UnB/IG - DISSERTAÇÕES E TESES DE OUTROS CURSOS
DE PÓS-GRADUAÇÃO NO BRASIL


UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

TESES DE DOUTORADO


1991


TRANSIÇÃO CRATON-FAIXA DOBRADA: EXEMPLO DO CRATON DO SÃO FRANCISCO E DA FAIXA ARAÇUAI (CICLO BRASILIANO) NO ESTADO DE MINAS GERAIS: ASPECTOS ESTRATIGRÁFICOS E ESTRUTURAIS

 ALEXANDRE UHLEIN

Data de defesa: 1991
Área de concentração: Geoquímica e Geotectônica
Orientador: Prof. Roland Raymond Trompette
Banca Examinadores: Prof. Marcel Auguste Dardenne; Prof. Joel Carneiro de Castro; Prof. Umberto G. Cordani; Prof. Johann Hans Daniel Schorscher

RESUMO

    Esta tese desenvolve um estudo estratigráfico, sedimentológico e estrutural sobre a transição entre as províncias brasilianas/panafricanas do Cráton do São Francisco e da Faixa de Dobramentos Araçuaí, na região centro-norte do Estado de Minas Gerais.
    Tres domínios estruturais foram caracterizados pela intensidade da deformação e do metamorfismo brasiliano (~600ma): domínio externo, representado pela borda oriental do Cráton do São Francisco; domínio transicional, correspondente às unidades mais externas da Faixa Araçuaí; e domínio interno, com unidades mais transformadas e apresentando metamorfismo da fácies anfibolito.
    As principais unidades litoestratigráficas estão representadas pelo Embasamento, de idade arqueana ou transamazônica (2000ma), os metassedimentos do Sg. Espinhaço, de idade proterozóica média, do Sg. São Francisco e do Grupo Macaúbas, de idade proterozóica superior, o complexo Salinas (um provável equivalente do Gr. Macaúbas) e os granitóides leucocráticos brasilianos. O embasamento aflora nos tres domínios descritos. O Sg. São Francisco constitui uma cobertura do Cráton do São Francisco. O Sg. Espinhaço ocorre no domínio cratônico e tamb´m no domínio transicional. O Gr. Macaúbas aflora no domínio transicional e o Complexo Salinas, assim como os granitóides, ocorrem no domínio interno.
    O Sg.Espinhaçõ foi depositado num rift continental sub-meridiano. A individualização do rift iniciou-se com um vulcanismo ácido a intermediário subalcalino e prosseguiu com a sedimentação da Sequência Inferior (Fm. São João da Chapada e Sopa-Brumadinho), na forma de um sistema de leques aluviais que passa lateralmente,  para fácies marinho raso. Para o topo, a sedimentação mostras relativa estabilidade tectônica que caracteriza a Sequência Média (sistema desértico costeiro) e Sequência Superior (sistema marinho raso com ciclos transgressivos e regressivos). Um tectonismo eprogenético, com intrusão de rochas básicas toleíticas continentais e uma glaciação, marcam a passagem entre o Proterozóico Médio a Superior. Na margem oeste, associado ao relevo deste tectonismo, depositou-se a Fm. Jequitaí (fácies glácio-continental) que passa, lateralmente, para a sedimentação glácio-marinha, em parte retrabalhada como fluxos gravitacionais e correntes de turbidez que caracterizam o Gr.Macaúbas e o Complexo Salinas. Os turbiditos finos e mais distais constituem o Complexo Salinas. Esta evolução faciológica de oeste para este indica a passagem de um domínio continental sob influência glacial para uma plataforma continental e uma bacia marinha profunda, as duas últimas separadas por um paleo-talude, com fácies de leque submarino. Esta bacia assimétrica constitui o prisma de uma margem continental passiva. Para oeste, a fácies glácio-continental desaparece e o grupo Bambuí (parte superior do Sg.São Francisco) repousa diretamente sobre o embasamento de Cráton do São Francisco, não tendo sido identificado na Faixa Araçuaí, devido a não deposição ou erosão. Os metassedimentos do Gr.Bambuí foram depositados em ambiente marinho raso e, para o topo, mostram fácies deltaica e fluvial braided, sugerindo sedimentação molássica (Fm. Tres Marias).
    A estrutura da Faixa Araçuaí (domnínio transicional e interno) é progressiva (fases Dp-1 e Dp e polifásica ( Dp+1). A deformação principal ( Dp) é caracterizada por uma sucessão de zonas com dobras assimétricas com vergência para oeste, separadas por corredores de cisalhamentos dúcteis. Esta deformação ( Dp) se manifesta por uma xistosidade Sp  e uma lineação de estiramento Lx   proeminente, que indica um transporte de material de este para oeste, em direção do Cráton do São Francisco. Muito localmente, identificou-se ainda, uma xistosidade Sp-1 que representa, provavelmente, uma manifestação precoce da Dp (deformação progressiva). A fase Dp+1 está relacionada a dobras abertas e uma clivagem de crenulação (Sp+1) pouco penetrativa. O metamorfismo regional está associado a deformação principal. Ele aumenta do anquimetamorfismo à fácies xisto verde, junto a borda cratônica, evolui até fácies xisto verde alto (cianita) no domínio transicional e à fácies anfibolito alto no domínio interno. Os granitóides são na maior parte sintectônicos, do tipo S, leucocráticos, geralmente a duas micas, com granada, cordierita e silimanita.
    A Faixa Araçuaí representa a parte setentrional do flanco ocidental de um mega-orógeno, separado, posteriormente, pela abertura do Oceano Atlântico, no início do Mesozóico. A cadeia é caracterizada por uma deformação do tipo cisalhamento simples, com vergência para oeste. O substrato é, dentro da zona estudada, siálico. A tectogênese brasiliana está relacionada ao intervalo 600-500 m.a.

