UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA / INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TESE DE DOUTORADO N^o 067

JORGE HENRIQUE LAUX

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DATA DA DEFESA: 11/03/2004
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: Geologia Regional
ORIENTADOR: Prof.  Márcio Martins Pimentel (UnB)
EXAMINADORES:  Prof. Reinhardt Adolfo Fuck (UnB); Prof. Hardy Jost (Unb); Prof. Benjamim Bley de Brito Neves (USP); Prof. Elson Paiva de Oliveira (Unicamp)

Palavras-chave:  Arco Magmático de Goiás, U-Pb em zircão, geocronologia, geologia regional, Goiás,Brasil.

RESUMO

Os dados apresentados aqui, combinados com os da literatura, sugerem que a atividade ígnea no Arco Magmático de Goiás ocorreu em dois diferentes episódios: o mais antigo entre ca. 0,89 e 0,78 Ga, provavelmente em um ambiente intra-oceânico, e o mais jovem ca. 0,66 e 0,60 Ga, mais provavelmente em uma margem continental ativa, no final da orogenia Brasiliana.

Novos dados isotópicos U-Pb e Sm-Nd de ortognaisses e rochas graníticas do Arco Magmático de Goiás ajudaram a esclarecer a evolução geológica deste grande domínio de rochas juvenis da parte oeste da Faixa Brasília. Os ortognaisses, de composição dominantemente tonalítica, apresentam idades de cristalização U-Pb em zircão de 804 ± 6 Ma, 669 ± 3 Ma, 662 ± 12 Ma, 634 ± 8 Ma, 630 ± 5 e 637 ± 20 Ma, e valores de e_Nd(T) em amplo intervalo, entre +2,8 e –15,1. As rochas com e_Nd(T) negativo ocorrem com maior freqüência na porção leste da área estudada, a sul de Anicuns, sugerindo a participação de crosta continental antiga nesta parte do arco. Metagranitos da mesma área têm idades de cristalização de 821 ± 10 Ma, 810 ± 10 Ma, 792 ± 5 Ma, 790 ± 12, 748 ± 4 Ma, 782 ± 14 Ma e 614 ± 5 Ma, e valores de e_Nd(T) entre +5,1 e –3,7.

Rochas máficas expostas na região de Anicuns, na parte leste do Arco Magmático de Goiás, estão representadas dominantemente por anfibolitos (metavulcânicas e metaplutônicas).  Novos resultados U-Pb demonstram que esta associação é neoproterozóica e que as rochas máficas também cristalizaram em dois períodos principais: (i) entre ca. 890 e 815 Ma, e (ii) entre ca. 630 e 600 Ma. Cinco amostras de metagabro e metadiorito têm idade U-Pb em zircão de 886 ± 5 Ma, 862 ± 5 Ma, 815 ± 10 Ma, 856 ± 15 Ma e 839 ± 9 Ma, e representam o grupo antigo. O corpo intrusivo gabro-diorítico Anicuns-Santa Bárbara e o complexo acamadado máfico-ultramáfico de Americano do Brasil são do final do Neoproterozóico e apresentam idades semelhantes. Quatro amostras do primeiro corpo indicaram idade U-Pb em zircão de 598 ± 8 Ma, 612 ± 6 Ma, 623 ± 13 Ma e 622 ± 6 Ma, enquanto que frações de zircão de norito do Complexo Americano do Brasil possuem idade concordante de 626 ± 8 Ma. Todas as rochas máficas apresentam idade modelo T_DM de ca. 1,0 Ga, comparável às idades modelo das rochas metaígneas do Arco Magmático de Goiás. Valores de e_Nd(T) são fortemente positivos, indicativos da natureza depletada da fonte (MORB), similar às rochas vulcânicas e plutônicas das seqüências vulcano-sedimentares do arco, expostas a oeste. A associação litológica da seqüência supracustal de Anicuns é compatível com origem em ambiente oceânico ou de fore-arc.

As rochas máficas investigadas neste estudo correspondem a metabasaltos toleíticos a cálcio-alcalinos. Os elementos maiores e traços mostram características compatíveis com ambiente de arco de ilha, com enriquecimento em LILE e empobrecimento em HFSE. Nestes ambientes, enriquecimento em LILE é devido ao metasomatismo do manto por fluidos derivados da desidratação da placa oceânica subductante. As amostras de anfibolito da Seqüência Bonfinópolis, associadas com rochas metasedimentares do Grupo Araxá, a leste da área investigada, diferem das de Anicuns, e, provavelmente, representam fragmentos de fundo oceânico neoproterozóico.

Os valores de T_DM das rochas metasedimentares das seqüências Anicuns-Itaberaí e Córrego da Boa Esperança são muito distintos um do outro. As rochas  metasedimentares da Seqüência do Córrego da Boa Esperança, com valores de T_DM entre 0,8 e 1,2 Ga, foram derivados principalmente da erosão de rochas juvenis do arco, enquanto que os da Seqüência Anicuns-Itaberaí indicam derivação a partir de fonte antiga, mais provavelmente paleoproterozóica.

