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Aptian/Albian (Early Cretaceous) paleogeography of the South Atlantic: a paleontological perspective

Paleogeografia do Atlântico Sul no Aptiano/Albiano (Eocretáceo): perspectiva paleontológica

Abstracts

Paleontological data obtained in recent years reinforce the hypothesis that Aptian marine sedimentation in the sedimentary basins of the Brazilian continental margin - except the Pelotas basin, the southernmost Brazilian basin - took place under the domain of waters coming from the north through the Tethys Sea (Central Atlantic). Tethyan waters could reach the basins of the Brazilian continental margin via the seaway then existing in the present-day region of northeastern Brazil. Here there are records in several basins, notably in the São Luís (Codó Formation), Parnaíba (Codó Formation), Araripe (Santana Formation), Tucano (Marizal Formation), Sergipe (Riachuelo Formation) and Camamu (Algodões Formation) basins. Despite irrefutable marine evidence - e.g., dinoflagellates, echinoids, foraminifera, molluscs and fishes, conspicuously present in the Araripe Basin - there are very few paleogeographic reconstructions that include the seaway which is totally ignored in the international literature. The skepticism is even greater in relation to the Tethyan affinity although the evidence has been well documented by molluscs and dinoflagellates, together with ammonoids in the Sergipe Basin. That skepticism may be due to the fact that, in tectonic and geodynamic terms, the opening of the South Atlantic indeed proceeded from south to north, at least in the part that extends from Argentina to the northeastern Brazilian state of Paraíba.

Aptian; Albian; Brazil; Tethys


Dados paleontológicos levantados nos últimos anos vêm reforçando cada vez mais a hipótese de que a sedimentação marinha aptiana nas bacias sedimentares da margem continental brasileira - com exceção da Bacia de Pelotas, a mais meridional delas - tenha ocorrido sob o domínio de águas oriundas do norte, via Mar de Tétis (Atlântico Central). As águas tetianas teriam chegado às bacias da margem continental através do "seaway" que atravessava a atual região Nordeste do Brasil, deixando seu registro nas bacias de São Luís (Formação Codó), Parnaíba (Formação Codó), Araripe (Formação Santana), Tucano (Formação Marizal), Sergipe (Formação Riachuelo) e Camamu (Formação Algodões). Apesar da prova irrefutável fornecida por diversos grupos de organismos marinhos fósseis (e.g., dinoflagelados, equinoides, foraminíferos, moluscos e peixes) conspicuamente presentes na Bacia do Araripe, são poucas as reconstituições paleogeográficas que representam explicitamente esse "seaway" que, até hoje, se encontra totalmente ignorado em publicações internacionais. O cepticismo é ainda maior com relação à afinidade tetiana, apesar de sua prova paleobiogeográfica estar bem evidenciada por moluscos e dinoflagelados e adicionalmente reforçada por amonoides da Bacia de Sergipe. Esse cepticismo é justificado, em parte, pelo fato de que, em termos tectônicos e geodinâmicos, a abertura do Atlântico Sul ocorreu do sul para o norte, pelo menos no trecho que vai da Argentina até o atual estado da Paraíba (Nordeste do Brasil).

Aptiano; Albiano; Brasil; Tétis


INTRODUCTION

Contrary to the paleogeographic reconstruction based on the configuration of tectonic plates, the initial Mesozoic entrance of sea water into the BCMBs (Brazilian Continental Margin Basins, Fig. 1) resulted from the incursion of oceanic waters from the northern hemisphere, i.e., from the Tethys Sea. The traditional model, advocating the progressive advance of the primitive South Atlantic from south to north, is disbelieved, having been induced by the fact that the tectonic opening of the South Atlantic had occurred from south to north. However, the majority of BCMBs contain marine biotas of Aptian/Albian age - the timing of the earlier marine incursion - which indicate their Tethyan origin. The evidence for this, accrued over recent decades, effectively renders irrefutable the early Tethyan influence model.

Figure 1
Brazilian sedimentary basins (modifi ed from Milani et al., 2007Milani E.J., Rangel H.D., Bueno G.V., Stica J.M., Winter W.R., Caixeta J.M., Pessoa Neto O.C 2007. Bacias sedimentares brasileiras: Cartas estratigráficas - Introdução. Boletim de Geociências da Petrobras, 15(2):183-198.). The Brazilian Continental Margin Basins (BCMBs) are indicated by italics, and the basins discussed in this paper are indicated by bold characters.

For the Albian (113 - 100 Ma), a similar model, proposed by Dias-Brito (1992, 2000)Dias-Brito D. 1992. Ocorrência de calcisferas pelágicas em depósitos carbonáticos do Atlântico Sul: impacto na configuração paleoceanográfica do Tétis cretáceo. In: 2° Simpósio sobre as Bacias Cretácicas Brasileiras. Rio Claro, Resumos Expandidos, p.30-34., was based on the geographic distribution of pithonellids (pelagic calcispheres); he considered the Tethyan Realm as having a greater extension, reaching all the BCMBs, excepting the southernmost one (the Pelotas Basin) (Fig. 1).

Arai (2005, 2007, 2011), based on studies of organic-walled dinoflagellate cysts, recognized the presence of the Tethyan Realm in the BCMBs even in the Aptian (125 - 113 Ma) and confirmed that Tethyan waters emanating from the north reached as far as the Santos Basin, which represents the southernmost Tethyan-influenced site in the South Atlantic.

The present paper aimed to substantiate that model by means of an inventory of fossil biotic elements that confirm Tethyan characters in the Aptian - Albian interval (125 - 100 Ma).

Geological context

The dinoflagellates, which comprise the main basis of the present work, appeared worldwide in the Middle Triassic (ca. 247 - 237 Ma). However, Western Gondwana, of which present-day Brazil occupies a part, was undergoing an erosional phase during Triassic-Jurassic time (252 - 145 Ma). The sediments deposited in these periods were accordingly of continental (non-marine) derivation, some even subaerial (non-aqueous, mostly eolian). Thus, the pre-rift stage is represented mainly by oxidized, reddish sediments (Souza-Lima & Hamsi Jr. 2003Souza-Lima W. & Hamsi Júnior G.P. 2003. Bacias da margem continental (Bacias sedimentares brasileiras - Parte 2) . Phoenix (Informativo da Fundação Paleontológica Phoenix), 50: 1-4. Disponível em: <www.phoenix.org.br/Phoenix50_Fev03.html>. Acesso em 03 mar. 2009.
www.phoenix.org.br/Phoenix50_Fev03.html...
).

Through the Early Cretaceous, most of the BCMBs experienced a rift phase. Along the extensional continental margin and in the Recôncavo, Tucano, Jatobá, Araripe and Potiguar basins, rift lakes were formed during the Neocomian. In the equatorial-marginal basins west of the Potiguar Basin, rift sedimentation occurred mostly during the Aptian-Albian. In the Aptian, independently of their tectonic constitution, all of these basins received synchronous sedimentation due to an eustatic rise, which was responsible for the earliest conspicuous occurrence of Mesozoic marine organisms in Brazilian sedimentary basins.

