UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA / INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TESE DE DOUTORADO N^o085

PERCY BORIS WOLF KLEIN

DATA DA DEFESA: 29/02/2008
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: Geologia Regional
ORIENTADOR: Prof. Reinhardt Adolfo Fuck (UnB)
EXAMINADORES: Prof. Hardy Jost (UnB); Prof. Raul Minas Kuyumjian (UnB); Prof. Francisco Egidio Cavalcante Pinho (UFMT); Prof. Hildor José Seer (Cefet-MG)

Palavras-chave:  Faixa Brasília, Província Tocantins, magmatismo bimodal, ortognaisses, arco continental, eventos extensional e colisional

Limites de Retângulo Envolvente:
Folha ao Milionésiomo: SD23
Estado: GO

RESUMO

A parte sul da Faixa Brasília, Província Tocantins, localizada na região central do Brasil, é constituída por metassedimentos, seqüências vulcano-sedimentares, granitos intrusivos e um significativo cinturão de ortognaisses. Estas unidades estão sobrepostas tectonicamente e o metamorfismo varia do fácies xisto verde até anfibolito, caracterizado pelos eventos extensionais ocorridos em 720 e 800 Ma e colisional em 660 Ma.

Os anfibolitos da área indicam a presença de protólitos gabróicos e basálticos de afinidade toleiítica com enriquecimento de Fe, baixo teor de Ti, baixa razão La/Yb, fraca anomalia negativa de Eu e eNd(T) próximos à zero, associado a fonte magmática primitiva, variando de basaltos de cordilheiras meso-oceânicas transicionais a basaltos enriquecidos (T-MORB a E-MORB). Um dos anfibolitos é alcalino, com alto teor de TiO2 e razão La/Yb, fraca anomalia de Eu, genericamente relacionado à ambientes tectônicos de rift.

Os dados geoquímicos das metavulcânicas intermediárias a ácidas do Grupo Araxá e Seqüência Maratá da Região Ipameri-Catalão, caracterizam eventos extensionais em 720 e 800 Ma. Idade modelo (TDM) entre 1,91 e 2,08 Ga e valores de eNd(T) entre -7,95 e -9,30 indicam que os magmas parentais são derivados da fusão crustal de protólitos variados.

Idade modelo (TDM) entre 1,77 e 1,97 e eNd(T) negativos (-7,26 to –9,48) dos metapelitos da área mostram fonte associada à crosta continental paleoproterozóica. Padrões heterogêneos dos ETR destas rochas sugerem diferente proveniência dos protólitos sedimentares do Grupo Araxá – Domínio Oeste.

eNd(T) e dados geoquímicos permitiram separar dois grupos de granitóides. Um, constituído pelos granitos Pires Belo e Davinópolis com deformação incipiente, fracamente peraluminosos a metaluminosos do tipo A, com idades de 798 ± 2 Ma e 775 ± 5 Ma. As idade modelo  destes corpos são 1,29 e 1,52 Ga e eNd(T) igual a –1,31 e        –0,77, respectivamente, sugerindo contribuição de fontes juvenis e mais primitivas. O outro é formado por granitos do Tipo S, gnaissificados com idade modelo entre 1,79 e 2,41 Ga e idade de cristalização de c. 663 Ma, eNd(T) por volta de –9.68, refletindo fonte crustal retrabalhada e ambiente tectônico colisional.

Os ortognaisses meso-neoproterozóicos da região de Ipameri - Nova Aurora localizam-se na parte central da área estudada. Dados geológicos, geoquímicos, isotópicos de Sm-Nd e idades U-Pb em zircão permitiram discriminar três domínios: (1) Ortognaisses Nova Aurora de 1.2 Ga; (2) Ortognaisses Goiandira de 640 Ma; e (3) Ortognaisses Ipameri de 790 Ma.

