Petrografia de Arenitos

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Revista Brasileira de Geociências Marivaldo dos Santos Nascimento & Ana Maria Góes 37(1): 50-63, março de 2007
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INTRODUÇÃO A petrografia de arenitos com ên-
fase em minerais pesados e tipos de grãos de quartzo é 
uma técnica amplamente utilizada no estudo de prove-
niência sedimentar, cujo principal objetivo é determi-
nar as áreas-fonte e reconstituir a história de sedimen-
tos desde a sua erosão inicial até a acumulação e soter-
ramento na bacia de deposição (Morton & Hallswoth 
1994; Lihou & Mange-Rajetzky 1996; Moral Cardona 
 Petrografia de arenitos e minerais pesados de depósitos cretáceos 
 (Grupo Itapecuru), Bacia de São Luís-Grajaú, norte do Brasil
Marivaldo dos Santos Nascimento1, 2 & Ana Maria Góes3
Resumo Petrografia de arenitos, análise textural de minerais pesados e grãos de quartzo e padrão de paleo-
correntes revelaram a historia sedimentar e as áreas-fonte potenciais de depósitos do Grupo Itapecuru na borda 
sul da Bacia de São Luís-Grajaú. Os depósitos estudados são quartzo-arenitos cuja assembléia de minerais 
pesados é composta de turmalina, zircão, estaurolita, rutilo e cianita. Zircão e turmalina, preferencialmente, 
apresentam-se nas formas de grãos prismáticos subarredondados a bem arredondados. Grãos nas formas eué-
dricas angulosas destes minerais, embora menos freqüentes, foram identificados. Estas evidências indicam fon-
tes diferentes como rochas sedimentares e metassedimentares, além de rochas graníticas do embasamento. O 
quartzo, geralmente, apresenta-se na forma de grãos irregulares angulosos a subarredondados, monocristalinos, 
com extinção oscilatória ou simultânea. Espécimes policristalinos são menos freqüentes, inclusive os fragmen-
tos líticos. As texturas superficiais observadas neste mineral são similares às encontradas nos minerais pesados, 
com destaque para as de origem mecânica. As composições modais dos arenitos laçadas em diagramas QFLt 
caem nos campos de proveniência de blocos continentais e cinturões orogênicos. O padrão de paleocorrentes 
e o índice RuZi permitiram definir quatro intervalos estratigráficos A, B, C and D, da base para o topo, que 
tiveram fontes potencialmente distintas. Os sedimentos da Zona A que foram fornecidos de áreas localizadas 
a norte e a nordeste da Bacia de São Luis-Grajaú, que incluem rochas do Cráton São Luís e Cinturão Gurupi, 
e do noroeste da Província Borborema. Os sedimentos das Zonas B, C e D foram supridos por terrenos ao sul, 
sudoeste e sudeste da região, onde afloram rochas do leste do Craton Amazônico, da porção norte da Faixa 
Araguaia e do sudoeste da Província Borborema. 
Palavras-chave: Petrografia, Minerais pesados, Grãos de quartzo, Bacia de São Luís-Grajaú.
Abstract Petrography of sandstones and heavy minerals of cretaceous deposits (Itapecuru Group), 
São Luís Grajaú Basin, northern Brazil Petrography, heavy minerals and quartz analyses, palaeocur-
rent data revaled the sedimentary story and potential source areas of sandstones of the Itapecuru Group in 
the southern margin of the São Luís-Grajaú Basin. The studied deposits consist of quartzarenites with heavy 
mineral assemblage consisting of tourmaline, zircon, staurolite, rutile and kyanite with a wide variety of forms, 
mechanical surface textures, and colors. The predominance of rounded zircon and tourmaline grains suggests 
a strong contribution from recycled sediments from sedimentary and metassedimentary rocks. Quartz grains 
exhibit irregular forms, monocrystaline and polycrystalline types and surface textures similar to the heavy 
minerals grains. The modal composition in a Q-F-Lt plot suggests their origin from continental block and recy-
cled orogen. The potential sources were mainly sedimentary rocks, as well as medium -to high-grade metamor-
phic and granitic rocks. The studied profile was subdivided into four stratigraphic levels A, B, C and D, through 
palaeocurrent data and RuZi index, which indicate change in source areas. Palaeocurrent pattern suggests that 
the Zone A, at the base of the succession, were sourced from the northern and northeastern regions, including 
the São Luís Craton, Gurupi Belt, and northwestern portion of the Borborema Province. Sediments of the zones 
B, C and D were supplied from the southern, southwestern and southeastern regions, including the Amazonian 
Craton, Araguaia Belt, and Borborema Province. 
Keywords: Petrography, Heavy mineral, Quartz grains, São Luís-Grajaú Basin.
1 - Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica, Universidade Federal do Pará, Marabá. Pará. E-mail: msn@ufpa.br
3 - Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP. E-mail: goes@igc.usp.br
et al. 1996; Weltje & von Eynatten 2004). Alguns fato-
res, como geologia clima e relevo na área-fonte exer-
cem importantes controles na composição e no volume 
de sedimentos que, inicialmente, são inseridos no ciclo 
sedimentar. Adicionalmente, durante o transporte, de-
posição e soterramento das partículas, esta assinatura 
composicional pode ser efetivamente modificada por 
influência do comportamento hidráulico das partículas 
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Marivaldo dos Santos Nascimento & Ana Maria Góes
e dissolução intraestratal durante processos diagené-
ticos (Morton & Hallsworth 1994, 1999). Entretanto, 
com base em estudos sistemáticos sobre a composição 
do arcabouço dos arenitos, incluindo detalhamento das 
variedades de minerais pesados e dos grãos de quartzo, 
pode-se obter informações diagnósticas que permitam 
interpretar a proveniência dos sedimentos (Krinsley & 
Donahue 1968; Krinsley & Doornkamp 1973; Dickin-
son 1985; Mahaney 2002).