At the maximum of the Aptian transgression, the Brazilian interior sea connected temporarily the North Atlantic and the South Atlantic that were hitherto discrete (Arai 1999Arai M. 1999. A transgressão marinha mesocretácea: sua implicação no paradigma da reconstituição paleogeográfica do Cretáceo no Brasil. In: 5° Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil. Serra Negra, Boletim, p. 77-582., 2000Arai M. 2000. Chapadas: relict of mid-Cretaceous interior seas in Brazil. Revista Brasileira de Geociências, 30(3):432-434.) and resulted in the deposition of an extensive megasequence (Megasequence Zuni). In several Brazilian interior basins (e.g., Parecis, Parnaíba and São Francisco basins), Zuni represents their only Cretaceous succession (Arai 2002Arai M. 2002. Megasseqüência Zuni e sedimentação cretácea no Brasil: uma reflexão sobre o conceito de bacia. In: 6° Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil. São Pedro, Boletim, p. 317-321.). These basins were affected by uplifting after the Cretaceous deposition and became "chapadas" (mesa-type elevated terrains). Contrastingly, the BCMBs were not uplifted, due to continued subsidence; all BCBMs received open marine sediments from the Albian and that process continued thereafter (to the present day).

In the Aptian, except for the Pelotas Basin, the waters of the southern South Atlantic had still not effectively entered the BCMBs. However, due to the great Aptian transgression, which caused intermittent entrance of water from the Central Atlantic, a generalized deposition took place under marine influence in the BCMB and interior basins. The intermittent introduction of sea water was responsible for the deposition of the evaporites of the Alagoas local stage (equivalent, grosso modo, to Aptian) in most of the basins. The Aptian transgression was sufficiently extensive to produce evaporites even in basins situated in the interior of the continent (e.g., Codó Formation, Parnaíba Basin; and Ipubi Member of the Santana Formation, Araripe Basin), including those toward Africa (Avocat et al. 1992Avocat R., Christenson G.N., West M.E. 1992. The late Aptian transgression on the Congo Craton in the Lambarene region (Gabon). In: Curnelle R. (ed.). Géologie Africaine (Recueil des Communications: 1er. Colloque de Stratigraphie et de Paléogéographie des bassins sédimentaires Ouest-Africains/ 2e. Colloque Africain de Micropaléontologie, Libreville, Gabon, 6-8 mai 1991). Boussens, Elf Aquitaine Edition, p. 1-16. (Elf Aquitaine Mémoire, v.13).). In the Pelotas Basin, evaporites are practically absent, because it was open-marine in the Aptian, when the drift phase had already commenced (Dias et al. 1995Dias J.L., Sad A.R.E., Fontana R.L., Feijó F.J. 1995. Bacia de Pelotas. Boletim de Geociências da PETROBRAS, 8(1): 235-245 (cover date 1994) ., Souza-Lima & Hamsi Jr. 2003Souza-Lima W. & Hamsi Júnior G.P. 2003. Bacias da margem continental (Bacias sedimentares brasileiras - Parte 2) . Phoenix (Informativo da Fundação Paleontológica Phoenix), 50: 1-4. Disponível em: <www.phoenix.org.br/Phoenix50_Fev03.html>. Acesso em 03 mar. 2009.
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).