CRATON-FOLD BELT TRANSITION: EXAMPLE OF THE SÃO FRANCISCO CRATON AND ARAÇUAI BELT (BRASILIANO CYCLE) IN THE MINAS GERAIS STATE: STRATIGRAFIC AND STRUCTURAL ASPECTS

ABSTRACT

    It is a stratigraphical, sedimentological and structural study of the transitional zone between two Brasiliana (=Pan-African) provinces: the São Francisco Craton and the Araçuaí Fold Belt, both located in Central-North Minas Gerais.
    Three main structural domains can be distinguished using the intensity of Brasiliano (~600Ma) deformation and metamorphism. The external domain is represented by the eastern border of the São Francisco craton. In the transitional domain  outcrop the external structural units of the Araçuaí Fold Belt and in the internal domain the highly deformed and metamorphosed internal units.
    The main lithostratigraphic units involved are Archaean and/or Transamazonian (2000 Ma) basement, Middle Proterozoic metasediments of the Espinhaço Supergroup, Upper Proterozoic metasediments of the São Francisco Supergroup, The Macaúbas Group and the Salinas Complex and finally the Brasilianos granitoids. The basement outcrops on the craton and in the external domain where it is polycyclic. The cover of the São Francisco Craton is made of São Francisco Supergroup. The Espinhaço Supergroup is found in both external and transitional domains. The Macaúbas Group is confined to the transitional domain and the Salinas Complex and the Brasilianos granitoids to the internal domain.
    The Espinhaço Supergroup has been deosited in a roughly submeridien continental rift located in the transitional domain. Its lower part is made of acid to intermediate sub-alkaline metavolcanics and fluviatil metasediments grading lateraly to lw depth marine sediments. Its middle part is made of eolian quartzites deposited in a beach environment. Its upper part is composed of low depth marine deposits showing alternate regressive and transgressive cycles. After its deposition the Espinhaço supergroup has suffered a general uplift and intrusions of continental tholeiites. On the highest up lifted parts glaciogenic facies of the Jequitaí Formation (lower part of São Francisco Supergroup) are deposited. Eastwards, in the Araçuaí geosyncline, they grade into glacio-marine deposits associated to gravitational debris flows, mud flows and turbidites. Fine distal turbidtites are characteristics of the Salinas Complex. This facies change from West to East mark out the evolution from a continental englacial environment to a platform glacio-marine environment and finally to a deep oceanic basin. Gravity reworked deposits are concentrated along the slope separating the marine platform from the oceanic basin. The whole sequence of facies build a typical prism of pasive margin. Westward, on the craton, continental glacial facies disappear and the Bambuí (middle part of the São Francisco Supergroup) lies directly on the basement. The upper (molassic Tres Marias Formation) parts of the São Francisco Supergroup is only known on the craton. No equivalents have been identified in the Araçuaí Fold Belt because non deposited or eroded.
    The structure of the Araçuaí Fold Belt - transitional and internal domains - is progressive (phase Dp-1 and Dp) and polyphased (Dp+1). The first or main (Dp) deformation generate a serie of wide undulated zones with asymetric folds showing westwards vergence separated by thin belts of ductile shearing. Sp slaty cleavage bears a proeminent stretching or/and mineral lineation indicating westward transport of materials towards the São Francisco craton. Locally a Sp-1 cleavage has been identified. It probably represents an early phase of the main progressive deformation (Dp) Dp+1 generates open folds with a non-penetrative crenulation cleavage. Covers of the cratonic domain are subautocgtonous: they are folded and thrusted by Dp on a width of about 100 kilometers. The regional barrovian metamorphism is associated to Dp. It increases from anchizone (cratonic domain) to greenschist facies (intermediate domain) and deep amphibolite facies (internal domain). Granitoids are mainly syntectonic, of S-type, leucocratic, generaly with two micas, garnets, cordierite and sillimanite.
    The Araçuaí Fold Belt represents the northern part of the western flank of a mega orogen divide in two during  the opening of the South Atlantic Ocean in Early Mesozoic time. It is characerized by a main ductile shearing with westwards vergence. Metasediments are cross-cut by low angle shearing zones, the most important of which are used to separate the 3 main structural domains. The substrate is sialic in the whole studied area. The Brasilian tectogenesis is roughly dated at 600Ma.