A petrografia e geoquímica de rocha total em amostras selecionadas indicam que os protólitos destes ortognaisses são de composição tonalítica a granítica, com afinidade peraluminosa e cálcio-alcalina. Estas rochas são cálcicas a alcali-cálcicas, com eNd(T) entre +2,52 to -11,69, provavelmente associado à margem de arco continental.

O domínio mais a oeste, em torno de Nova Aurora, é formado por ortognaisses mesoproterozóicos datados em 1219±13 Ma, eNd(T) = -4,89 e 1259 ± 7 Ma, eNd(T) = -4,57. Idade modelo deste grupo variam entre 1413 e 2624 Ma e eNd(T) entre -6,52 e +2,52, mostrando mistura de fontes heterogêneas mais antigas com fontes juvenis. Isto permite sugerir que este domínio pode ser a fonte potencial de parte das populações de zircão detrítico mesoproterozóicos do segmento sul da Faixa Brasília.

Os ortognaisses do entorno de Goiandira possuem idades entre 634±9 e 717±39 Ma. As idades TDM variam entre 1371 e 2541 Ma e valores calculados de eNd(T) estão entre -4,15 e -11,69.

O terceiro domínio ortognáissico ocorre na área de Ipameri. Idades U-Pb em zircão de duas amostras possuem idades de 796 ± 64 Ma e 771 ± 13 Ma, idade modelo  (TDM) entre 1913 e 2057 Ma e eNd(T) entre -3,65 e -9,83, sendo que uma das amostras idade por volta de 1284 Ma. Alguns ortognaisses dioríticos, tonalíticos e graníticos da região de Ipameri - Nova Aurora são provavelmente de natureza alcalina com muito alto a alto K e peraluminosos.

Os domínios Goiandira 640 Ma e Ipameri 790 Ma estão relacionados com arco magmático continental, construído às margens do Craton do São Francisco. Sua extensão para norte constitui os terrenos granulíticos do Complexo Anápolis-Itauçu. Sugerimos que o domínio dos ortognaisses Nova Aurora, de idades 1230-1260 Ma, associa-se a um fragmento alóctone de arco mesoproterozóico.

Estas evidências demonstram que o magmatismo bimodal das rochas da região de Ipameri - Catalão correspondem a um evento de rift continental entre 720 e 800 Ma, associado à crosta oceânica T-MORB a E-MORB. Em 660 Ma ocorreu magmatismo originado pela colisão do Bloco Paranapanema com a região sudoeste do Cráton do São Francisco.

     
UNIVERSITY OF BRASILIA / INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS N^o085

DATE OF ORAL PRESENTATION:29/02/2008
TOPIC OF THE THESIS: Regional Geology
SUPERVISOR: Prof. Reinhardt Adolfo Fuck (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: Prof. Hardy Jost (UnB); Prof. Raul Minas Kuyumjian (UnB); Prof. Francisco Egidio Cavalcante Pinho (UFMT); Prof. Hildor José Seer (Cefet-MG)

KeyWords: Brasília Belt, Tocantins Province, bimodal magmatism, orthogneiss, continental arc, extensional and collisional events

ABSTRACT

The part of the southern Brasília Belt, Tocantins Province, exposed in central Brazil, comprises metasedimentary rocks, metavolcano-sedimentary sequences, amphibolites and intrusive granites, and a large orthogneiss belt. These units are tectonically imbricated, and vary in metamorphic grade from lower greenschist to amphibolite facies, characterized by a 720 and 800 Ma extensional, and 660 Ma collisional events.

The amphibolites indicate gabbroic and basaltic protoliths, typically of tholeiitic affinity, showing Fe enrichment, low Ti content, low La/Yb ratios, small negative Eu anomalies and eNd(T) close to zero, associated to primitive magma sources varying from transitional to enriched mid-ocean ridge (T-MORB to E-MORB) basalts. One amphibolite is alkaline, with high TiO2 and La/Yb ratio, small negative Eu anomaly and general rift-related characteristics.