Seaway of Northeastern Brazil

Tethyan water arrived in the BCMBs via the seaway existing in the present-day region of northeastern Brazil, passing through the São Luís, Parnaíba, Araripe, Tucano and Sergipe basins. The most convincing evidence is the presence of marine fossils in the Santana Formation [Araripe Basin; e.g., fishes (Martill 1988Martill D.M. 1988. Preservation of fish in the Cretaceous Santana Formation of Brazil. Palaeontology, 31(1):1-18., Maisey 1991Maisey J.G. 1991. Santana Fossils. Neptune City, T.F.H. Publications, Inc., 459 p., 2000Maisey J.G. 2000. Continental break up and the distribution of fishes of Western Gondwana during the Early Cretaceous. Cretaceous Research, 21:281-314., 2011Maisey J.G. 2011. Northeastern Brazil: out of Africa ? In: Carvalho I.S., Srivastava N.K., Strohschoen Júnior O., Lana C.C. (eds.) Paleontologia: Cenários de Vida. Rio de Janeiro, Editora Interciência, v. 4, p. 545-559., Silva Santos 1991, Saraiva 2008Saraiva A.A.F. 2008. Caracterização paleoambiental e paleo-oceanográfica da Formação Romualdo, Bacia sedimentar do Araripe. PhD Thesis, Universidade Federal de Pernambuco, Centro de Tecnologia e Geociências, Departamento de Oceanografia, Recife, 96 p.), dinoflagellates (Arai & Coimbra 1990Arai M & Coimbra J.C. 1990. Análise paleoecológica do registro das primeiras ingressões marinhas na Formação Santana (Cretáceo Inferior da Chapada do Araripe). In: 1° Simpósio sobre a Bacia do Araripe e Bacias Interiores do Nordeste. Crato, Atas, p. 225-239.), molluscs (Beurlen 1964Beurlen K. 1963. Geologia e Estratigrafia da Chapada do Araripe. Recife, SBG-Núcleo de Pernambuco/SUDENE, 47 p.), palynoforaminifera (Arai & Coimbra 1990Arai M & Coimbra J.C. 1990. Análise paleoecológica do registro das primeiras ingressões marinhas na Formação Santana (Cretáceo Inferior da Chapada do Araripe). In: 1° Simpósio sobre a Bacia do Araripe e Bacias Interiores do Nordeste. Crato, Atas, p. 225-239.), echinoids (Beurlen 1966Beurlen K. 1963. Geologia e Estratigrafia da Chapada do Araripe. Recife, SBG-Núcleo de Pernambuco/SUDENE, 47 p., Manso & Hessel 2007Manso C.L.C. 2003. Paleoecologia, paleobiogeografia e sistemática dos equinóides do Aptiano-Albiano (Cretáceo) do Brasil. PhD Thesis, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 206 p., 2012Manso C.L.C. 2003. Paleoecologia, paleobiogeografia e sistemática dos equinóides do Aptiano-Albiano (Cretáceo) do Brasil. PhD Thesis, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 206 p.) and marine turtles (Price 1973Price L.I. 1973. Quelônio Amphichelydia no Cretáceo Inferior do Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Geociências, 3(2):84-96., Hirayama 1998Hirayama R. 1998. Oldest known sea turtle. Nature, 392: 705-708.)] and in the Codó Formation [Parnaíba and São Luís basins; e.g., fishes (Silva-Santos 1985Silva-Santos R. 1985. Paleoictiofauna da Formação Codó, Bacia do Parnaíba, NE do Brasil. In: 9° Congresso Brasileiro de Paleontologia. Fortaleza, Resumos, p. 11., Lindoso et al. 2013bLindoso R., Maisey J., Carvalho I. 2013b. The paleoichthyofauna from the Codó Formation (Aptian of the Parnaíba Basin), Northeastern Brazil. In: 73rd Meeting of the Society of Vertebrate Paleontology. Los Angeles, Programs and Abstracts, p. 162.), dinoflagellates (Antonioli 2001Antonioli L. 2001. Estudo Palinocronoestratigráfico da Formação Codó - Cretáceo Inferior do Nordeste Basileiro. PhD Thesis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 265 p., Antonioli & Arai 2002Antonioli L. & Arai M. 2002. O registro da Ecozona Subtilisphaera na Formação Codó (Cretáceo Inferior da Bacia do Parnaíba, Nordeste do Brasil): seu significado paleogeográfico. In: 6° Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil. São Pedro, Boletim, p.25-30.) and isopod crustaceans (Lindoso et al. 2013aLindoso R.M., Carvalho I.S., Mendes I.D. 2013a. An isopod from the Codó Formation (Aptian of the Parnaíba Basin), Northeastern Brazil. Brazilian Journal of Geology, 43(1):16-21.)]. However, the route of the marine ingression has been conjectural. Three options and their possible combinations have been hypothesized: (1) via the Parnaíba Basin (Beurlen 1963Beurlen K. 1963. Geologia e Estratigrafia da Chapada do Araripe. Recife, SBG-Núcleo de Pernambuco/SUDENE, 47 p., 1966Beurlen K. 1963. Geologia e Estratigrafia da Chapada do Araripe. Recife, SBG-Núcleo de Pernambuco/SUDENE, 47 p., Beurlen 1971 apud Lima 1978Lima M.R. 1978. Palinologia da Formação Santana (Cretáceo do Nordeste do Brasil). PhD Thesis, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo , 337 p., 27 plates ., Braun 1966 apud Lima 1978Lima M.R. 1978. Palinologia da Formação Santana (Cretáceo do Nordeste do Brasil). PhD Thesis, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo , 337 p., 27 plates ., Arai et al. 1994Arai M, Lana C.C., Pedrão E. 1994. Ecozona Subtilisphaera spp.: Registro eocretáceo de um importante episódio ecológico do Oceano Atlântico primitivo. Acta Geologica Leopoldensia, XVII, 39(2):521-538.); (2) via the Sergipe Basin (Beurlen 1971 apud Lima 1978Lima M.R. 1978. Palinologia da Formação Santana (Cretáceo do Nordeste do Brasil). PhD Thesis, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo , 337 p., 27 plates ., Tinoco & Mabesoone 1973 apud Lima 1978Lima M.R. 1978. Palinologia da Formação Santana (Cretáceo do Nordeste do Brasil). PhD Thesis, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo , 337 p., 27 plates ., Brito 1976Brito P.M. & Yabumoto Y 2011. An updated review of the fish faunas from the Crato and Santana formations in Brazil, a closerelationship to the Tethys fauna. Bulletin Kitakyushu Museum Natural History and Human History, SerA, 9:107-136. apud Lima 1978Lima M.R. 1978. Palinologia da Formação Santana (Cretáceo do Nordeste do Brasil). PhD Thesis, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo , 337 p., 27 plates ., Silva Santos 1991); and (3) via the Potiguar Basin (Lima 1978Lima M.R. 1978. Palinologia da Formação Santana (Cretáceo do Nordeste do Brasil). PhD Thesis, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo , 337 p., 27 plates ., Viana 1998Viana M.S.S. 1998. The Proto-Atlantic Albian way and its influence on the South American-African life. Boletin de la Asociación Paleontológica del Golfo San Jorge, 2 (Edición Especial), Ano I: 32-34, 1998 (Proceedings of 3rd Annual Conference IGCP Project 381, Comodoro Rivadavia, Argentina, November 17 - 20, 1998).). For some authors (e.g., Silva Santos 1991, Arai 1999Arai M. 1999. A transgressão marinha mesocretácea: sua implicação no paradigma da reconstituição paleogeográfica do Cretáceo no Brasil. In: 5° Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil. Serra Negra, Boletim, p. 77-582.), the Araripe Basin would occupy the middle of the route of an extensive seaway having a NW-SE orientation (Fig. 2). Others have considered that the Araripe Basin represents a junction of three seaways that effectively connected the Sergipe, Parnaíba and Potiguar basins (e.g., Mabesoone et al. 1999Mabesoone J.M., Viana M.S.S., Lima Filho M.F. 1999. Late Mesozoic history of sedimentary basins in NE Brazilian Borborema Province before the final separation of South America and Africa 3: paleogeography. In: 5° Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil. Serra Negra, Boletim, p.621-626., Valença et al. 2003Valença L.M.M., Neumann V.H., Mabesoone J.M. 2003. An overview on Callovian - Cenomanian intracratonic basins of Northeast Brazil: onshore stratigraphic record of the opening of the Southern Atlantic. Geologica Acta, 1(3):261-275.). However, the complete absence of marine sediments coeval to the Santana Formation in the interior basins situated between the Araripe and Potiguar basins (e.g., Icó, Iguatu, Lima Campos, Malhada Vermelha, Lavras da Mangabeira and Rio do Peixe basins) nullifies this possibility (Arai 2006Arai M, Masure E., Lemos V.B. 2006. Occurrence of a high-diversity Aptian microphytoplanktonic assemblage in Pelotas Basin (Southern Brazil): its implication for the Early Cretaceous history of the South Atlantic. In: 7° Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil. Serra Negra, Boletim, p.12.) (Fig. 3).

Figure 2
Aptian paleogeographic map as proposed by Arai (2005, 2007, 2011)Arai M. 2005. Biodiversité des dinoflagellés de la marge brésilienne de l'Atlantique Central et de l'Atlantique Sud: outil traceur des échanges entre l'Atlantique Nord et l'Atlantique Sud au Crétacé moyen et supérieur. Mémoire (Diplôme d'Études Supérieures de Sciences), Université Pierre et Marie Curie (Paris VI) , Paris, 177 p. and modified from Scotese's (2001)Scotese C.R. 2001. Atlas of Earth History. Arlington, PALEOMAP Project, 52 p. map for 120 Ma. Northeasternmost Brazil and West Africa were still joined, but waters coming from the Central Atlantic could reach the northern South Atlantic (NSA) via the seaway connecting the Sao Luís, Parnaíba, Araripe, Sergipe and Almada basins. The areas in violet color represent major evaporitic basins; the red line represents the barrier related to the structural high comprising the Rio Grande Rise and the Walvis Ridge (RGRWRB); the red circles (A - J) are occurrences of the Subtilisphaera Ecozone that suggest Tethyan influence; the yellow circles (L - M) are occurrences of typically Austral marine palynofloras; and the blue circle (K) is the radiolarian occurrence of Areado Formation. Note that Aptian marine strata are as yet unconfirmed in the Parecis Basin (N).

