Microbe-mineral interaction in the formation of Holocene carbonate stromatolites (Lagoa Vermelha - Brazil)

Perri E. (*), Spadafora A. (**), Mckenzie J.A. (**) & Vasconcelos C. (**)
(*) Dipartimento di Scienze della Terra, Università della Calabria, 87036 Rende (CS), Italy. E-mail: eperri@unical.it (**) Geological Institute, ETH, 8092 Zürich, Switzerland.

Sono state studiate le stromatoliti carbonatiche attuali che si formano in una piccola laguna (Lagoa Vermelha), con acque ipersaline, situata circa 100 km ad est di Rio de Janeiro. La genesi di questi depositi organo-sedimentari è associata alla presenza di spessi tappeti microbici. Le stromatoliti mostrano un macro-fabric molto variabile. Si osservano lamine sottili e regolari alternate a lamine spesse e discontinue, così come plaghe trombolitiche. Malgrado queste differenze il micro-fabric delle stromatoliti è sempre caratterizzato da grumi micritici scuri più o meno arrotondati (peloidi) circondati da microsparite. I peloidi sono originati da aggregati micritici di forma ovoidale, composti di Ca-dolomite e/o calcite altomagnesiaca. Alla nanoscala gli ovoidi risultano formati a loro volta da poliedri trigonali di dimensioni sub-micrometriche che si originano dall'aggregazione di nanoglobuli di ~100-200 nm. La microsparite è invece composta da cristalli aciculari di aragonite disposti a raggiera a formare aggregati sferulitici. Le analisi in microscopia ottica ed elettronica hanno evidenziato la presenza di fossili di batteri e di resti di sostanze polimeriche extra-cellulari (EPS), del tutto simili a quelli presenti nel tappeto microbico vivente che ricopre le stromatoliti. I fossili ed i resti di materia organica sono intimamente connessi con la microstruttura dei minerali che formano la tessitura peloidale delle stromatoliti. I processi che inducono la precipitazione dei minerali nel tappeto microbico vivente di Lagoa Vermelha risultano ben registrati nelle stromatoliti litificate oggetto di studio. Il metabolismo batterico, che porta alla degradazione dell'EPS, promuove la precipitazione di carbonati molto ricchi in Mg, fino alla formazione di dolomite primaria. Il prodotto iniziale della calcificazione è la formazione di nanoglobuli, che fungono da centro di nucleazione per la crescita successiva dei poliedri cristallini. Il prosieguo di questo processo di accrescimento porta alla formazione degli aggregati ovoidali di dimensioni micrometriche che, unendosi tra loro, originano i peloidi. La precipitazione di aragonite, forse abiotica, intorno ai peloidi dovrebbe avvenire quando tutta la materia organica è stata degradata ad opera dei batteri.

bacterial fossils, nanoglobules, organic matter remains, peloids, stromatolites