Geochemical data of the intermediate to acid metavolcanic rocks of the Araxá Group and Maratá Sequence suggest formation in 720 and 800 Ma extensional events. TDM model ages varying from 1.91 to 2.08 Ga and eNd(T) values between -7.95 and -9.30 indicate that the parental magmas derived from crustal melting of varied protoliths.

Model ages between 1.77 and 1.97 and negative eNd (-7.26 to –9.48) of metapelitic rocks show a continental crust source indicating provenance of paleoproterozoic rocks. The REE from these rocks indicates heterogeneous patterns, suggesting a different provenance for sedimentary protoliths of the western domain of the Araxá Group in the area.

eNd(T) and geochemical data allow the distinction of two groups of granitoids. One comprises the less deformed, slightly peraluminous to metaluminous, A-type, Pires Belo and Davinópolis granites, dated at 798 ± 2 Ma and 775 ± 5 Ma. Their model ages are 1.29 and 1.52 Ga, eNd(T) –1.31 and –0.77, respectively, suggesting important contribution of more primitive and juvenile sources. The second group is formed by more deformed, gneissified peraluminous S-type granites with model ages between 1.79 and 2.41 Ga with one crystallization age of c. 663 Ma, with eNd(T) of –9.68, reflecting a reworked crustal source.

The meso-neoproterozoic orthogneisses from Ipameri-Nova Aurora occur within the central part of the studied area. From west to east, geological, geochemical and Sm-Nd isotopic data and U-Pb zircon age determinations allow to discriminate three domains: (1) Nova Aurora 1.2 Ga orthogneiss; (2) Goiandira 640 Ma orthogneiss; and (3) Ipameri 790 Ma orthogneiss.

Petrography and whole rock geochemistry of selected samples characterize their protoliths as tonalite to granite in composition, with calc-alkaline and peraluminous affinity. They vary from calcic to alkaline-calcic, with variated eNd(T) range (+2.52 to -11.69), probably formed in a continental margin arc environment.

The westernmost domain, around Nova Aurora, comprises mesoproterozoic orthogneisses, dated at 1219±13 Ma, eNd(T) = -4.89 and 1259 ± 7 Ma, eNd(T) = -4.57. Model ages of this group vary between 1413 and 2624 Ma and eNd(T) between -6.52 and +2.52, suggesting mixed juvenile and older heterogeneous sources. This leads to the suggestion that this domain could have been a potential source for part of the mesoproterozoic detrital zircon population reported from the southern Brasília Belt.

The orthogneiss domain around Goiandira yielded neoproterozoic ages between 634±9 and 717±39 Ma. Model ages range between 1371 and 2541 Ma and calculated eNd(T) values between -4.15 and -11.69.

The third orthogneiss domain is exposed in the Ipameri area. U-Pb zircon ages of two samples yielded 796 ± 64 Ma and 771 ± 13 Ma, eNd(T) between -3.65 and -9.83 and TDM model ages between 1913 and 2057 Ma, with one lower value of 1284 Ma. Some dioritic, tonalitic and granitic orthogneiss in the Ipameri-Nova Aurora region have a different behavior. They have very high- to high-K character and peraluminous affinity with probably alkaline nature.

The Goiandira 640 Ma and Ipameri 790 Ma domains are related to a continental magmatic arc, built-up at the margin of the plate that includes the São Francisco Craton. Their northward continuity constitutes the Anápolis-Itauçu granulite terrain. As for the 1230-1260 Ma orthogneiss domain in Nova Aurora, we suggest that it is an exotic fragment of a mesoproterozoic arc built elsewhere.

The overall evidence demonstrates that the bimodal magmatism presented in the rocks outcropping in the Ipameri-Catalão region, are related to an extensional continental rift event occurred between 720 and 800 Ma, evolving to an oceanic crust with T-MORB to E-MORB affinity. At 660 Ma there is evidence of continental collision magmatism related to compressional movement between the southwestern portion of São Francisco Craton and Paranapanema Block.