Figure 3
Correlation chart of lithostratigraphic units of the principal interior Mesozoic basins and major adjacent basins of northeastern Brazil (after Arai 2006Arai M. 2006. Revisão estratigráfica do Cretáceo Inferior das bacias interiores do Nordeste do Brasil. Geociências, 25(1):7-15.).

MATERIALS AND METHODOLOGY

The basic paleobiogeographic model for this paper is based on a comprehensive survey of fossil dinoflagellate assemblages (i.e., protistan algae belonging to the Division Dinoflagellata, Class Dinophyceae) from Cretaceous strata of Brazil. These reveal a consistent paleobiogeographic pattern for the primitive South Atlantic (Arai 2007Arai M. 2007. Sucessão das associações de dinoflagelados (Protista, Pyrrhophyta) ao longo das colunas estratigráficas do Cretáceo das bacias da Margem Continental Brasileira: uma análise sob o ponto de vista paleoceanográfico e paleobiogeográfico. PhD Thesis, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 241 p., 2011Arai M. 2011. Paleogeografia do Atlântico Sul no Aptiano: um novo modelo a partir de dados micropaleontológicos recentes. Boletim de Geociências da Petrobras, 17(2):331-351 (issue cover date: 2009) .). Moreover, the model has been strengthened by the inventory of other marine organisms which confirm Tethyan influence during Aptian/Albian time (see Appendix Appendix Selected occurrences of marine megafossils in interior basins of northeastern Brazil. ).

RESULTS

Marine fossils in the interior basins

The following marine organisms have proven efficacious in the study of the Brazilian interior basins: dinoflagellates, foraminifera, radiolarians, molluscs, echinoids, crustaceans, fishes and reptiles (turtles).

Dinoflagellates

There is no doubt that the Subtilisphaera Ecozone, which represents a phytoplanktonic bloom, provides the most persuasive testimony of Tethyan affinity.

This ecozone, originally defined by Regali (1989)Regali M.S.P. 1989. Primeiros registros da transgressão neo-aptiana na margem equatorial brasileira. In: 11° Congresso Brasileiro de Paleontologia. Curitiba, Anais, v. 1, p. 275-293., is characterized by an assemblage having high frequency and low diversity, and is constituted overwhelmingly by species belonging to the genus Subtilisphaera. Its occurrences can be diachronic on a worldwide scale, but in Brazil it is confined to strata of Aptian age. Its distribution is evidently restricted between the 20° paleolatitudes in both hemispheres (N and S). Its northernmost occurrence is in Morocco (Below 1981Below R. 1981. Dinoflagellaten-Zysten aus dem oberen Hauterive bis unteren Cenoman Süd West-Marokkos. Palaeontographica, Abt.B, 176(1-4):1-145, 15 plates.) and the southernmost one is in the Almada Basin, Brazil (Lana & Pedrão 2000a, bLana C.C. & Pedrão E. 2000a. Subtilisphaera almadaensis, uma nova espécie de dinoflagelado da Bacia de Almada, Brasil. Revista Universidade de Guarulhos, Geociências V (Número Especial):86-88.; Pedrão & Lana 2000Pedrão E. & Lana C.C. 2000. Ecozona Subtilisphaera e seu registro nas bacias brasileiras. Revista Universidade de Guarulhos, Geociências V (Número Especial):81-85.). In addition to these localities, typical occurrences of the Ecozone Subtilisphaera have been recorded in the following: Senegal (Jain & Millepied 1975Jain K.P. & Millepied P. 1975. Cretaceous microplankton from Senegal basin, W. Africa, Pt. II. Systematics and Biostratigraphy. Geophytology, 5(2):126-171, 6 plates.); Maracaibo Basin, Venezuela (Colmenares 1994Colmenares O.A. 1994. Lower Cretaceous palynostratigraphy, organic sedimentology and evolution of the Maracaibo basin, western Venezuela. PhD Thesis, Department of Geology, University of Toronto, Toronto, 382 p.); São Luís Basin (Arai et al. 1994Arai M, Lana C.C., Pedrão E. 1994. Ecozona Subtilisphaera spp.: Registro eocretáceo de um importante episódio ecológico do Oceano Atlântico primitivo. Acta Geologica Leopoldensia, XVII, 39(2):521-538.); Ceará Basin (locus typicus, Regali 1989Regali M.S.P. 1989. Primeiros registros da transgressão neo-aptiana na margem equatorial brasileira. In: 11° Congresso Brasileiro de Paleontologia. Curitiba, Anais, v. 1, p. 275-293.); Potiguar Basin (Arai et al. 1994Arai M, Lana C.C., Pedrão E. 1994. Ecozona Subtilisphaera spp.: Registro eocretáceo de um importante episódio ecológico do Oceano Atlântico primitivo. Acta Geologica Leopoldensia, XVII, 39(2):521-538.); Parnaíba Basin (Antonioli 2001Antonioli L. & Arai M. 2002. O registro da Ecozona Subtilisphaera na Formação Codó (Cretáceo Inferior da Bacia do Parnaíba, Nordeste do Brasil): seu significado paleogeográfico. In: 6° Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil. São Pedro, Boletim, p.25-30., Antonioli & Arai 2002Antonioli L. & Arai M. 2002. O registro da Ecozona Subtilisphaera na Formação Codó (Cretáceo Inferior da Bacia do Parnaíba, Nordeste do Brasil): seu significado paleogeográfico. In: 6° Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil. São Pedro, Boletim, p.25-30.); and Araripe Basin (Arai et al. 1994Arai M, Lana C.C., Pedrão E. 1994. Ecozona Subtilisphaera spp.: Registro eocretáceo de um importante episódio ecológico do Oceano Atlântico primitivo. Acta Geologica Leopoldensia, XVII, 39(2):521-538.).

This geographic distribution signifies the ecozone's Tethyan character. The ecozone is less conspicuous in the Potiguar Basin, thereby suggesting that the main route of the marine ingression was through the São Luís, Parnaíba and Araripe basins, where the ecozone is more prominent.

Paleoecologically, the Subtilisphaera Ecozone constitutes a fossil record of phytoplanktonic blooms, which were clearly favoured by an epicontinental marine environment (Arai et al.1994Arai M, Lana C.C., Pedrão E. 1994. Ecozona Subtilisphaera spp.: Registro eocretáceo de um importante episódio ecológico do Oceano Atlântico primitivo. Acta Geologica Leopoldensia, XVII, 39(2):521-538.).