Os depósitos albianos da Bacia de São Luís-
Grajaú apresentam espessuras que variam de 500 a 
800m no seu depocentro principal. Estes são incluídos 
na Unidade Indiferenciada (Rossetti & Truckenbrodt 
1987), a principal unidade estratigráfica cretácea do 
Grupo Itapecuru, o qual compõe grande parte do pre-
enchimento desta bacia. Em função da sua representa-
tividade estratigráfica, justifica-se sua importância para 
o entendimento da evolução e origem de depósitos acu-
mulados neste período no Norte do Brasil. Entretanto, 
apenas trabalhos de cunho faciológico e paleoambien-
tal foram desenvolvidos nestes depósitos (Anaisse Jr 
et al. 2001; Rossetti 2001; Rossetti & Góes 2003). A 
caracterização petrográfica e a análise de proveniên-
cia destes depósitos não têm merecido a atenção ne-
cessária. Portanto, neste contexto, este artigo apresenta 
resultados de análise petrográfica de arenitos, com ên-
fase nos minerais pesados e nos grãos de quartzo de 
depósitos do Grupo Itapecuru que afloram na rodovia 
MA006, região de Grajaú (MA), borda sul da Bacia de 
São Luís-Grajaú. O objetivo foi investigar sua história 
sedimentar e as áreas-fonte, dentro do contexto evolu-
tivo desta bacia. 
CONTEXTO GEOLÓGICO A Bacia de São Luís-
Grajaú é uma ampla região sedimentar que abrange o 
Estado do Maranhão e o nordeste do Pará, desenvolvi-
da na Margem Continental Equatorial Norte Brasileira 
como resultado de esforços tectônicos relacionados à 
abertura do Oceano Atlântico, no contexto da fragmen-
tação do Gondwana, no Mesozóico. Esta bacia encon-
tra-se limitada a sul pelo Antéclise Xambioá-Alto Rio 
Parnaíba, a oeste pelo Arco Capim, a leste pelo linea-
mento Rio Parnaíba e pela Plataforma Ilha de Santa-
na, ao norte (Fig. 1). Dentre as unidades sedimentares 
cretáceas desta bacia, a albiana é a mais representativa, 
a qual é constituída de arenitos, argilitos e síltitos de 
ambientes deposicionais transicionais e continentais 
(Rossetti 2001). Exposições correlatas a este intervalo 
estratigráfico ocorrem na porção sul da Bacia de São 
Luís-Grajaú que, segundo Rossetti & Góes (2003), re-
presentam um sistema deposicional flúvio-deltaico que 
migrou de sul para norte. 
A sedimentação cretácea na Bacia de São Luís-
Grajaú desenvolveu-se diretamente sobre rochaspaleo-
zóicas da Bacia de Parnaíba, além de rochas metamór-
ficas e ígneas pré-cambrianas da porção norte da Faixa 
Araguaia, Faixa Gurupi, crátons Amazônico e Gurupi 
e Província Borborema (Fig. 1). Os depósitos da Bacia 
do Parnaíba afloram nas porções oeste, sul e leste da 
Bacia de São Luís-Grajaú, com destaque para ampla 
variedade de rochas sedimentares siliciclásticas e vul-
canossedimentares das formações Mosquito e Corda, 
que se expõem sob influência do Antéclise Xambioá-
Rio Parnaíba. Na Faixa Araguaia ocorrem dois prin-
cipais grupos litoestratigráficos: os grupos Estrondo e 
Tocantins, compostos dominantemente de rochas me-
tassedimentares (metaconglomerados, quartzitos, xis-
tos e filitos). O embasamento desta faixa é representado 
pelo Complexo Colméia (gnaisses e anfibolitos) e pelo 
Gnaisse Cantão (Costa, 1980; Souza et al., 1985), am-
bos considerados por Moura & Gaudette (1993) como 
uma extensão do Cráton Amazônico na Faixa Araguaia. 
Ao norte da Bacia de São Luís-Grajaú, aflora o Cráton 
São Luís, uma ‘janela’ pré-cambriana em meio a depó-
sitos fanerozóicos, que representa parte do Cráton Oes-
te Africano deixado na Placa Sul-Americana em função 
da fragmentação de Gondwana. Este cráton consiste de 
rochas ígneas e metavulcanossedimentares que, na sua 
porção sudoeste, mantém contato por falha com a Faixa 
Gurupi. Esta faixa inclui rochas metassedimentares e 
metavulcânicas, além de gnaisses e granitóides (Almei-
da et al. 2000). A sudeste e leste, a Província Borbore-
ma inclui terrenos do Ciclo Brasiliano limitados por zo-
nas de cisalhamento regional reativadas no Paleozóico 
e Meso-Cenozóico (Brito Neves et al., 2001). 
ASPECTOS FACIOLÓGICOS E PALEOAM-
BIENTAIS Os afloramentos estudados neste traba-
lho correspondem a pacotes sedimentares com até 15 
m de altura e dezenas de metros de extensão lateral, 
localizados num trecho de 70km ao longo da rodovia 
MA-006, região de Grajaú, Estado do Maranhão (Fig. 
2). Esta sucessão sedimentar representa um sistema de-
posicional flúvio-deltaico, representado por: depósitos 
de canais fluviais (Fig. 2A) e distributários que ocor-
rem, respectivamente, nas porções superior e interme-
diária desta sucessão, constituídos de arenitos finos a 
médios, moderadamente selecionados, com estratifica-
ções cruzadas tabulares cujos foresets têm inclinações 
preferenciais para N, também ocorrem conglomerados 
intraformacionais; depósitos de barras de desemboca-
dura com geometria sigmóide bem desenvolvida (Fig. 