1994


O SUPERGRUPO ESPINHAÇO NA CHAPADA DIAMANTINA CENTRO-ORIENTAL, BAHIA: SEDIMENTOLOGIA, ESTRATIGRAFIA E TECTÔNICA

AUGUSTO JOSÉ DE CERQUEIRA LIMA PEDREIRA DA SILVA
apedreira@sa.cprm.gov.br

Pedreira,A.J. 1994. O Supergrupo Espinhaço na Chapada Diamantina Centro-oriental, Bahia: Sedimentologia, Estratigrafia e Tectônica. Tese de Doutorado; Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo,126 pp

Data de defesa: 14/10/1994
Área de concentração: Geoquímica e Geotectônica
Orientador:
Prof. Benjamin Bley de Brito Neves, USP
Banca Examinadores: Prof. B.B. de Brito Neves, USP; Prof. F.F.Alkimim, UFOP; C.Schobbenhaus, DNPM; Prof.Celso Dal Ré Carneiro, UNICAMP; Prof. C.Riccomini, USP

Palavras-chave: Proterozoico, sedimentologia, estratigrafia, tectônica, Chapada Diamantina.

RESUMO

 O Supergrupo Espinhaço  aflora na parte oriental do Brasil nos estados da Bahia e Minas Gerais, desde o paralelo 10 na margem direita do rio São Francisco na Bahia, até o paralelo 20, a nordeste da cidade de Belo Horizonte em  Minas Gerais. Dentro desta área, o Supergrupo Espinhaço está dividido em quatro domínios denominados de norte para sul de Chapada Diamantina, Espinhaço Setentrional, Platô do Rio Pardo e Espinhaço Meridional. Suas rochas consistem essencialmente em conglomerados, arenitos e pelitos; as duas últimas litologias localmente estão metamorfisadas para quartzitos e xistos. Sobre o Supergrupo Espinhaço depositaram-se os sedimentos terrígenos e carbonáticos do Grupo Una.

Objetivando revisar a estratigrafia do supergrupo e analisar os sistemas deposicionais componentes de cada unidade litoestratigráfica, determinar a paleotectônica das áreas de proveniência dos seus sedimentos e estabelecer o modelo geodinâmico de formação da bacia, foi selecionada uma área de 16500 quilômetros quadrados na Chapada Diamantina Centro - oriental. Para essa seleção foi levado em conta que na área o metamorfismo é de baixo grau ou inexiste, a tectônica é de baixa intensidade, existem bons afloramentos e parte dela recentemente foi mapeada enfatisando os sistemas deposicionais componentes de cada unidade litoestratigráfica.

Nessa região, o embasamento do Supergrupo Espinhaço é formado por diatexitos e metatexitos na parte ocidental,  (vale do rio Paramirim) e pelos complexos de Jequié, Caraíba, e Gnaisses de Senhor do Bomfim, na parte oriental. O Complexo de Jequié consiste em rochas plutônicas e supracrustais metamorfisadas na fácies granulito. O Complexo Caraíba e os Gnaisses de Senhor do Bomfim compreendem gnaisses, migmatitos bandados e metassedimentos. Suas composições são respectivamente tonalítica - granodiorítica e granítica. Separando os complexos de Jequié e Caraíba dos Gnaisses de Senhor do Bomfim, existe uma falha contracional, com transporte tectônico para oeste que posiciona aqueles complexos sobre os metassedimentos dos grupos Jacobina e Contendas - Mirante. Esses grupos afloram a nordeste e sudeste da área da pesquisa, separados por um alto do embasamento e são intrudidos por granitos leucocráticos, com idade em torno de 1,9 Ga.