Baseados em dados de campo, geocronológicos, isotópicos e geofísica regional, sugerimos que a seqüência supracrustal exposta na região de Anicus pode constituir-se em seqüência de arco/fore-arc, mancando o limite tectônico entre o Arco Magmático de Goiás e a parte oeste da placa do continente São Francisco.

     
UNIVERSITY OF BRASILIA / INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS N^o 067

DATE OF ORAL PRESENTATION: 11/03/2004
TOPIC OF THE THESIS: Regional Geology
SUPERVISOR: Prof. Márcio Martins Pimentel (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: Prof. Reinhardt Adolfo Fuck (UnB); Prof. Hardy Jost (Unb); Prof. Benjamim Bley de Brito Neves (USP); Prof. Elson Paiva de Oliveira (Unicamp)

KeyWords: Magmatic arc of Goiás, U-Pb in zircon, geochronology, regional geology, Goiás, Brazil.

ABSTRACT

The data presented here combined with those in the literature suggest that igneous activity in the Goiás Magmatic Arc took place in two different episodes: the older between ca. 0.89 and 0.78 Ga, probably in intraoceanic settings, and the younger between ca. 0.66 and 0.60 Ga, most likely in an active continental margin, at the end of the Brasiliano orogeny.

New U-Pb and Sm-Nd isotopic data of orthogneiss and granitoid rocks from the Neoproterozoic Goiás Magmatic Arc in western Goiás helped to better constrain the geological evolution of this large section of juvenile crust in the western part of the Brasília Belt. Orthogneiss of dominant tonalitic composition have U-Pb crystallization ages of 804 ± 6 Ma, 669 ± 3 Ma, 662 ± 12 Ma, 634 ± 8 Ma, 630 ± 5, and 637 ± 20 Ma, and present e_Nd(T) values varying within a large range, between +2.8 and -15.1. Rock units with negative e_Nd(T) are more frequent in the eastern part of the studied area, south of Anicuns, suggesting the presence of slivers of older continental crust in that part of the arc. Metagranites in this area have ages of 821 ± 10 Ma, 810 ± 10 Ma, 792 ± 5 Ma, 790 ± 12, 748 ± 4 Ma, 782 ± 14 Ma, and 614 ± 5 Ma, and e_Nd(T) values between +5.1 and -3.7.

Mafic rocks exposed in the Anicuns region, in the eastern part of the Goiás Magmatic Arc are represented dominantly by amphibolites (metavolcanic and metaplutonic). New U-Pb results demonstrate that this association is Neoproterozoic and that mafic rocks also crystallized during two main periods: (i) between ca. 890 and 815 Ma, and (ii) between ca. 630 and 600 Ma. Metagabbro and metadiorite samples JHL-14, JHL-15, JHL-23, AMB-01, and JHL-26B have U-Pb zircon ages of 886 ± 5 Ma, 862 ± 5 Ma, 815 ± 10 Ma, 856 ± 15 Ma, and 839 ± 9 Ma, respectively, and comprise the older group. The Late Neoproterozoic intrusive Anicuns-Santa Bárbara gabbro-diorite and Americano do Brasil suites are coeval. Four samples of the first (SB-01, JHL-04, JHL-22C and JHL-19) yielded U-Pb ages of 598 ± 8 Ma, 612 ± 6 Ma, 623 ± 13 Ma and 622 ± 6 Ma, respectively, whereas zircon grains from one norite sample of the Americano do Brasil Complex yielded a concordia age of 626 ± 8 Ma. All mafic rocks investigated present T_DM model ages of ca. 1.0 Ga, comparable to model ages of metaigneous rocks of the Goiás Magmatic Arc. e_Nd(T) values are strongly positive, indicative of the depleted nature of the mantle source (MORB-like), similarly to volcanic and plutonic rocks of the arc-type volcano-sedimentary sequences exposed to the west. The lithological associations comprising the supracrustal sequences in the Anicuns area are compatible with origin in an oceanic or fore-arc setting.

The mafic samples investigated in this study correspond to tholeiitic to calc-alkaline metabasalts and display major and trace element characteristics that are compatible with an origin within an island arc setting, with LILE enrichment and HFSE depletion. In these settings, LILE enrichment is assigned to metasomatism of the mantle source due to fluids released during slab-dehydration. Amphibolite samples ANA 19A and ANA 19B, of the Bonfinópolis Sequence, associated with sedimentary rocks of the Araxá Group, to the east of the area investigated here are slightly different when compared to those of the Anicuns region, and most probably represent fragments of Neoproterozoic ocean floor.

The T_DM values of the sedimentary rocks of the Anicuns-Itaberaí and Córrego da Boa Esperança sequences are very distinct from each other. The Córrego da Boa Esperança Sequence sediments, with T_DM values between 0.8 and 1.2 Ga, were derived mostly from the erosion of the juvenile arc, whereas those of the Anicuns-Itaberaí Sequence indicate derivation from an older, mostly Paleoproterozoic source.

Based on the field, geochronological, isotopic and regional geophysical data, we suggest that the supracrustal sequence exposed in the Anicuns area might represent a arc/fore-arc sequence, marking the tectonic boundary between the Goiás Magmatic Arc and the westernmost exposures of the former São Francisco continental plate.