2B) que merecem destaque porque serem os mais fre-
qüentes na sucessão, representados por arenitos finos a 
médios, bem a moderadamente selecionados, com es-
tratos cruzados indicam paleocorrentes para NE e SE; 
depósitos de face litorânea superior (upper shoreface) 
e antepraia (foreshore) (Fig. 2D) compostos de arenitos 
finos, sílticos, que possuem abundantes marcas de reati-
vação, além de estratificação cruzada swaley/hummocky 
e laminações onduladas, com orientações preferenciais 
para NE e subordinadamente para SE; e depósitos de 
barras distais-prodelta, baía interdistributária-crevassa 
caracterizados por intercalações de arenitos, siltitos e 
argilitos, e marcam as fácies, que predominam na base 
da sucessão, onde os estratos cruzados mergulham para 
SW e W.
MÉTODOS E MATERIAIS As 34 amostras de are-
nitos selecionadas para estudo foram coletadas em 13 
Petrografia de arenitos e minerais pesados de depósitos cretáceos (Grupo Itapecuru), 
Bacia de São Luís-Grajaú, norte do Brasil
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afloramentos, onde foram elaboradas seções colunares 
para estudo das sucessões faciológicas e controle estra-
tigráfico das amostragens. Foram levantadas 202 medi-
das de paleocorrentes em diferentes níveis, sendo 190 
tomadas em grupos, num total de 10, e 12 em pontos 
isolados nos afloramentos, que serviram para estabele-
cer um maior controle do padrão geral da orientação dos 
estratos cruzados em toda extensão da sucessão sedi-
mentar. Estes dados foram interpretados em histograma 
de freqüência circular, mais conhecido como diagrama 
em rosácea. Orientações de eixos de canais distributá-
rios e fluviais foram inferidas como base estratificações 
cruzadas acanaladas de médio porte. A análise petro-
gráfica dos arenitos foi realizada em lâminas delgadas, 
contando-se 200 pontos por lâmina, segundo critérios 
de Dickinson (1985). Os resultados foram lançados e 
interpretados em diagramas QFL e QFLt (Dickinson 
1985; Pettijohn et al. 1987). Os minerais pesados trans-
parentes não-micáceos, fração 125-62µm, foram con-
centrados por decantação em bromofórmio, segundo os 
procedimentos descritos por Mange & Maurer (1992). 
A identificação e a contagem de grãos (~100grãos/lâmi-
na), para a determinação das assembléias mineralógi-
cas, foram conduzidas ao microscópio petrográfico. Pa-
ralelamente, foi calculado o índice ZTR, para avaliar o 
grau da maturidade mineralógica (Hubert 1962), e o ín-
dice rutilo/zircão (RuZi), para identificar possíveis mu-
danças nas características da proveniência. A definição 
deste índice é detalhadamente discutida por Morton & 
Hallsworth (1994). Os aspectos morfológicos e as tex-
turas superficiais em grãos de minerais pesados e quart-
zo, assim como as características internas da turmalina 
e do zircão vistas em seções polidas, foram reveladas 
com auxílio de um microscópio eletrônico de varredu-
ra (MEV) do Museu Paraense Emílio Goeldi. Para este 
tipo de análise, os grãos foram previamente metaliza-
dos com ouro e fixados em fita adesiva dupla-face. A 
identificação e interpretações das texturas superficiais, 
como também as feições internas aos grãos de zircão, 
basearam-se nos trabalhos de Mahaney (2002) e Corfu 
et al. (2003).
RESULTADOS Composição modal dos arenitosO 
uso de modelos detríticos quantitativos, calculados a 
partir da contagem pontual de seções delgadas, para in-
ferir a proveniência sedimentar de arenitos é bem esta-
belecida (Dickinson 1985). Aparentemente, a geologia 
e ambiente tectônico da área-fonte exercem controle 
principal na produção de diferentes tipos de arenitos, 
porém, os sedimentos, quando introduzidos no sistema 
de dispersão sedimentar, têm sua composição original 
modificada por fatores como intemperismo, transporte, 
deposição e diagênese (Suttner & Basu 1981; Morton 
& Hallsworth 1999). Segundo Pettijohn et al. (1987) 
e Augustsson & Bahlburg (2003), sedimentos minera-
logicamente maturos, são caracterizados pelo elevado 
teor de quartzo e, normalmente, tiveram sua composi-
ção modificada a partir da sua fonte original, causando 
perdas substanciais das informações inerentes à prove-
niência. Contudo, métodos da contagem de grãos do 
arcabouço detrítico de arenitos possibilitam definir a 
sua ambiência tectônica e a proveniência (Dickinson 
1985). 
Os arenitos estudados neste trabalho compõem 
aproximadamente 75% dos depósitos cretáceos expos-
tos na borda sul da Bacia de São Luís-Grajaú. Possuem 
granulometria fina a média, ocasionalmente grossa, 
bem a moderadamente selecionados. Cerca de 80% dos 
grãos do arcabouço representam quartzo monocristali-
no (Qm) e policristalino (Qp), sendo o restante repre-
Figura 1 - Mapa geológico simplificado com as bacias sedimentares cretáceas no Norte do Bra-
sil, com destaque para a Bacia de São Luís-Grajaú e o perfil estudado (seta). 