In contrast to the virtually monospecific Subtilisphaera Ecozone, palynological analyses performed by Arai et al. (2006)Arai M. 2006. Revisão estratigráfica do Cretáceo Inferior das bacias interiores do Nordeste do Brasil. Geociências, 25(1):7-15. in the lower Aptian of the Pelotas Basin have revealed a rich and highly diversified assemblage comprising spores, pollen grains, dinoflagellate cysts, acritarchs and palynoforaminifera. The following dinoflagellate-cyst (dinocyst) taxa were identified (Arai 2011Arai M. 2011. Paleogeografia do Atlântico Sul no Aptiano: um novo modelo a partir de dados micropaleontológicos recentes. Boletim de Geociências da Petrobras, 17(2):331-351 (issue cover date: 2009) .): Achomosphaera spp., Circulodinium distinctum, Circulodinium spp., Cribroperidinium cf. parorthoceras, Cribroperidinium spp., Exochosphaeridium spp., Florentinia mantellii, Impletosphaeridium spp., Occisucysta victorii, Odontochitina spp., Oligosphaeridium complex, O. tenuiprocessum, O. totum, Oligosphaeridium spp., Palaeoperidinium cretaceum, Pervosphaeridium cenomaniense, Pervosphaeridium cf. pseudohystrichodinium, Pervosphaeridium spp., Pseudoceratium anaphrissum, P. eisenackii, Spiniferites bejui, Spiniferites spp., Tenua americana, Trichodinium spp. and Wrevittia cassidata. Components of other groups represented - appreciably less overall in both quantitative and qualitative terms - include the following significant occurrences: the pollen grains Araucariacitesspp., Callialasporites trilobatus, Classopollisspp., Equisetosporites spp. and Inaperturopollenites spp.; spores, Cicatricosisporites spp., psilate and ornamented trilete spores; and acritarchs, Cyclopsiella spp. and Micrhystridium spp. Among the dinocysts identified, Occisucysta victorii and Tenua americana are particularly important, because their previously reported occurrence is their type locality (lower Aptian, Rio Fósiles, Província de Santa Cruz, Argentina), as designated by Pöthe de Baldis & Ramos (1983)Pöthe de Baldis E.D. & Ramos V. 1983. Dinoflagelados del Aptiano inferior de Río Fósiles, Lago San Martin, Provincia de Santa Cruz, Argentina. Revista Española de Micropaleontología, 15(3):427-446..

Foraminifera

Previous identifications of foraminiferal tests in interior basins of northeastern Brazil are scarce and are restricted to the Araripe Basin (e.g., Branner 1915, Carvalho & Carvalho 1974Carvalho S.G. & Carvalho M.F. 1974. Microfácies sedimentares do furo GSB-1, Serra Branca, Chapada do Araripe, Pernambuco. Estudos Sedimentológicos, 3/4:49-63., Berthou et al. 1990Berthou P.Y., Viana M.S.S., Campos D.A. 1990. Coupe de la Formation Santana dans le secteur de Pedra Branca (Santana do Cariri, Bassin d'Araripe, NE du Brésil): contribution à l'étude de la sedimentologie et des paleoenvironnements. In: 1o Simpósio sobre a Bacia do Araripe e Bacias Interiores do Nordeste. Crato, Atas, p. 173-191., Bruno & Hessel 2006Bruno A.P.S. & Hessel M.H. 2006. Registros paleontológicos do Cretáceo marinho na Bacia do Araripe. Estudos Geológicos, 16(1) :30-49.). On the other hand, palynoforaminifera (chitinous linings present in palynological preparations) are more common (Lima 1978Lima M.R. 1978. Palinologia da Formação Santana (Cretáceo do Nordeste do Brasil). PhD Thesis, Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo , 337 p., 27 plates ., 1979Lima M.R. 1979. Paleontologia da Formação Santana (Cretáceo do Nordeste do Brasil): estágio atual do conhecimento. Anais da Academia Brasileira de Ciências, 51(3):545-546., Arai & Coimbra 1990Arai M. 1999. A transgressão marinha mesocretácea: sua implicação no paradigma da reconstituição paleogeográfica do Cretáceo no Brasil. In: 5° Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil. Serra Negra, Boletim, p. 77-582., Rios-Netto 2011 and Arai 2012Rios-Netto A.M. 2011. Evolução paleoambiental e palinoestratigrafia do intervalo Alagoas na parte oriental da Bacia do Araripe, Nordeste do Brasil. PhD Thesis, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 270 p., 14 anexos.). The latter paper is especially noteworthy in recording palynoforaminifera in infra-Ipubi strata (Crato Member, Santana Formation) of the Araripe Basin, thus indicating that a marine ingression occurred there prior to the Aptian evaporitic deposition.

Radiolarians

The only records of radiolarians in Brazilian interior basins come from the Areado Formation (Aptian, São Francisco Basin). The first discovery was by Kattah (1991)Kattah S. 1991. Análise faciológica e estratigráfica do Jurássico Superior/Cretáceo Inferior na porção meridional da Bacia Sanfranciscana, oeste do estado de Minas Gerais. MS Dissertation, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 227 p., followed by Dias-Brito et al. (1999)Dias-Brito D., Pessagno Jr. E.A., Castro J.C. 1999. Novas considerações cronoestratigráficas sobre o silexito a radiolários do sul da Bacia Sanfranciscana, Brasil, e a ocorrência de foraminíferos planctônicos nestes depósitos. In: 5° Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil. Serra Negra, Boletim, p.567-575..

Molluscs

The gastropod species, Craginia araripensis and Gymnentone romualdoi, instituted by Beurlen (1964)Beurlen K. 1964. As espécies dos Cassiopinae, nova subfamília dos Turritellidae, no Cretáceo do Brasil. Arquivos de Geologia, Recife, 5:1-44. from the Santana Formation, are considered to be unquestionably marine.

Echinoids

Echinoids - typically marine organisms - are represented by four species in the Araripe Basin (Manso & Hessel 2007Manso C.L.C. & Hessel M.H. 2007. Revisão sistemática de Pygidiolampas araripensis (Beurlen, 1966), (Echinodermata: Cassiduloida) da Bacia do Araripe, Nordeste do Brasil . Geociências, São Paulo, 26(3): 271-277., 2012Manso C.L.C. 2003. Paleoecologia, paleobiogeografia e sistemática dos equinóides do Aptiano-Albiano (Cretáceo) do Brasil. PhD Thesis, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 206 p.): Bothryopneustes araripensis, Douvillaster benguellensis, Hemiaster proclivus and Pygurus tinocoi.

Crustaceans

Codoisopus brejensis belongs to the crustacean Family Archaeoniscidae (Order Isopoda) and has been recorded from the Codó Formation. Although the species was endemic, it is considered to indicate Tethyan influence, because the Family Archaeoniscidae is exclusively Tethyan (Lindoso et al. 2013aLindoso R.M., Carvalho I.S., Mendes I.D. 2013a. An isopod from the Codó Formation (Aptian of the Parnaíba Basin), Northeastern Brazil. Brazilian Journal of Geology, 43(1):16-21.).

From the Santana Formation, Maisey & Carvalho (1995)Maisey J.G. & Carvalho M.G.P. 1995. First records of fossil Sergestid decapods and fossil brachyuran crab larvae (Arthropoda, Crustacea), with remarks on some Palaemonid fossils from Santana Formation (Aptian-Albian, NE Brazil. American Museum Novitates, 3132:1-20. and Pinheiro et al. (2014)Pinheiro A.P., Saraiva A.A., Santana W. 2014. Shrimps from the Santana Group (Cretaceous: Albian): new species (Crustacea: Decapoda: Dendrobranchiata) and new record (Crustacea: Decapoda: Caridea). Anais da Academia Brasileira de Ciências (online version ISSN 1678-2690). Disponível em: <http://www.scielo.br/aabc>. Acesso em: 29 mai 2014.
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have reported respectively Paleomattea deliciosaand Araripenaeus timidus (both marine crustaceans belonging to the Superfamily Penaeoidea/Order Decapoda).

