Geochemistry of the Dalmiapuram Formation of the Uttatur Group (Early Cretaceous), Cauvery basin, southeastern India: Implications on provenance and paleo-redox conditions Translated title: Geoquímica de la Formación Dalmiapuram del Grupo Uttatur (Cretácico temprano), cuenca Cauvery, sureste de la India: Implicaciones para la proveniencia y las condiciones paleoredox

Abstract

Major, trace and rare earth elements (REE) study was carried out on the Lower Cretaceous Dalmiapuram Formation in southeastern India in order to understand the geochemical variations among various litho-units. Coral algal limestone (CAL) shows high content of CaO (53 ± 0.5, n=4) than the bedded limestone (BL) (42 ± 2, n=4) and gray shales (GS) (19 ± 6, n=3). The limestones are depleted in most of the trace elements when compared with the Post-Archean Australian Shale (PAAS). Likewise, gray shales are also depleted in many trace elements (Co, V, Rb, Ba, Zr, Y, Nb, Hf and Th), whereas few elements (Ni, Cr, Sr, Pb and U) show similar concentrations with respect to PAAS. The observed large variations in ΣREE contents among CAL (18 ± 8, n=4), BL (59 ± 17, n=4) and GS (157 ± 49, n=3) are mainly due to the amount of terrigenous matter present in them. The Eu and Ce anomalies were calculated from the PAAS-normalized values. The limestones (CAL and BL) and gray shales show small variations in Eu anomalies (Eu/Eu*: 1.23 ± 0.10, n=4, 1.16 ± 0.10, n=4 and 1.17 ± 0.10, n=3, respectively). The observed positive Eu anomalies in the limestones and gray shales may be due to the presence of plagioclase feldspar. The CAL shows a negative Ce anomaly (Ce/Ce*: 0.90 ± 0.06, n=4) whereas BL shows a positive Ce anomaly (Ce/Ce*: 1.05 ± 0.14, n=4; except KI15) and gray shales show no Ce anomalies (Ce/Ce*: 0.98 ± 0.02, n=3). Variations in Ce anomalies in these limestones may be due to the mixing between sediment components and a seawater end member. The characteristics of non-seawater-like REE patterns, elevated REE concentrations, high LaN/YbN ratios and low Y/Ho ratios, suggest that the observed variations in ΣREE contents are mainly controlled by the amount of detrital sediments in the limestones of the Dalmiapuram Formation. The REE patterns and La/Sc, La/Co, Th/Co, Th/Cr, Cr/Th, and Th/Sc ratios suggest that the terrigenous materials present in the Dalmiapuram Formation were mainly derived from intermediate to felsic rocks. The limestones (CAL and BL) show positive values of Mn* and low V/(V+Ni) ratios (<0.50) suggesting that these limestones have been deposited under oxic condition whereas gray shales show negative Mn* values and high V/(V+Ni) ratios (> 0.50) which support that these shales were deposited under reducing conditions.

Translated abstract

Se llevaron a cabo estudios geoquímicos de elementos mayores, traza y tierras raras (ETR) en la Formación Dalmiapuram del Cretácico Inferior en el sureste de la India, para entender las variaciones geoquímicas entre diversas unidades litológicas. Una caliza de corales y algas (CAL) muestra alto contenido de CaO (94.6 ± 1, n=3) que una caliza estratificada (BL) (75.8 ± 4, n=4) y lutitas grises (GS) (33.6 ± 11, n=4). Las calizas están empobrecidas en la mayoría de los elementos traza respecto a la Lutita Australiana Postarqueana (PAAS, por sus siglas en inglés). De igual forma, las lutitas grises están empobrecidas en muchos elementos traza (Co, V, Rb, Ba, Zr, Y, Nb, Hf y Th), mientras que algunos elementos (Ni, Cr, Sr, Pb y U) tienen concentraciones similares a la PAAS. Las grandes variaciones observadas en el contenido de ΣETR entre CAL (18 ± 8, n=4), BL(59 ± 17, n=4) y GS (157 ± 49, n=3) se deben principalmente a la cantidad de materia terrígena presente en ellas. Se calcularon anomalías de Eu y Ce a partir de los valores normalizados a PAAS. Las calizas (CAL y BL) y lutitas grises muestran pequeñas variaciones en las anomalías de Eu (Eu/Eu*: 1.23 ± 0.10, n = 4, 1.16 ± 0.10, n = 4 y 1.17 ± 0.10, n = 3, respectivamente). Las anomalías positivas de Eu observadas en las calizas y lutitas grises pueden originarse por la presencia de plagioclasa. CAL muestra una anomalía negativa en Ce (Ce/Ce*: 0.90± 0.06, n=4) mientras que BL muestra una anomalía de Ce positiva (Ce/Ce*: 1.05 ± 0.14, n=4; excepto KI15) y las lutitas grises no muestran anomalías en Ce (Ce/Ce*: 0.98 ± 0.02, n=3). Las variaciones en las anomalía en Ce en estas calizas pueden deberse a la mezcla entre componentes de los sedimentos y un miembro terminal de agua marina. Las características de los patrones ETR distintos a los de agua marina, las elevadas concentraciones de ETR, las proporciones altas de LaN/YbN y las proporciones bajas de Y/Ho sugieren que las variaciones observadas en ΣETR están principalmente controladas por la cantidad de sedimentos detríticos en las calizas de la Formación Dalmiapuram. Los patrones de ETR y las relaciones La/Sc, La/Co, Th/Co, Th/Cr, Cr/Th y Th/Sc sugieren que los materiales terrígenos presentes en la Formación Dalmiapuram se derivaron principalmente de rocas intermedias a félsicas. Las calizas (CAL y BL) muestran un valor positivo de Mn* y proporciones bajas de V/(V+Ni) (<0.50) sugiriendo que estas calizas se depositaron en condiciones ricas en oxígeno mientras que las lutitas grises muestran valores negativos de Mn* y proporciones altas de V/(V+Ni) (>0.50), lo que apoya que estas lutitas se depositaron bajo condiciones reductoras.