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sentado por fragmentos líticos (Lt; essencialmente de 
quartzitos) e, com menor freqüência, fragmentos de 
chert (Ch) (Fig. 3). Os grãos de quartzo exibem for-
mas irregulares angulosas, subarredondadas a arredon-
dadas, que mantêm contatos, principalmente, pontuais 
ou raramente suturados (Fig. 3A-B), sugerindo pouca 
compactação química. 
Aproximadamente 80% dos grãos represen-
tam quartzo monocristalino com extinção oscilatória 
(Qm
o
), e o restante com extinção simultânea (Qms). 
Raramente,foram observados sobre-crescimentos (S
o
) 
(Fig. 3C), como também grãos com evidências de de-
formação. O Qp representa menos de 4% do arcabouço 
e, internamente, é caracterizado por um conjunto de até 
três cristais que possuem contatos suturados e extinção 
oscilatória (Fig. 3D). Os fragmentos de chert (Ch) têm 
tamanhos variados, geralmente inferiores a 100µm de 
diâmetro (Fig. 3E), e representam menos de 1% do ar-
cabouço. Os fragmentos líticos representam em média 
15% do arcabouço e são caracterizados por agregados 
de quartzo, contendo fragmentos de micas orientados, 
que sugere evidências de deformação (Fig. 3F). Micas 
(biotita e muscovita), além de grãos de feldspato per-
fazem menos de 1% (Fig. 3B). O feldspato encontra-
se geralmente alterado para caulinita. As composições 
modais do arcabouço dos arenitos caem no campo do 
quartzo-arenito (Fig. 4A). A comparação destas compo-
sições no diagrama QFLt sugere proveniência de blocos 
continentais e orógens reciclados (Fig. 4B). Os resulta-
dos das contagens pontuais estão listados na tabela 1.
Minerais pesados As assembléias de destes mine-
rais são constituídas de turmalina, zircão, estaurolita, 
rutilo e cianita (Fig. 5), cujos percentuais relativos es-
tão listados na tabela 1. O índice ZTR atinge valores 
elevados que vaiam entre 68 e 94 (Tab. 1). Estes re-
sultados indicam a alta maturidade mineralógica dos 
arenitos. Além disso, a abundância de minerais pesa-
dos com formas arredondadas e subarredondadas, com 
grande variedade de texturas superficiais de natureza 
mecânica, põe em evidência a alta maturidade textural 
destes depósitos.
Foram identificadas 15 texturas superficiais 
nos grãos de minerais pesados, merecendo destaque 
fraturas conchoidais, marcas de percussão, arestas 
afiadas, bordas de abrasão, arestas arredondadas, las-
cas soerguidas e estrias, que representam entre 25 a 
75% das texturas observadas (Fig. 6). As texturas de 
dissolução manifestam-se na forma de superfícies irre-
gulares e cavidades lenticulares e representam menos 
Figura 2 - Aspectos gerais dos afloramentos estudados com destaque para as estruturas e geometria 
das camadas sedimentares: (A) depósitos de canais fluviais; (B) depósitos de barras de desembocadu-
ra; e (C) depósitos de facie litorânea superior (upper shoreface) e antepraia (foreshore).
Petrografia de arenitos e minerais pesados de depósitos cretáceos (Grupo Itapecuru), 
Bacia de São Luís-Grajaú, norte do Brasil
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Figura 3 - Micrografias (polarizadores cruzados) de arenitos, que mostram diversos aspectos dos 
grãos, como pode ser visto na legenda. 
Figura 4 – (A) Classificação dos arenitos em diagrama QFL de Pettijohn et al. 
(1987); (B) modelo detrítico segundo o diagrama triangular QFLt de Dickinson 
(1985). 
Legenda:
Qm
s
quartzo mo-
nocristalino 
com extinção 
simultânea;
Qm
o 
quartzo mo-
nocristalino 
com extinção 
oscilatória;
C
caulinita, 
Ch: chert; 
Bt
biotita; 
S
o
sobre-cresci-
mento; 
L
t
fragmento de 
quartizito; 
Mc
muscovita.
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Marivaldo dos Santos Nascimento & Ana Maria Góes
de 25% das feições observadas. Estas feições desta-
cam-se mais freqüentemente na estaurolita e, raramen-
te, na turmalina (Fig. 6).
TURMALINA É o mineral mais abundante nas as-
sembléias mineralógicas, com concentrações que va-
riam entre 24 e 89%. Geralmente, ocorre na forma de 
grãos prismáticos arredondados a bem arredondados, 
raramente euédricos, com coloração marrom a verde 
amarronzado e, raramente, variedades amarelas ou in-
colores (Fig. 4). Grãos na forma irregular são angulo-
sos a subangulosos e exibem cores verde, marrom ou 
azul (Fig. 5). Ao MEV, os grãos prismáticos euédricos 
de turmalina exibem arestas suavemente retrabalhadas, 
nas ocorrem pequenos fraturamentos conchoidais, além 
de estrias (Fig. 7A-C). Por outro lado, nos grãos pris-
máticos subédricos a bem arredondados destacam-se 
fraturamentos conhoidais visivelmente retrabalhados, 
associadas ao intenso abaulamento das restas, onde 
destacam-se marcas de percussão em forma de V, como 
também placas superficiais soerguidas (upturned pla-
tes). Feições de dissolução ocorrem com cavidades len-
ticulares orientadas perpendicularmente ao eixo crista-
lográfico c (Fig. 7D-E). As formas irregulares, por sua 
vez, possuem sucessivos fraturamentos conchoidais 
e arestas retrabalhadas. Internamente, 97% dos grãos 
de turmalina são homogêneos (Fig. 7D), e apenas 3% 
apresentam zoneamento incipiente (Fig. 7E).
