenging to establish a competitive relationship between these organisms, as previously postulated.

RESUMO: Após o aparecimento dos metazoários, o início da bioclasticidade e a competição pelo substrato marinho, a saga das esteiras microbiais é marcada por um progressivo declínio. Pontuais aumentos em sua diversidade e na produção de carbonatos durante o Paleozoico em geral estão associados a eventos globais de extinção em massa. Ao longo do Fanerozoico, as colônias microbiais ocuparam nichos ecológicos específicos e ambientes livres de organismos predadores caracterizados por condições ecológicas extremas, como aqueles encontrados em baías hipersalinas, lagos alcalinos e locais sujeitos a hidrotermalismo. Neste trabalho é reportada uma das mais antigas ocorrências de um campo de exudação de metano no registro geológico associado com microbialitos e estruturas sedimentares induzidas por atividade microbial. Nesse sistema, durante a atividade de exalação de metano, instalaram-se condições de extrema anoxia e alta salinidade, proibitivas para a manutenção da vida animal, permitindo, desse modo, o florescimento de colônias microbiais. Por causa das severas imposições do ambiente, os organismos microbiais tornaram-se altamente adaptáveis às condições adversas então vigentes. Nós sustentamos a hipótese de que aumentos na diversidade e na quantidade de colônias microbiais na história da Terra não estão apenas restritos a períodos que sucedem à extinção em massa de organismos predadores de esteiras, mas ocorrem em resposta a condições ambientais localizadas que proporcionam o crescimento de colônias microbiais. De fato, o registro geológico Fanerozoico é pontuado de exemplos semelhantes ao aqui reportado, simulando uma espécie de jogo de esconde-esconde das condições ambientais vigentes no Éon Pré-cambriano.

ABSTRACT: Following the rise of metazoans, the beginning of bioclasticity and substrate competition, the saga of microbial mats was in a fluctuating decline in the end of the Neoproterozoic era. Increases in diversity during the Phanerozoic and punctual upturns in the microbial carbonate production occured after the events of global mass extinctions. Gradually along the Phanerozoic, the microbial colonies occupied isolated niches and grazers-free environments, characterized by physically and/or geochemically stressful conditions, such as those found in saline bays, alkaline lakes and hydrothermal or cold seep vents. Here we report one of the oldest occurrences of a vent camp coupled with cold seepage of methane in the geologic record, associated with well-preserved microbialites and elephant skin structures. During the seep activity, oxygen depletion and high salinity conditions are prohibitive for complex animal life, clearing the way to microbial colonies to flourish. Due to the co-occurrence of high adaptability and low competitiveness of microbial forms, they became highly specialized in stressful conditions. We argue that the sporadic microbial mat upturns in Earth’s history are not restricted to geological periods, following massive death of metazoan species; they also may occur in response to punctual paleoenvironmental conditions that enable microbial colonies to growth. Indeed, the Phanerozoic geological record is punctuated of these examples, in a kind of hide-and-seek game of Precambrian times.

A individualização e o mapeamento da Formação Serra Alta no Estado de São Paulo sempre foi motivo de controvérsia na comunidade geológica. Apesar de apresentar extensão comparável à Formação Irati em subsuperfície, a unidade ainda carece de estudos mais acurados acerca de seu posicionamento estratigráfico, conteúdo fossilífero, sistema deposicional e idade. Na região centro-leste do Estado de São Paulo, a Formação Serra Alta sucede estratigraficamente a Formação Irati, sendo constituída por depósitos pelíticos cinza escuros. A unidade é mapeada desde o limite sul do estado até o Domo de Gibóia, no Município de Rio das Pedras. Neste local, as formações Serra Alta e Teresina são substituídas pelos depósitos pelíticos da Formação Corumbataí, que se estende para norte, além do limite do Estado de São Paulo, e pode ser considerada unidade correlata a estas. Neste estudo, são apresentadas seções colunares e caracterizados os contatos da Formação Serra Alta com as formações permianas verticalmente contíguas. É apresentada também detalhada análise de fácies, com a finalidade de caracterizar o sistema deposicional. A análise de perfis de sondagem possibilitou também melhor compreensão dos padrões arquiteturais da Formação Serra Alta, auxiliando na determinação de sua real distribuição e posição estratigráfica na porção centro-sul do estado. A integração das informações obtidas permitiu identificar tendências de empilhamento transgressivo particulares, contribuindo para o detalhamento da sucessão predominantemente regressiva em que se depositaram as unidades permianas da Bacia do Paraná.