The Santana Formation also contains copepods (Subclass Copepoda). Well-preserved copepods, belonging to the Superfamily Dichelesthioidea, have been found in gills of the fish Cladocyclus gardneri (Cressey & Patterson 1973Cressey R. & Patterson C. 1973. Fossil parasitic copepods from a Lower Cretaceous fish. Science, 180:1283-1285.). On the other hand, it is possible that neither the copepod nor its host (Cladocyclus gardneri) is definitively marine in the Santana Formation (John G. Maisey, personal communication).

Fishes

Among classic fish species of the Santana Formation, Araripichthys castilhoi (Family Araripichthyidae) is surely Tethyan (Maisey & Moody 2001Maisey J.G. & Moody J.M. 2001. A review of the problematic extinct teleost fish Araripichthys, with a description of a new species from the Lower Cretaceous of Venezuela. American Museum Novitates, 3324:1-27., Alvarado-Ortega & Brito 2011Alvarado-Ortega J. & Brito P.M. 2011. A new species of Araripichthys (Teleostei, Elopocephala) from the Tlayúa Formation (Cretaceous, Albian), México. Journal of Vertebrate Paleontology, 31(6):1376-1381.). Cratoamia gondwanica is a marine fish, of the Tribe Vidalamiini (Subfamily Vidalamiinae, Family Amiidae), described from the Crato Member (Santana Formation). Although instituted as a new species, it is considered indicative of Tethyan influence, because the Tribe Vidalamiini is unknown beyond the Tethyan Realm (Brito et al. 2008Brito P.M. & Yabumoto Y 2011. An updated review of the fish faunas from the Crato and Santana formations in Brazil, a closerelationship to the Tethys fauna. Bulletin Kitakyushu Museum Natural History and Human History, SerA, 9:107-136.).

Nanaichthys longipinnus - a marine fish attributed to the Subfamily Rubiesichthyinae (Family Amiidae) - has been reported from the Marizal Formation (Tucano Basin). It was described as a new species, but is considered to connote Tethyan influence in view of the fact that the Subfamily Rubiesichthyinae is evidently exclusive to the Tethyan Realm (Amaral & Brito 2012Amaral C.R.L & Brito P.M. 2012. A new Chanidae (Ostariophysii: Gonorynchiformes) from the Cretaceous of Brazil with affinities to Laurasian gonorynchiforms from Spain. PLoS ONE, 7(5): 1-9 Disponível em: <http://www.plosone.org/article/fetchObject.action?uri=info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0037247&representation=PDF>. Acesso em: 29 mai 2014.
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).

Reptiles (Turtles)

Among fossil reptiles of the Santana Formation, there are two species of marine turtles: Araripemys barretoi and Santanachelys gaffneyi. The former was reported by Price (1973)Price L.I. 1973. Quelônio Amphichelydia no Cretáceo Inferior do Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Geociências, 3(2):84-96. from the Santana do Cariri region and considered to be representative of a group hitherto unrecorded outside the northern hemisphere. Araripemys barretoi was registered also from the Parnaíba Basin, in the Albian interval of the Itapecuru Formation (Kischlat & Carvalho 2000Kischlat E.E. & Carvalho I.S. 2000. A specimen of Araripemys barretoi Price (Chelonii, Pleurodira) from the Itapecuru Formation (Lower Cretaceous of northeastern Brazil). In: 2° Simpósio Brasileiro de Paleontologia de Vertebrados. Rio de Janeiro, Boletim de Resumos, p. 33., Batista & Carvalho 2007Batista D.L. & Carvalho I.S. 2007. O gênero Araripemys (Chelonii, Pleurodira) no Cretáceo brasileiro. In: Carvalho I.S., Cassab R.C.T., Schwanke C., Carvalho M.A., Fernandes A.C.S., Rodrigues, M.A.C., Carvalho M.S.S., Arai M., Oliveira M.E.Q. (eds.) Paleontologia: Cenários de Vida. Rio de Janeiro, Editora Interciência, v. 1, p. 291-297.). These authors have considered Araripemys barretoi as freshwater turtle, but Oliveira (2007)Oliveira G.R. 2007. Aspectos tafonômicos de Testudines da Formação Santana (Cretáceo Inferior), Bacia do Araripe, Nordeste do Brasil. Anuário do Instituto de Geociências-UFRJ, 30(1):83-93. admitted that it could inhabit also marine environments.

Tethyan fossils in the Sergipe Basin

Whereas in the interior basins marine deposition was interrupted in the Albian-Cenomanian, the continental-marginal basins continued to receive marine sediments. The situation of the Sergipe Basin is particularly notable for two reasons: (1) even after the disappearance of the seaway of northeastern Brazil, it continued to receive marine sedimentation due to the opening of Pernambuco-Paraíba gateway; (2) because of the regression and uplift, which began in Late Cretaceous, the basin has several exposures whence megafossils can be collected.

Pelagic Calcispheres

Most fossils called "calcispheres" are pithonellids (calcareous dinoflagellates), which are distinctly Tethyan (Dias-Brito 2002Dias-Brito D. 2002. Os fósseis da bacia de Sergipe-Alagoas: calcisferas pelágicas. Phoenix, Ano 4, 39. Disponível em: <http://www.phoenix.org.br/Phoenix39_Mar02.htm>. Acesso em: 29 mai 2014.
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).

Foraminifera

According to Koutsoukos (1992)Koutsoukos E.A.M. 1992. Late Aptian to Maastrichtian foraminiferal biogeography and palaeoceanography of the Sergipe Basin, Brazil. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 92(3-4):295-324., most foraminiferal assemblages, either planktonic or benthonic, suggest Tethyan affinity. Among planktonic species from Aptian/Albian strata, the following are especially important as Tethyan indicators: Globigerinelloides aptiensis, G. barri, G. blowi, G. ferreolensis, G. maridalensis, Hedbergella labocaensis, H. maslakovae, H. semielongata and H. similis (Bengtson & Koutsoukos 1992Bengtson P. & Koutsoukos E.A.M. 1992. Ammonite and foraminiferal dating of the first marine connection between the Central and South Atlantic. In: Curnelle R. (ed.), Géologie Africaine (Recueil des Communications: 1er. Colloque de Stratigraphie et de Paléogéographie des bassins sédimentaires Ouest-Africains/ 2e. Colloque Africain de Micropaléontologie, Libreville, Gabon, 6-8 mai 1991). Boussens, Elf Aquitaine Edition, p. 403 (Elf Aquitaine Mémoire, v.13)., Bengtson et al. 2007Bengtson P. & Koutsoukos E.A.M. 1992. Ammonite and foraminiferal dating of the first marine connection between the Central and South Atlantic. In: Curnelle R. (ed.), Géologie Africaine (Recueil des Communications: 1er. Colloque de Stratigraphie et de Paléogéographie des bassins sédimentaires Ouest-Africains/ 2e. Colloque Africain de Micropaléontologie, Libreville, Gabon, 6-8 mai 1991). Boussens, Elf Aquitaine Edition, p. 403 (Elf Aquitaine Mémoire, v.13)., Koutsoukos & Bengtson, 2007a, bKoutsoukos E.A.M. & Bengtson P. 2007a. Evaluating the evidence on the opening of the Equatorial Atlantic gateway and its global impact. In: GSA Annual Meeting. Denver, GSA Abstracts with Programs, v. 39, n. 6, p. 445.).