ZIRCÃO Assim como a turmalina, o zircão ocorre em 
todas as assembléias de minerais pesados, com concen-
trações que variam de 2 a 61%. Em alguns níveis da su-
Amostra Qt F L Tot1 Zi Tu Ru Es Ci An Tot2 ZTR* RuZi*
G134a 86 4 10 200 8 63 3 22 2 2 100 74 27
G134b 85 2 13 200 10 65 5 18 1 99 80 33
G134 79 3 18 200 7 68 22 1 100 76 22
G134c 80 9 11 200 12 63 5 17 2 1 100 80 29
G136c 83 2 15 200 13 70 3 10 2 2 100 86 19
G144 85 1 14 200 25 61 1 11 2 100 87 4
G145 86 1 13 200 29 61 4 4 2 100 94 12
G146 83 8 9 200 17 62 7 11 3 100 86 29
G136b 85 8 7 200 9 67 2 22 1 1 100 78 18
G147 87 3 10 200 22 65 1 10 1 99 88 4
G136a 88 2 10 200 20 70 1 8 1 100 91 5
G136 87 2 11 200 15 65 4 14 2 100 84 21
G135 88 1 11 200 9 83 2 5 1 100 94 18
G143 86 3 11 200 2 66 14 20 100 68 0
G142 85 3 12 200 2 78 15 5 100 80 0
G141 80 5 15 200 52 24 2 15 6 99 78 4
G140 77 0 23 200 4 84 1 7 1 97 89 20
G139 76 2 22 200 30 60 1 9 100 91 3
G138 87 3 10 200 38 38 6 18 100 82 14
G133 88 2 10 200 27 46 2 20 5 100 75 7
G132 87 1 12 200 7 72 1 15 5 100 80 13
G131 82 1 17 200 2 70 2 25 1 100 74 50
G130 89 2 9 200 61 30 3 5 1 100 94 51
G128 80 5 15 200 5 74 6 10 5 100 85 55
G127 90 0 10 200 3 89 2 5 1 100 94 40
G126 71 1 28 200 3 77 1 14 3 98 81 25
G125 68 0 32 200 58 30 5 5 2 100 93 8
G125a 79 3 18 200 30 40 7 10 3 90 77 19
G121 71 5 24 200 24 48 11 8 90 83 31
G129 79 2 19 200 23 56 8 10 3 100 87 26
G124 81 9 10 200 26 47 4 18 5 100 77 13
G122 83 7 10 200 25 45 5 20 5 100 75 17
G123 77 5 18 200 20 49 8 20 3 100 77 29
G120 79 1 20 200 24 43 10 20 3 100 77 29
Média 83 3 15 19 60 4 13 2,8 0,3 83 20
Máxim. 96 9 32 61 89 11 25 20 3 94 55
Mínim. 68 7 2 24 4 68
Tabela 1 - Contagens de grãos.
Qt=quartzo total (Qm=monocristalino+Qp=policristalino+Ch=chert); F=feldspato; Lt=fragmento lítico; Zi=zircão, 
Tu=turmalina, Ru=rutilo, Es=estaurolita, Ci=cianita, Anf=anfibólio, An=anatásio; ZTR=Zi+Tu+Ru; RuZi=índice rutilo-
zircão; Tot1=total de grãos contados; Total2=total de minerais pesados contados, (*) valores sem percentual.
Petrografia de arenitos e minerais pesados de depósitos cretáceos (Grupo Itapecuru), 
Bacia de São Luís-Grajaú, norte do Brasil
56 Revista Brasileira de Geociências, volume 37 (1), 2007
cessão, as concentrações superam 50%. Normalmente, 
destacam-se os grãos de zircão nas formas prismáticas 
bem arredondadas a subarredondadas, preferencial-
mente são incolores. Esporadicamente ocorrem grãos 
na forma euédrica, com colações amarelada ou casta-
nha e um evidente zoneamento concêntrico (Figs. 5 e 
8A). As imagens ao MEV mostram uma grande quanti-
dade de feições superficiais de origem mecânica como 
bordas de abrasão, estrias e fraturas conchoidais (Fig. 
8B-F). Raramente foram observadas feições de dissolu-
ção, apenas em alguns grãos arredondados e nas arestas 
de grãos euédricos (Fig. 8B-G). A partir destas obser-
vações, pode-se admitir que as características texturas, 
descritas anteriormente, representem fontes distintas de 
zircão, uma vez que existem grãos na mesma assem-
bléia com texturas superficiais e grau de arredondamen-
to distinto. 
As seções polidas mostram três tipos de feições 
internas aos grãos de zircão: zoneamento concêntrico, 
homogêneo ou convoluto, genericamente designados 
de Zi1, Zi2 e Zi3, respectivamente (Fig. 9). Zi1 - re-
presenta 32% da população analisada e, preferencial-
mente, são grãos nas formas prismáticas subédricasou 
euédricas (Figs. 8A e 9). Entretanto, alguns espécimes 
formados por núcleos envolvidos por um ̀ manto` zona-
do, que possivelmente representa um sobre-crescimen-
to (Fig. 9:1 e 2). Zi2, compõe aproximadamente 50% 
da população e é o mais abundante, geralmente, possui 
hábito prismático bem arredondado (Figs. 4, 8A e 9). 
O tipo Zi3 compreende cerca de 18% da população e é 
representado por grãos metamíticos, que exibem altera-
ção química e evidências de dissolução (Fig. 9). 
Figura 5 - Imagens (luz natural) dos principais minerais pesados dos arenitos estudados: turmalina, zircão, 
estaurolita, cianita e rutilo (sobre-crescimento em turmalina, seta). Na base da sucessão sedimentar, ocorrem 
grãos de turmalina e zircão idiomórficos; em direção do topo os grãos tornam-se mais arredondados.