The delimitation and mapping of the Serra Alta Formation in the São Paulo State, Brazil, has always been a focus of controversy in the Brazilian geological community. Despite its large extension in subsurface, which may be comparable to the Irati Formation, the Serra Alta Formation still needs more detailed studies on its stratigraphic position, fossil content, depositional systems and age. In the east-central portion of the São Paulo State, the Serra Alta Formation overlies the Irati Formation and is predominantly composed of dark grey pelitic facies. The unit is mapped from the southern boundary of the São Paulo State to the Gibóia Dome, located in the county of Rio das Pedras. In this place, the Serra Alta and Teresina formations are replaced by the red colored pelites of the Corumbataí Formation, unit that extends to north beyond the state boundaries and may be considered correlated to these units. In this work, we present columnar sections and describe the contacts of the Serra Alta Formation with vertically adjacent Permian units. We also present the detailed facies analysis, in order to characterize the depositional system. The investigation of subsurface profiles also enabled a better understanding of the architectural patterns of the succession, helping to determine its real distribution and stratigraphic position in the central-south of São Paulo State. The integration of the data allowed identifying a particular transgressive stacking pattern, contributing to detail the late Permian regressive cycle in the Paraná Basin.

Novas linhas de evidências geológicas sugerem fortemente que o principal período de maturação de hidrocarbonetos na Formação Assistência teria ocorrido no Permotriássico, estimulado por um gradiente geotérmico elevado que também sustentou várias manifestações de atividade hidrotermal. Três fases principais de migração de fluidos e hidrocarbonetos também podem ser inferidas a partir de observações em multiescala: fluxo confinado no final do Permiano ao Triássico, dependente do acúmulo local de pressões de fluidos; fluxo heterogêneo no Cretáceo Inferior, desencadeado por um gradiente de temperatura rejuvenescido, assistido pelas condições de permeabilidade antes desenvolvidas; e um fluxo tardio, possivelmente impulsionado por gradientes de pressão locais, posteriormente ao esfriamento dos diques e soleiras de diabásio. A maturação precoce e a existência de vários estágios de migração de hidrocarbonetos apresentam implicações significativas na concepção de modelos exploratórios a serem aplicados na Bacia do Paraná.

New lines of geological evidence strongly suggest that the main period of hydrocarbon maturation within Assistência Formation should be Permian-Triassic, stimulated by a high geothermal gradient that also sustained various manifestations of hydrothermal activity. Three main stages of fluid/hydrocarbon migration can also be inferred on the basis of multiscale observations: confined flow in late Permian to Triassic times, depending on the local build-up of fluid pressures; heterogeneous flow in Lower Cretaceous, triggered by a rejuvenated temperature gradient assisted by the early developed permeability conditions; and a late flow possibly driven by local pressure gradients, after complete cooling of dolerite dykes/sills. The early maturation and multistage migration of hydrocarbons have significant consequences in the design of exploration models to be applied in Paraná Basin.

Métodos de datação absoluta têm sido usados em estudos cronológicos de processos geológicos e unidades sedimentares de idade quaternária na Amazônia Central, Brasil. Embora as datações pelo 14C tenham sido muito úteis na pesquisa arqueológica e estudos de solos, o intervalo de tempo abrangido por este método é ineficiente para avaliar aspectos da sedimentação e eventos geológicos do início do Quaternário na bacia Amazônica. O uso da datação por luminescência de cristais tem sido uma das ferramentas mais promissoras para a determinação da idade absoluta de depósitos quaternários na região amazônica. A datação por luminescência opticamente estimulada (LOE), seguindo os protocolos MAR e SAR, em um estudo tectono-sedimentar de depósitos aluviais quaternários da área de confluência dos rios Negro e Solimões, indicou idades de 1,3 (Holoceno) até aproximadamente 67,4 ka (Pleistoceno tardio) para estes sedimentos. Baixas concentrações de isótopos radioativos foram encontradas, com cerca de 2ppm para 235U e 238U, 5ppm para 232Th e próximas a zero para 40K. Uma comparação é feita entre os protocolos MAR e SAR considerando-se os processos deposicionais fluviais envolvidos.