Radiolarians

Radiolarians were recorded by Koutsoukos & Hart (1990)Koutsoukos E.A.M. & Hart M.B. 1990. Radiolarians and diatoms from the mid-Cretaceous successions of the Sergipe Basin, Northeastern Brazil: palaeoceanographic assessment. Journal of Micropalaeontology, 9(1):45-63. from the Albian (Riachuelo Formation) and the Cenomanian-Turonian (Cotinguiba Formation). Although the authors did not comment vis-à-vis the Tethyan character of these microfossils, they alluded to taxonomic and morphotypic affinities with coeval assemblages reported from the Caribbean region (Puerto Rico) and the North American western interior (Colorado, Kansas, Wyoming, Alberta).

Molluscs

Bivalves are the most traditional focus of paleontological studies of Aptian/Albian strata in the Sergipe Basin. One of the classic species is Myophorella coqueiroensis, which is marine (Hessel 2005Hessel M.H. 2005. Myophorella coqueiroensis (Maury 1937), um bivalvia Trigoniida do Eo-Albiano de Sergipe. Paleontologia em Destaque (Boletim da Sociedade Brasileira de Paleontologia), Ano 20, 49:41.). Andrade & Seeling (2000)Andrade E.J. & Seeling J. 2000. Os fósseis da bacia de Sergipe-Alagoas: os moluscos bivalves. Phoenix, Ano 2, 18. Disponível em: <http://www.phoenix.org.br/Phoenix18_Jun00.html>. Acesso em: 29 mai 2014.
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and Seeling & Andrade (2000)Seeling J. & Andrade E.J. 2000. Os fósseis da bacia de Sergipe-Alagoas: os inoceramídeos. Phoenix, Ano 2, 19. Disponível em: <http://www.phoenix.org.br/Phoenix19_Jul00.html>. Acesso em: 29 mai 2014.
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emphasized the richness of marine bivalve faunas in the Sergipe Basin. Among bivalves of the Riachuelo Formation (Aptian-Albian), the genus Neithea is very important in containing such Tethyan species as: Neithea alpina, N. coquandi and N. hispanica. The species Neithea alpina and N. coquandi are also present in the Algodões Formation (Albian-Cenomanian, Camamu Basin) (Andrade et al. 2004Andrade E.J., Seeling J., Bengtson P., Souza-Lima W. 2004. The bivalve Neithea from the Cretaceous of Brazil. Journal of South American Earth Sciences, 17:25-38.).

Gastropods are also very abundant in the Sergipe Basin; according to Cassab (2000)Cassab R.C.T. 2000. Os fósseis da bacia de Sergipe-Alagoas: os gastrópodos. Phoenix, Ano 2, 18. Disponível em: <http://www.phoenix.org.br/Phoenix20_Ago00.html>. Acesso em: 29 mai 2014.
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, most of them have Tethyan affinity.

Ammonoids are the most important fossil group in the Sergipe Basin (Bengtson & Souza-Lima 2000Bengtson P. & Souza-Lima W. 2000. Os fósseis da bacia de Sergipe-Alagoas: os amonóides. Phoenix, Ano 2, 16. Disponível em: <http://www.phoenix.org.br/Phoenix16_Abr00.html>. Acesso em: 29 mai 2014.
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). Among species from the Aptian-Albian interval, the following are considered typically Tethyan: Epicheloniceras cf. martinioides, Vectisites simplex and V. cf. cruzi (Bengtson & Koutsoukos 1992Bengtson P. & Koutsoukos E.A.M. 1992. Ammonite and foraminiferal dating of the first marine connection between the Central and South Atlantic. In: Curnelle R. (ed.), Géologie Africaine (Recueil des Communications: 1er. Colloque de Stratigraphie et de Paléogéographie des bassins sédimentaires Ouest-Africains/ 2e. Colloque Africain de Micropaléontologie, Libreville, Gabon, 6-8 mai 1991). Boussens, Elf Aquitaine Edition, p. 403 (Elf Aquitaine Mémoire, v.13)., Bengtson et al. 2007Bengtson P. & Koutsoukos E.A.M. 1992. Ammonite and foraminiferal dating of the first marine connection between the Central and South Atlantic. In: Curnelle R. (ed.), Géologie Africaine (Recueil des Communications: 1er. Colloque de Stratigraphie et de Paléogéographie des bassins sédimentaires Ouest-Africains/ 2e. Colloque Africain de Micropaléontologie, Libreville, Gabon, 6-8 mai 1991). Boussens, Elf Aquitaine Edition, p. 403 (Elf Aquitaine Mémoire, v.13)., Koutsoukos & Bengtson 2007a, bKoutsoukos E.A.M. & Bengtson P. 2007a. Evaluating the evidence on the opening of the Equatorial Atlantic gateway and its global impact. In: GSA Annual Meeting. Denver, GSA Abstracts with Programs, v. 39, n. 6, p. 445.).

Echinoids

Echinoids (typically marine) are very common in the Aptian-Coniacian interval of the Sergipe Basin (Seeling et al.2000Seeling J. & Andrade E.J. 2000. Os fósseis da bacia de Sergipe-Alagoas: os inoceramídeos. Phoenix, Ano 2, 19. Disponível em: <http://www.phoenix.org.br/Phoenix19_Jul00.html>. Acesso em: 29 mai 2014.
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, Manso 2003Manso C.L.C. 2003. Paleoecologia, paleobiogeografia e sistemática dos equinóides do Aptiano-Albiano (Cretáceo) do Brasil. PhD Thesis, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 206 p.); and Manso & Souza-Lima (2012)Manso C.L.C. 2003. Paleoecologia, paleobiogeografia e sistemática dos equinóides do Aptiano-Albiano (Cretáceo) do Brasil. PhD Thesis, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 206 p. described new taxa from the basin's Aptian-Albian strata. The last-mentioned authors did not affirm a Tethyan affinity, but previous records of taxa cited in their paper suggest that all of them are indeed Tethyan.