Revista Brasileira de Geociências, volume 37 (1), 2007 57
Marivaldo dos Santos Nascimento & Ana Maria Góes
ESTAUROLITA Possui concentração variando entre 
4% e 25% nas assembléias de pesados e, normalmente, 
ocorre como grãos irregulares subangulosos, angulosos 
e arredondados, esporadicamente prismáticos. Apresen-
tam-se nas colorações amarelo pálido ou intenso. Na 
figura 10, são mostradas as texturas superficiais encon-
tradas nos grãos de estaurolita, com evidências para as 
de origem mecânica, como: fraturamentos conchoidais, 
bordas afiadas ou com forte sinal de abrasão, marcas 
de percussão em forma de V, abundantes fraturas ra-
diais, fraturamentos conchoidais e degraus arqueados. 
Secundariamente, ocorrem as texturas provocadas por 
dissolução intraestratal como: superfícies corroídas 
identificadas como ‘crista de galo’, além de cavidades 
lenticulares orientadas (Fig. 10D). A orientação destas 
cavidades é controlada pelo retículo cristalino do mi-
neral.
OUTROS MINERAIS PESADOS Os minerais pesa-
dos menos freqüentes são: cianita (<5%), que normal-
mente possui hábito prismático tabular com algumas 
feições de dissolução e inclusões de zircão e minerais 
opacos (Figs. 5 e 11A); rutilo, que ocorre na forma de 
grãos prismáticos subédricos e irregulares arredonda-
dos, exibindo colorações de amarelo intenso a amarelo 
avermelhado, e abundantes texturas superficiais de ori-
gem mecânica (Figs. 5 e 11B); e anatásio, que apresenta 
forma euédrica angulosa, caracteristicamente, autigêni-
ca (Fig. 11C). 
DISTRIBUIÇÃO NO PERFIL Com base na distribui-
ção dos minerais pesados, no índice RuZi e no padrão 
de dispersão dos dados de paleocorrentes, foi possível 
subdividir a sucessão sedimentar em quatro interva-
los distintos, genericamente denominados de A, B, C 
e D, em ordem estratigráfica ascendente (Fig. 12). No 
intervalo A, o índice RuZi decresce ascendentemente 
de valore em torno de 29 para 8. Neste intervalo ocor-
rem traços de minerais como apatita, epídoto e granada, 
considerados raros nos depósitos cretáceo desta região. 
Embora em maiores concentrações, variedades simi-
lares são encontradas em extratos albianos com forte 
cimentação carbonática, na região de Codó, leste da 
Bacia de São Luís-Grajaú. Este intervalo corresponde 
aos depósitos de barras distais-prodelta, baía interdis-
tributária-crevassa, descritos anteriormente neste tra-
balho, onde os estratos cruzados indicam direções de 
paleocorrentes predominantes para SW e W.
O intervalo B caracteriza-se por valores de 
RuZi que variam de 8 na base a 55 no topo. O padrão 
de distribuição dos estratos cruzados indica paleocor-
rentes para N. Por outro lado, no intervalo C, os valores 
de RuZi variam de 50 na base a 0 no topo. Os estratos 
cruzados neste intervalo sugerem direções de paleocor-
rentes para NE. Finalmente, o intervalo D apresenta 
valores de RuZi de 20 na base a 15 no topo e as paleo-
correntes predominantes para N. Como o efeito hidráu-
lico, o intemperismo e a diagênese sobre os sedimentos 
podem ser minimizados pela determinação de razões de 
minerais estáveis com densidades similares, as mudan-
ças observadas nos valores do índice RuZi ao longo da 
sucessão estratigráfica sugerem mudanças nas caracte-
rísticas da área-fonte durante a formação destes depósi-
tos, corroborando os padrões de paleocorrentes que são 
diferentes nos quatro níveis supracitados.
Quartzo Normalmente apresentam-se na forma de 
grãos irregulares, subangulosos a angulosos, que exi-
bem uma grande variedade de texturas superficiais de 
origem mecânica. Estas texturas incluem marcas de 
percussão em forma de V, arestas agudas e afiadas, 
bordas de abrasão, arestas arredondadas, micro-placas 
soerguidas (upturned plates), superfícies polidas ou 
foscas, intenso fraturamento conchoidal, em várias 
escalas, fraturamentos radiais e superfícies de fratura-
mentos não-retrabalhadas (Fig. 13). Feições de dissolu-
ção foram apenas raramente observadas. 
A forma e as texturas superficiais dos grãos de 
quartzo corroboram o alto grau de retrabalhamento 
Figura 6 - Micrografias que mostram a morfolo-
gia e texturas superficiais dos minerais pesados 
e quartzo.
Petrografia de arenitos e minerais pesados de depósitos cretáceos (Grupo Itapecuru), 
Bacia de São Luís-Grajaú, norte do Brasil
58 Revista Brasileira de Geociências, volume 37 (1), 2007
mecânico dos sedimentos estudados, sendo as feições 
texturais pouco afetadas por processos de dissolução, 
em função da ausência de texturas relacionadas a este 
processo. 
Os sucessivos fraturamentos conchoidais, as mar-
cas de percussão, as bordas de abrasão, a forma dos 
grãos indicam expressivo retrabalhamento dos sedi-
mentos pelos agentes de transporte sedimentar. Para 
Mahaney (2002), feições semelhantes são produzidas 
em sedimentos arenosos, transportados por fluxo suba-
quoso e acumulados em ambiente fluvial e transicional. 