O Supergrupo Espinhaço compreende os grupos Rio dos Remédios (não dividido em formações), Paraguaçu     (formações Ouricuri do Ouro, Mangabeira e Guiné) e Chapada Diamantina (formações Tombador, Caboclo e Morro do Chapéu). Nessas unidades litoestratigráficas, as fácies de conglomerados, arenitos e pelitos, além de carbonatos e diamictitos, estão associadas em sistemas deposicionais continentais, transicionais e marinhos. Os sistemas deposicionais continentais são leque aluvial, fluvial e desértico, ocorrendo no Grupo Rio dos Remédios e nas formações Ouricuri do Ouro, Mangabeira, Tombador e Morro do Chapéu. Os transicionais, litoral e deltáico, concentram-se na Formação Guiné e os marinhos,-planície de maré e plataforma - na Formação Caboclo. A alternância dos sistemas deposicionais e a presença de discordâncias e concordâncias correlativas entre eles, permitiu o seu agrupamento em quatro seqüências deposicionais: as duas inferiores coincidentes com os grupos Rio dos Remédios e Paraguaçu; as duas superiores correspondentes  às formações Tombador -- Caboclo e Morro do Chapëu. Esses sedimentos estão dobrados em um conjunto de anticlinais e sinclinais com eixos ondulados de direção NNW--SSE, cujo raio de curvatura aumenta de oeste para leste.

Os sedimentos terrígenos-carbonáticos das "bacias"de Irecê e Una-Utinga que afloram nas partes centro-norte e leste da área do estudo, são interpretados como depósitos de origem glácio-marinha e de planície de maré.     

O estudo de 45 lâminas delgadas com a contagem de 400 grãos em cada, permitiu classificar os arenitos  (l.s.) do  Supergrupo Espinhaço como quartzo arenitos e sublitarenitos de petrofácies quartzosa, quartzo feldspática, quartzolítica e vulcanoplutônica. As paleocorrentes medidas nas fácies fluviais das formações Mangabeira, Guiné, Tombador e Morro do Chapéu , indicaram a proveniência das duas primeiras do oeste e das duas últimas do leste, isto é, da Faixa Jacobina / Contendas - Mirante. Adicionalmente, essa proveniência é enfatizada pela presença de seixos de quartzito verde do Grupo Jacobina em conglomerados da Formação Tombador. A paleotectônica das áreas - fonte foi determinada a partir da análise da composição modal dos arenitos com o diagrama Qm-F-Lt. Esse diagrama indicou a proveniência dos sedimentos de fold-thrust belts.

A bacia onde se depositaram o Supergrupo Espinhaço e o Grupo Una foi classificada como uma bacia sucessora polihistórica, tendo evoluído de uma fratura interior do continente através de uma depressão  interior, para uma depressão de margem continental. Essa margem foi fechada por um evento tectônico do Transamazônico, de modo que a bacia retornou a condições de interior do continente.Essa evolução se concluiu pela deposição do Grupo Una em uma bacia do tipo fratura interior, deformada posteriormente.  A proveniência dos sedimentos do Grupo Chapada Diamantina da Faixa Jacobina/Contendas-Mirante implica em uma relação genética entre ele e aquela faixa que foi interpretada como de origem colisional. O Supergrupo Espinhaço na Chapada Diamantina Centro-oriental estando depositado ao longo de um fold-thrust belt, começando por sedimentos com idade semelhante àqueles da faixa provenientes do antepaís, e terminando por sedimentos derivados da faixa colisional, é interpretado como uma bacia foreland.

THE ESPINHAÇO SUPERGROUP IN THE CENTER-EASTERN CHAPADA DIAMANTINA, BAHIA STATE: SEDIMENTOLOGY, STRATIGRAPHY AND TECTONICS

Keywords: Proterozoic, sedimentology, stratigraphy, tectonics, Chapada Diamantina.

ABSTRACT

The Espinhaço Supergroup crops out in the eastern part of Brazil in the states of Bahia and Minas Gerais, since the 10 parallel along the right bank of the São Francisco river in Bahia, down to the 20 parallel, northeast of Belo Horizonte in Minas Gerais. In this area the Espinhaço Supergroup is divided into four domains named from north to south as Chapada Diamantina, Northern Espinhaço, Rio Pardo Plateau and Southern Espinhaço. Its rocks are essentially conglomerates, sandstones and pelites; the latter two lithologies locally are metamorphosed to quartzites and schists. Terrigenous and carbonatic deposits of the Una Group, were deposited on the Espinhaço Supergroup.