Fishes

Several fish species reported from the Santana Formation (Araripe Basin) also occur in the Riachuelo Formation of the Sergipe Basin, namely: Cladocyclus gardneri, Neoproscinetes penalvai, Notelops brama, Rhacolepis buccalis, Tharrhias araripis and Vinctifer comptoni (Silva-Santos 1991Silva-Santos R. 1991. Fósseis do Nordeste do Brasil: paleoictiofáunula da Chapada do Araripe. Departamento de Biologia Animal e Vegetal, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 64 p., Souza-Lima et al. 2002Souza-Lima R.., Richter M.., Buckup P.., Souza-Lima W.. 2002. Os fósseis da bacia de Sergipe-Alagoas: os peixes marinhos. Phoenix, Ano 4, 41. Disponível em: <http://www.phoenix.org.br/Phoenix41_Mai02.html>. Acesso em: 29 mai 2014.).

DISCUSSION

As demonstrated above, the paleontological data, involving several fossil groups, indicate the Tethyan origin of earlier marine waters that entered the primitive South Atlantic, even before the deposition of Aptian evaporites. The Tethyan influence persisted in all BCMBs (excepting the Pelotas Basin) until the latest Albian (Vraconian). For the Albian, the Tethyan influence is further evidenced by geochemical data (Azevedo 2001Azevedo R.L.M. 2001. O Albiano no Atlântico Sul: estratigrafia, paleoceanografia e relações globais. PhD Thesis, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 401 p., 2004Azevedo R.L.M. 2004. Paleoceanografia e a evolução do Atlântico Sul no Albiano. Boletim de Geociências da Petrobras, 12(2):231-249.).

In northeastern Brazil, non-marine conditions were established in the interior basins in the Cenomanian, according to dating of the estuarine deposits of the Itapecuru Formation (Klein & Fereira 1979Klein V.C. & Ferreira C.S. 1979. Paleontologia e estratigrafia de uma fácies estuarina da Formação Itapecuru, estado do Maranhão. Anais da Academia Brasileira de Ciências, 51(3):521-533.) in the São Luís Basin. These represent the latest marine sedimentation on the NW-SE trend formed by the São Luís, Parnaíba and Araripe basins. In contrast to the interior basins, the basins of the continental margin of northeastern Brazil continued to receive marine sediments, and the Tethyan influence persisted in the Potiguar and Sergipe basins until the Late Cretaceous.

Recent geological data confirm the model proposed herein; i.e., the Tethyan origin of earlier marine waters emanating from the north. Of particular relevance are the following factors: (1) recognition of Neocomian (ca. 140 Ma) marine sediments on the Romanche Fracture Zone, between northeastern Brazil and West Africa (Gasperini et al. 2001Gasperini L., Bernoulli D., Bonatti E., Borsetti A.M., Ligi M., Negri A., Sartori R., von Salis K. 2001. Lower Cretaceous to Eocene sedimentary transverse ridge at the Romanche Fracture Zone and the opening of the equatorial Atlantic. Marine Geology, 176:101-119.); and (2) recognition of granitic basement in the Rio Grande Rise (Carvalho 2013Carvalho E. 2013. Geólogos acham possível continente submerso a 1.500 km do RJ. Ciência e Saúde. Disponível em: <http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2013/05/geologos-encontram-possivel-continente-afundado-1500-km-do-rj.html>. Acesso em : 27 mai 2014.
http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noti...
, Lisboa 2013a, bLisboa V. 2013a. Brasil pode descobrir "continente perdido" no Atlântico Sul. Exame.com. Disponível em: <http://exame.abril.com.br/tecnologia/noticias/brasil-pode-descobrir-continente-perdido-no-atlantico-sul>. Acesso em : 27 mai 2014.
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). The former point shows that the Tethyan waters reached the Brazilian equatorial margin as early as the beginning of the Cretaceous; the latter indicates that the physical barrier constituted by the "Microcontinent Rio Grande" and the Walvis Ridge effectively restrained free interchange of marine waters between the Pelotas and Santos basins. A similar model was proposed by Dingle (1999)Dingle R.V. 1999. Walvis Ridge barrier: its influence on palaeoenvironments and source rock generation deduced from ostracod distributions in the early South Atlantic Ocean. Geological Society, London, Special Publications, 153:293-302., who referred to the "proto-Walvis Ridge barrier".

CONCLUSIONS

  • Aptian marine sedimentation took place under the influence of Tethyan waters in all the BCMBs (Brazilian Continental-Margin Basins), except the Pelotas Basin, which was separated from them by the barrier constituted by the "Rio Grande Microcontinent".

  • The most probable route for the water entering the Northeastern Brazil seaway is through the São Luís, Parnaíba, Araripe and Sergipe basins, thus permitting the ingress of Tethyan waters into the basins of eastern and southeastern Brazil.

  • Considering the occurrences of marine fossils in the Areado Formation (São Francisco Basin), the total extent of the Aptian marine transgression into the continental interior could be much greater than has traditionally been postulated. That could be confirmed in the future by the possible discovery of Aptian marine strata in the Parecis Basin (Arai 1999Arai M. 1999. A transgressão marinha mesocretácea: sua implicação no paradigma da reconstituição paleogeográfica do Cretáceo no Brasil. In: 5° Simpósio sobre o Cretáceo do Brasil. Serra Negra, Boletim, p. 77-582.).

  • The classic modeling of the Barremian-Aptian marine transgression (e.g., Dias 1991Dias J.L. 1991. Análise estratigráfica e evolução da fase "rift" nas bacias das margens leste e sudeste do Brasil. MS Dissertation, Rio de Janeiro, 145 p., 2005Dias J.L. 2005. Tectônica, estratigrafia e sedimentação no Andar Aptiano da margem leste brasileira. Boletim de Geociências da PETROBRAS, 13(1): 7-25., 2008Dias J.L. 2008. Estratigrafia e sedimentação dos evaporitos neo-aptianos na margem leste brasileira. In: Mohriak W., Szatmari P., Couto Anjos S.M. (eds.). Sal - Geologia e Tectônica: Exemplos nas Bacias Brasileiras. Rio de Janeiro, Petrobras/ Beca Edições Ltda., p. 220-229.) needs to be reviewed.

  • Paleontological studies can provide important data in support of a paradigm revolution. For example, the continental-drift hypothesis, proposed by Wegener in the early 20th century, was originally underpinned by detailed paleontological observations and the fitting of the contours of South America and Africa.

ACKNOWLEDGEMENTS

The author thanks Professor Geoffrey Playford (The University of Queensland, Brisbane, Australia) for reviewing the manuscript and making linguistic and other amendments; Dr. John G. Maisey (American Museum of Natural History, New York) for useful comments and suggestions that contributed to improving this paper; Dr. Paulo M. Brito (UERJ, Rio de Janeiro) for providing useful papers on fish paleobiogeography; M.Sc. Rafael Matos Lindoso for providing his recent reprints; and PETROBRAS (Petróleo Brasileiro S.A.) for permission to publish this paper.

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Appendix Selected occurrences of marine megafossils in interior basins of northeastern Brazil.

Publication Dates

  • Publication in this collection
    Apr-Jun 2014

History

  • Received
    10 June 2014
  • Accepted
    10 June 2014
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