As evidências levantadas neste trabalho corroboram a 
interpretação de Rossetti & Góes (2003), que atribuí-
ram a sedimentação albiana na porção sul da Bacia de 
Figura 7 - Micrografias de turmalina ao MEV/elétrons retroespalhados: (A-C) morfo-
logia e texturas superficiais (1=fraturas conchoidais retrabalhadas, 7=bordas de abra-
são, 15=estrias); seções polidas (D) grão com “estrutura” homogênea; (E) zoneamento 
incipiente e presença de inclusões (setas).
Figura 8 - Fotomicrografias de zircão à luz natural e MEV: (A) *grãos amarelados, ** 
grãos castanhos; (B-D, F-I) texturas superficiais (setas indicando dissolução).
Revista Brasileira de Geociências, volume 37 (1), 2007 59
Marivaldo dos Santos Nascimento & Ana Maria Góes
São Luís-Grajaú a um sistema fluvio-deltaico influen-
ciado por ondas. Devendo-se ressaltar, porém, que 
muitas destas feições foram herdadas das áreas-fonte 
uma vez que, como visto anteriormente, tratam-se de 
arenitos cuja origem dos seus componentes detríticos 
está relacionada a fontes sedimentares e/ou metassedi-
mentares, ou seja, reciclagem. 
INTERPRETAÇÕES Os arenitos do Grupo Itape-
curu na região de Grajaú apresentam baixa variabili-
dade composicional e consistem basicamente de grãos 
de quartzo com grande variedade de formas. Segundo 
a classificação de Pettijohn et al. (1987), trata-se de 
quartzo-arenito cuja composição modal indica proveni-
ência de blocos continentais e orógens reciclados. Are-
nitos com tais características podem ser produzidos por 
diversos fatores e processos durante o ciclo sedimentar, 
dentre os quais destacam-se: a reciclagem (Augustsson 
& Bahlburg 2003), a perda de grãos instáveis como fel-
dspatos, fragmentos líticos por dissolução intraestratal 
Figura 9 - Imagens ao MEV de seções polidas de zircão mostrando diversas feições, indicadas na 
legenda. 
Legenda:
Zi1
zoneamentos concên-
tricos bem desenvol-
vidos, núcleo envolvi-
do sobre-crescimento 
(números 1 e 2); 
Zi2
variedade interna-
mente homogênea; 
Zi3
grãos com alteração 
e zoneamento contur-
bado. 
Figura 10 - Micrografias ao MEV com os principais aspectos morfológicos e texturas superficiais da es-
taurolita (1=fraturamentos conchoidais, 2=marcas de percussão em V, 3=degraus arqueados, 4=fraturas 
radiais,7=bordas de abrasão, 11=superfície com dissolução ou ”crista de galo” e 13=cavidades lenti-
culares). 
Petrografia de arenitos e minerais pesados de depósitos cretáceos (Grupo Itapecuru), 
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60 Revista Brasileira de Geociências, volume 37 (1), 2007
ou por transporte prolongado (Dickinson 1985; Morton 
1985), e o constante retrabalhamento mecânico no sítio 
deposicional (Krynine 1946). Entretanto, no caso dos 
arenitos albianos da região sul da Bacia de São Luís-
Grajaú, os dados levantados permitem concluir que, 
pelo menos duas hipóteses principais para sua origem, 
ou retrabalhamento expressivo dos sedimentos em sítio 
deposicional de alta energia hidrodinâmica, tal qual são 
atribuídos, ou reciclagem de sedimentos pré-deposita-
dos em regiões adjacentes à bacia deposicional. No pri-
meiro caso, admite-se que estes exposições represen-
tam um sistema deposicional cujo ambiente de forma-
ção deu-se sob a influência da ação de onda (Rossetti & 
Góes 2003). A magnitude do aporte sedimentar e a in-
fluência destes processos refletem-se na ocorrência de 
lobos em forma de sigmóides, bem desenvolvidos, com 
espessura que alcançam até 6m, por dezenas de metros 
de continuidade lateral e pela presença estruturas se-
dimentares geradas por onda (p.e. swaley/hummocky). 
Além disso, predomina influxo fluvial, principalmente 
na porção superior da sucessão, atestando forte con-
tribuição de sedimentos continentais. Neste contexto, 
deve-se considerar a possibilidade de se formar abun-
dantes feições texturais como as observadas em grãos 
de minerais pesados e quartzo. 
Entretanto, e pesar destas interpretações se-
rem cabíveis, deve-se considerar que as exposições 
aqui estudadas encontram-se em situação de borda de 
bacia e que as mesmas foram acumuladas diretamen-
te sobre embasamentos paleozóico e pré-cambriano, 
que contêm grande variedade de rochas sedimentares e 
metassedimentares inseridas na Faixa Araguaia-Cráton 
Amazônico, Bacia do Parnaíba e Província Borbore-
ma, exatamente as regiões geográficas apontadas pelos 
dados de paleocorrentes como áreas-fonte potenciais. 
Além disso, a sedimentação albiana nesta área foi de-
senvolvida em função da abertura do Oceano Atlântico, 
quando da fragmentação de Gondwana. Nestas circuns-
tâncias, todo o sistema deposicional teria migrado para 
N e NE, condizente com a estruturação da bacia, cujo 
depocentro principal localiza-se ao N.