In order to revise the supergroup stratigraphy and analyse the depositional systems that make up each of the lithostratigraphic units, to determine the paleotectonics of the source areas, and to set on a firm basis the geodynamic model of the basin, was selected an area of 16500 square kilometres in the Central - eastern Chapada Diamantina. This selection took into account the low grade or absent metamorphism, the low intensity of the tectonics, the presence of good outcrops and the fact that part of the area recently was mapped emphasizing the depositional systems of each lithostratigraphic unit.

In this region the Espinhaço Supergroup basement is composed by diatexites and metatexites in the western sector (Paramirim river valley) and by the Jequié and Caraíba complexes as well as the Senhor do Bomfim Gneisses in the eastern sector. The Jequié Complex consists of plutonic and supracrustal rocks metamorphosed in the granulite fácies. The Caraíba Complex and the Senhor do Bomfim Gneisses comprise gneisses, banded migmatites and metasediments. Their compositions are tonalitic -  granodioritic. Separating Jequié and Carnaíba complexes from the Senhor do Bonfim gneisses, there is a contractional fault with westward tectonic transport that thrust those complexes upon the sediments of the Jacobina and Contendas-Mirante groups. These groups crop out northeast and southeast of the area of the research, separated by a basement high and are intruded by ca. 1.9 Ga leucocratic granites.

The Espinhaço Supergroup comprises the following groups: Rio dos Remédios (not divided into formations), Paraguaçu (Ouricuri do Ouro, Mangabeira and Guiné formations) and Chapada Diamantina (Tombador, Caboclo and Morro do Chapéu formations). In these lithostratigraphic units the conglomerates, sandstones and pelites, besides carbonates and diamictites, are associated into continental, transitional and marine depositional systems. The continental depositional systems are aluvial fan, fluvial and desertic, and occur in the Rio dos Remédios Group as well as in the Mangabeira, Tombador and Morro do Chapéu formations. The transitional ones, litoral and deltaic, are concentrated in the Guiné Formation and the marine systems --tidal flat and platform-- in the Caboclo Formation. The alternance of depositional systems and the presence of unconformities and correlative conformities among them, allowed their grouping into four depositional sequences; the lower two sequences coincide with the Rio dos Remédios and Paraguaçu groups; the upper two coincide with the Tombador--Caboclo and Morro do Chapéu formations. These sediments are folded into a series of  anticlines and synclines with NNW--SSE undulating axes, whose radius of curvature increases from west to east.

The terrigenous-carbonatic sediments of the Irecê and Una-Utinga "basins" that crop out in the centre- northern and eastern sectors of the study area were interpreted as glciomarine and tidal flat deposis.

The study of 45 thin sections with point count of 400 grains in each one, allowed to classify the Espinhaço Supergroup sandstones (s.l.) as quartz arenites and litharenites of quartzose, quartzfeldspathic, quatzolithic and volcanoplutonic petrofácies. The paleocurrents measured in the fluvial fácies of the Mangabeira, Guiné, Tombador and Morro do Chapéu formations, indicated the provenance of the former two from the west and the latter two from the east, that is, from the Jacobina / Contendas-Mirante Belt. Aditionally, this provenance is emphasized by the presence of green quartzite pebbles from the Jacobina Grroup  in conglomerartes of the Tombador Formation. The paleotectonics of the source-- areas was determined after the analysis of the modal composition of the arenites with the Qm-F-Lt diagram. This diagram indicated the provenance of the sediments from fold-thrust belts.

The basin of the Espinhaço Supergroup and the Una Group  was classified as a polyhistory successor basin. It evolved from a continental interior fracture type basin through a continental interior sag to a continental margin sag. This continental margin was closed by a Transamazonic tectonic event, so that the basin returned to continental interior conditions. The evolution ended with the deposition of the Una Group in a continental interior fracture type basin. The provenance of the Chapada Diamantina Group sediments  from the Jacobina / Contendas--Mirante Belt implies in a genetic relationship between the Chapada Diamantina Group and that belt, that was interpreted as  collisional. The Espinhaço Supergroup in the Central--eastern Chapada Diamantina, being deposited along a fold thrust belt, beginning with sediments of similar age to those of the belt with provenance in the foreland, and ending by sediments derived from the collisional belt, is interpreted as a  foreland basin.