Absolute dating methods have been used in chronological studies of geological processes and sedimentary units of Quaternary age in Central Amazonia, Brazil. Although radiocarbon dating has been very useful in archaeological research and soil studies, the temporal interval of this method is inefficient in evaluating the sedimentation aspects and geological events from the beginning of the Quaternary in the Amazon basin. The use of crystal luminescence dating has been one of the most promising tool for determining the absolute dating of Quaternary deposits in the Amazonian region. Optically stimulated luminescence (OSL) dating, following the MAR and SAR protocols, in a tectonic-sedimentary study of Quaternary fluvial deposits in the confluence area of the Negro and Solimões rivers, indicated ages from 1.3 (Holocene) to about 67.4 kyears (Late Pleistocene) for these sediments. Low radioactive isotope concentrations were found about 2ppm for 235U and 238U; 5ppm for 232Th; and the 40K concentrations were almost zero. A comparison was made between MAR and SAR protocols taking into account the fluvial depositional process.

Após a glaciação do final do Criogeniano, a região central do Brasil foi palco de extensa deposição de carbonatos plataformais do Grupo Araras. Este grupo inclui na sua base uma seqüência de capa carbonática sucedida por depósitos transgressivos de calcilutitos betuminosos e folhelhos de plataforma profunda. Dados de fácies e estratigráficos combinados com análises isotópicas de carbono e oxigênio da seção mais completa desses depósitos transgressivos, expostos no sinclinal da Guia, foram empregados para avaliar o paleambiente deposicional e para testar a correlação desses depósitos ao longo da faixa e também com outras unidades de outros continentes. A sucessão estudada consiste de 150 m de espessura de camadas tabulares de calcilutitos e folhelhos cinza a pretos com valores de delta13C PDB negativos, entre -2,5 e -1‰. O perfil de delta13C PDB do sinclinal da Guia mostra clara correlação com a porção superior da Formação Guia da região de Cáceres, 200 km a sudoeste. O perfil de delta13C PDB do Grupo Araras é comparável aos perfis de delta13C PDB de outras unidades ediacaranas da parte sul da Faixa Paraguai, oeste do Canadá, e crátons do Congo e do Kalahari. Além disso, a distribuição de fácies, estratigrafia e o perfil isotópico do Grupo Araras são equiparáveis à porção média do Subgrupo Tsumeb na Namíbia, o que reforça a atribuição de idade Ediacarana para o Grupo Araras.

After the late Cryogenian glaciation the central region of Brazil was the site of extensive deposition of platformal carbonates of the Araras Group. This group includes a basal cap carbonate sequence succeeded by transgressive, deep platform deposits of bituminous lime mudstone and shale. Facies and stratigraphic data combined with carbon and oxygen isotopic analyses of the most complete section of the transgressive deposits, exposed in the Guia syncline, were used to evaluate the depositional paleoenvironment and to test the correlation of these deposits along the belt and with other units worldwide. The studied succession consists of 150 m thick tabular beds of black to grey lime mudstone and shale with predominantly negative delta13C PDB values around -2.5 to -1‰ . The delta13C PDB profile of Guia syncline shows a clear correlation with the upper portion of Guia Formation in the Cáceres region, about 200 km to the southwest. The delta13C PDB profile of the Araras Group is comparable with delta13C PDB profiles of Ediacaran units of the southern Paraguay Belt, western Canada, and the Congo and Kalahari cratons. Moreover, facies distribution, stratigraphy and the carbon isotopic profile of the Araras Group match the middle Tsumeb Subgroup in Namibia, which reinforces the Ediacaran age assigned to the Araras Group.