Quanto aos minerais pesados, indicadores sen-
síveis de proveniência, apesar da ocorrência controlada 
também pelo ciclo sedimentar (Morton 1985; Morton & 
Hallswoth 1994), as assembléias possuem alta maturi-
dade textural e mineralógica, destacando-se grãos com 
ampla diversidade morfológica, o que sugere mistura 
de sedimentos com histórias distintas. Com respeito aos 
minerais ultraestáveis (Zi-Tu-Ru), a predominância de 
grãos arredondados e subarredondados e as associações 
de texturas superficiais confirmam um caráter multicícli-
co para os sedimentos, corroborando a maturidade mi-
neralógica dos arenitos, previamente determinada. Al-
gumas texturas como upturned plates e estrias indicam 
grãos submetidos a estágios prolongados de exposição 
à abrasão eólica (impacto subaéreo). Deposição eólica 
é reconhecida em diversas unidades estratigráficas da 
Bacia do Parnaíba, como nas formações Corda, Pastos 
Bons, Sambaíba e Pedra de Fogo (Cunha et al. 1986). 
O expressivo transporte destes sedimentos por corren-
tes turbulentas subaquosas poderia produzir abundantes 
marcas de percussão, como também superfícies polidas 
através de constante choque mecânico entre os grãos 
e destes com o leito. Os grãos angulosos de estauro-
lita com fraturamentos conchoidais recentes, degraus 
arqueados semelhantes aos encontrados em grãos de 
quartzo, indicam transporte diretamente de áreas-fonte, 
assim como os grãos euédricos e subédricos de turma-
lina e zircão. Estes, porém, com maior ocorrência na 
base da sucessão estudada. As fontes primárias destes 
grãos, possivelmente, foram rochas graníticas da Faixa 
Araguaia, Província Borborema e crátons Amazônico e 
São Luís (Fig. 14). 
CONCLUSÕES Apesar dos resultados apresentados 
neste artigo não permitirem esclarecer com mais detalhe 
Figura 11 - Micrografias ao MEV com as características morfológicas e 
texturais superficiais de minerais pesados: (A) cianita com forma pris-
mática, com inclusões de zircão e minerais opacos, (B) rutilo com estrias 
superficiais e (C) anatásio (An) na sua forma autigênica, sobre grão de 
quartzo arredondado (Qz). 
Revista Brasileira de Geociências, volume 37 (1), 2007 61
Marivaldo dos Santos Nascimento & Ana Maria Góes
a proveniência destes depósitos, pode-se sugerir, com 
base no método clássico de análise de minerais pesados 
e nos tipos de grãos de quartzo, que as fontes primárias 
dos sedimentos estudados foram, predominantemente, 
rochas metamórficas que afloram ao redor da Bacia de 
São Luís-Grajaú. 
A distribuição dos teores de minerais pesados 
nas assembléias, as mudanças nos padrões de paleocor-
rentes e o índice RuZi indicam variações significativas 
ao longo da sucessão sedimentar que apontam possíveis 
mudanças ocorridas na áreas-fonte durante a acumula-
ção destes depósitos. O índice RuZi é um sensível indi-
cador de mudanças de proveniência porque envolve mi-
nerais com estabilidade química e equivalente hidráuli-
co similares. Portanto, esta razão não seria afetada por 
processos geológicos superficiais como, intemperismo 
e diagênese, assim como e pelos efeitos da segregação 
sedimentar, mas efetivamente por mudanças na sua 
proveniência (Morton & Hallsworth, 1994). 
Considerando as interpretações sobre a evo-
lução da Bacia de São Luís-Grajaú (Góes & Rossetti 
2001) e, apesar de até então não existirem reconstru-
ções paleogeográficas que indiquem áreas-fonte para os 
depósitos em questão, atesta-se, portanto, que a prove-
niência destes depósitos envolveu tanto sedimentos re-
ciclados e quanto de primeiro ciclo, como mencionado 
anteriormente.
 A Bacia do Parnaíba destaca-se no cenário da 
Figura 12 - Perfil vertical composto dos depósitos estudados com destaque para a distribuição dos percentuais 
relativos dos minerais pesados, índice RuZi, padrões de paleocorrentes, além dos intervalos A, B, C e D. 
Petrografia de arenitos e minerais pesados de depósitos cretáceos (Grupo Itapecuru), 
Bacia de São Luís-Grajaú, norte do Brasil
62 Revista Brasileira de Geociências, volume 37 (1), 2007
proveniência como uma fonte intermediária de sedi-
mentos, que contribuiu expressivamente com material 
reciclado, previamente depositados no Paleozóico. Isto 
é consistente com o alto grau de arredondamento dos 
minerais pesados e pela elevada maturidade textural 
dos arenitos.
Agradecimentos Ao Conselho Nacional de Desen-
volvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo su-
porte financeiro através do Projeto 308308/2004-2. Ao 
Museu Paraense Emílio Goeldi pelo apoio nas análises 
e no deslocamento durante os trabalhos de campo. À 
Dra. Dilce Rossetti pela contribuição durante os traba-
lhos de campo. Ao Dr. Hilton Costi pelo auxílio téc-
nico na obtenção das imagens de MEV. Aos revisores 
da Revista Brasileira de Geociências pelas pertinentes 
e valiosas sugestões ao manuscrito. 
Figura 13 - Micrografias ao MEV de grãos de quartzo: 1=fraturas conchoidais, 2=marcas de percussão em 
V, 4=fraturas radiais, 6=arestas afiadas, 7=bordas de abrasão, 8=arestas arredondadas, 9= fraturamentos 
não-retrabalhados, 10=upturned plates, 11=superfície com dissolução e 12=sílica precipitada).
Figura 14 - Diagrama esquemático que ilustra as fontes potenciais de sedi-
mentos para os depósitos albianos estudados com base em dados de mine-
rais pesados e grãos de quartzo. (as setas mais espessas indicam as fontes 
mais representativas e vice-versa).
Revista Brasileira de Geociências, volume 37 (1), 2007 63
Marivaldo dos Santos Nascimento & Ana Maria Góes
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Recebido em 06 de março de 2006 
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