Depositional cyclicity and paleoecological variability in an outcrop of Rio Bonito formation, Early Permian, Paraná Basin, Rio Grande do Sul, Brazil

This article integrates faciological, paleobotanical, and palynological analyses to establish the relationship between depositional cyclicity and paleoecological patterns for the (Early Permian) Quitéria outcrop, Rio Bonito Formation, southern Paraná Basin, Rio Grande do Sul state. The basal section of this outcrop represents a coastal lagoon depositional system protected by barriers in microtide conditions, where peat-forming conditions developed in lowlands with ingression of distal alluvial fan deposits. The upper clastic section represents different environmental conditions, originated by the barrier sectioning brought by washover fans. The palynoflora identified in the basal section present a dominance of spores produced by arborescent and herbaceous lycophytes, as well as by sphenophytes and filicophytes, complementary forms of gymnosperm pollen grains. Algae or algae-elements, indicative of fresh, brackish, or marine water, are recorded together with terrestrial spores and pollen grains. The palynological content of matrix-supported conglomerates suggests a close, qualitative similarity with the coaly facies; however, the increase in gymnosperm pollen grains accompanied by a decrease in spores produced by pteridophyte vegetation is remarkable. The autochthonous roof-shale flora related to the clastic upper section is composed of basal stumps of arborescent cormose lycophytes (Brasilodendron pedroanum), understory vegetation (Botrychiopsis valida, Lycopodites sp.), small trees (Coricladus quiteriensis), undetermined filicoid rodheopterid fronds, and parautochthonous elements (Rubidgea sp., Cordaites sp.). Palynofloras point to floristic similarity between the roof-shale floras and the subjacent coal-forming parautochthonous floras. Correlations between the floristic data and those from high-resolution sequence stratigraphic methods indicate that this interval is associated with the final parasequences of the transgressive tract of Rio Bonito Formation, where coal levels are thin. The record in some coal palynofloras of Striadopodocarpites fusus, a component of the Hamiapollenites karrooensis subzone, as defined in the palynostratigraphic framework for the Paraná Basin, indicates a Kungurian age for the palynoflora.

ResumoO presente trabalho apresenta análises faciológicas, paleobotânicas e palinológicas, em que são estabelecidas relações entre ciclicidade deposicional e padrões paleoecológicos para as duas seções deposicionais definidas no afloramento Quitéria (Permiano Inferior/Médio), Formação Rio Bonito, sudeste da Bacia do Paraná, no estado do Rio Grande do Sul. A seção basal representa um sistema deposicional de laguna costeira protegida por barreiras em condições de micro-maré, onde se desenvolveram turfeiras em terras baixas assoreadas por depósitos distais de leques aluviais. A seção clástica sobreposta representa o mesmo sistema, porém em condições distintas, originadas pelo seccionamento da barreira provocada por leques de washover. A palinoflora identificada nos folhelhos carbonosos e nos carvões do intervalo basal mostra o predomínio de esporos de licófitas arborescentes e herbáceas e abundância de esporos de esfenófitas e filicófitas, constituindo os grãos de polens de gimnospermas formas complementares. Palinomorfos de afinidade botânica indeterminada, representando elementos do microplancton de água doce, salobra ou marinho, são identificados em associação com esporos e grãos de polens derivados de vegetação terrestre. Nos conglomerados, as análises palinológicas mostram forte similaridade de composição em relação à palinoflora das fácies carbonosas, ficando, entretanto, evidenciado aumento expressivo na quantidade de grãos de pólen gimnospérmicos e diminuição dos esporos de Pteridophyta. A flora identificada no nível de roof-shale, vinculado à seção superior, é caracterizada como uma flora autóctone composta por bases cormofíticas de licófitas arborescentes (Brasilodendron pedroanum), vegetação de soto-bosque (Botrychiopsis valida, Lycopodites sp.), arbustos (Coricladus quiteriensis), frondes indeterminadas de filicópsidas e rodeopterídeas, elementos parautóctones (Rubidgea sp. e Cordaites sp.). Evidências palinológicas comprovam similaridade composicional entre as floras relacionadas ao roof-shale e à vegetação formadora dos carvões parautóctones subjacentes. A correlação dos dados paleobotânicos e palinológicos, associados aos resultados obtidos através de estratigrafia de seqüências de alta resolução, demonstra que o intervalo analisado está relacionado com as parasseqüências finais do trato transgressivo da Formação Rio Bonito, onde os níveis de carvão se apresentam bastante delgados. A identificação de Striadopodocarpites fusus, componente da Subzona palinoestratigráfica Hamiapollenites karrooensis definida para a Bacia do Paraná, indica para a palinoflora idade correspondente ao Kunguriano.