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Title: Evolução do Grupo Macaúbas e Formação Salinas no Orógeno Araçuaí Central, MG.
Authors: Castro, Marco Paulo de
metadata.dc.contributor.advisor: Queiroga, Gláucia Nascimento
Martins, Maximiliano de Souza
Soares, Antônio Carlos Pedrosa
Keywords: Sedimentação e depósitos
Bacias sedimentares
Orógeno Araçuaí - MG
Geocronologia
Geotermobarometria
Issue Date: 2019
metadata.dc.contributor.referee: Queiroga, Gláucia Nascimento
Uhlein, Alexandre
Fonseca, Marco Antônio
Reis, Humberto Luis Siqueira
Hartmann, Leo Afraneo
Citation: CASTRO, Marco Paulo de. Evolução do Grupo Macaúbas e Formação Salinas no Orógeno Araçuaí Central, MG. 2019. 180 f. Tese (Doutorado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: O Cráton São Francisco, juntamente com a sua contraparte africana, o Cráton do Congo, representa uma parte interna e estável de um dos paleocontinentes envolvidos na montagem de Gondwana Ocidental, no período Neoproterozoico. O Paleocontinente São FranciscoCongo experimentou vários eventos de rifteamento desde o Estateriano (ca. 1750 Ma) até o Criogeniano (ca. 700 Ma). Registros de magmatismo anorogênico e/ou sedimentação associada a esses eventos foram encontrados no sistema orogênico Neoproterozoico AraçuaíCongo Ocidental (AWCO), localizado entre os crátons São Francisco (leste do Brasil) e Congo (África central). Após os eventos de rifteamento Paleo-Mesoproterozoicos, eventos extensionais Tonianos e Criogenianos formaram a Bacia Macaúbas, precursora do AWCO, que registra uma série de eventos de rifteamentos, iniciados no Toniano com um rifte continental (ca. 957-875 Ma), preenchido pelas formações Capelinha (redefinida e descrita detalhadamente nesta tese), Matão, Duas Barras e Rio Peixe Bravo, atribuídas ao Grupo Macaúbas inferior (ou pré-diamictitos). Com base em estudos de campo detalhados, dados litoquímicos, geocronologia U-Pb em grãos de zircão e titanita e análises isotópicas de Nd em rocha total, a Formação Capelinha foi caracterizada como uma sucessão vulcano-sedimentar, agora atribuída à base do Grupo Macaúbas e datada em 957 ± 14 Ma (cristalização magmática) e 576 ± 13 Ma (metamorfismo). Os dados geoquímicos do orto-anfibolito da unidade basal da Formação Capelinha sugerem protólito toleítico relacionado a um cenário de rifteamento continental. As rochas metassedimentares mostram um amplo espectro de idades de zircões detríticos do início do Toniano (ca. 940 Ma) com valores negativos de ƐHf. O pico mais jovem (949 ± 12 Ma) limita a idade de sedimentação no mesmo tempo do magmatismo basáltico representado pelo orto-anfibolito. A sucessão vulcano-sedimentar da Formação Capelinha se correlaciona em idade e origem com outras unidades anorogênicas encontradas em uma grande região coberta pelo AWCO e pelos cratons adjacentes. Adicionalmente, o magmatismo de Capelinha parece preceder em cerca de 20-30 Ma o pico principal (930-900 Ma) deste magmatismo anorogênico, sugerindo um sistema de riftes complexo e duradouro. Contrastando com o rifte abortado do início do Toniano, o rifte Criogeniano evoluiu para uma margem passiva (ca. 725-675 Ma) e espalhamento oceânico (ca. de 650 Ma). O rifte continental Criogeniano culminou na deposição das formações Serra do Catuni, Nova Aurora e Chapada Acauã proximal (ocidental) do Grupo Macaúbas superior (rico em diamictitos). As formações Chapada Acauã distal (descrita detalhadamente nesta tese) e Ribeirão da Folha do Grupo Macaúbas Superior, compreendem a sedimentação de margem passiva a oceânica, sendo que a Formação Ribeirão da Folha inclui rochas máficas e ultramáficas em sua sucessão. Durante o Ediacarano, o setor ensiálico da Bacia Macaúbas começou a ser invertido e a maior parte de seu segmento oceânico já havia sido consumida sob o Arco Magmático Rio Doce (630-580 Ma). O golfo Macaúbas foi então convertido na Bacia Salinas (ca. 550 Ma), preenchida pela Formação homônima. Descrições detalhadas de litofácies, juntamente com um estudo isotópico detalhado de grãos de zircão detrítico (U-P e Lu-Hf) e análises isotópicas de δ 13C e δ 18O, fornecem novas interpretações sobre as formações Chapada Acauã e Salinas. A Formação Chapada Acauã Inferior inclui associações de fácies ricas em diamictitos depositadas por fluxos de massa e correntes de turbidez em contexto glaciomarinho. A Formação Chapada Acauã Superior foi depositada em ambiente marinho distal, parcialmente sob ação de descargas de icebergs e compreende pelitos com dropstones, arenitos, e lentes de carbonato (o δ13C corrobora o sinal original da água do mar). A Formação Salinas mostra uma sucessão monótona de turbiditos. As idades U-Pb em grãos de zircão detrítico indicam que a Formação Chapada Acauã foi depositada entre o final do Toniano e o início do Criogeniano (ca. 750-667 Ma), e uma idade máxima de sedimentação para a Formação Salinas de ca. 550 Ma. Espectros de idade de grãos de zircão para a unidade inferior da Formação Chapada Acauã revelam contribuição massiva de fontes juvenis e recicladas de idade RiacianaOrosiriana (ƐHf = +14,64 a -18,53). Apesar de possuir um conjunto de dados semelhante, a unidade superior da Formação Chapada Acauã mostra picos proeminentes de idade Criogeniana (ca. 715 Ma) e Mesoproterozoicas. Em contraste, a Formação Salinas revelou picos de idade em 670-551 Ma, com valores de ƐHf entre +6,29 e -18,25, atestando uma contribuição massiva do Arco Magmático Rio Doce (630-580 Ma). Os dados apresentados nesta tese sugerem uma idade Criogeniana para a Formação Chapada Acauã, em contraste com a sedimentação orogênica da Formação Salinas, de idade Ediacarana, sugerindo uma importante mudança de proveniência sedimentar. Os dados apresentados, também fornecem novas restrições de tempo para um evento glacial severo registrado pelo Grupo Macaúbas. O intervalo de idade Criogeniana também corresponde ao evento magmático anorogênico de 720-670 Ma que inclui a Província Alcalina do Sul da Bahia, as formações Lower Diamictite e Louila, entre outras evidências encontradas no AWCO e no Cráton São Francisco-Congo. Regionalmente, a Orogênese Brasiliana imprimiu um regime metamórfico tipo Barroviano nas rochas do Grupo Macaúbas e da Formação Salinas ao longo da porção centro-norte do Orógeno Araçuaí. As granadas dessas unidades foram cristalizadas durante o estágio colisional do Orógeno Araçuaí, que formou a foliação regional em torno de 570 Ma. Os valores de PT calculados para bordas e núcleos de granadas, revelaram curvas de trajetória no sentido horário com temperaturas crescentes da zona da granada (500-570ºC) para a zona da estaurolita (520-580ºC) e pressões de 4,1-5,7 kbar (zona da granada) a 3,5-5,6 kbar (zona estaurolita). A datação Th-U-Pb de grãos de monazita por microssonda eletrônica (EMPA) revelou idades de recristalização de 520 Ma e ca. 490-480 Ma. Estas idades são interpretadas como registro de um evento generalizado de produção de fluidos, datado em ca. 520-480 Ma, que ocorreu durante a fase de colapso extensional do Orógeno Araçuaí. O objetivo principal dessa tese é fornecer novas interpretações acerca da idade, proveniência e configuração tectônica dos eventos extensionais Toniano e Criogeniano que afetaram a Bacia Macaúbas no Neoproterozoico, aqui representados pelas formações Capelinha e Chapada Acauã. Além disso, esta tese fornece novas restrições de tempo para um evento glacial registrado pelas rochas do Grupo Macaúbas, interpretações de diferentes processos de sedimentação em ambiente glaciomarinho, além de revelar proveniências sedimentares contrastantes entre as bacias Macaúbas e Salinas. Adicionalmente, as idades químicas Th-U-Pb (CHIME) obtidas em grãos de monazita em conjunto com as trajetórias P-T-t obtidas para os xistos granatíferos das formações Capelinha e Salinas, restringem ainda mais o tempo de evolução do Orógeno Araçuaí.
metadata.dc.description.abstracten: The São Francisco Craton, together with its African counterpart, the Congo craton, represents an inner and stable part of one of the palaeocontinents involved in the assembly of West Gondwana in the Neoproterozoic time. The western São Francisco– Congo Paleocontinent experienced several rifting events since the Statherian (ca. 1750 Ma) to Cryogenian (ca. 700 Ma). Records of anorogenic magmatism and/or associated sedimentation from those events have been found in the Neoproterozoic Araçuaí – West Congo orogenic system (AWCO), located between the São Francisco (eastern Brazil) and Congo (central Africa) cratons. After the Paleo-Mesoproterozoic rifting events, Tonian and Cryogenian extensional events formed the AWCO precursor Macaúbas Basin system which records a series of rifting events, started with an Early Tonian (ca. 957 – 875 Ma) continental rift basin, filled by the Capelinha (redefined and described in detail in this thesis), Matão, Duas Barras and Rio Peixe Bravo formations, ascribed to the lower (or pre-diamictite) Macaúbas Group. Based on detailed field studies and data from lithochemistry, zircon and titanite U-Pb dating, whole-rock Nd and Hfin-zircon isotopic analyses, the Capelinha Formation was characterized as a volcanosedimentary succession, now assigned to the Lower Macaúbas Group and dated at 957 ± 14 Ma and 576 ± 13 Ma, constraining their magmatic crystallization and regional metamorphism. The geochemical data from ortho-amphibolite suggest tholeiitic protolith related to a continental rifting setting for this rock. The metasedimentary rocks show broad spectra of detrital zircon ages from the Early Tonian (ca. 940 Ma) with negatives ƐHf values. The youngest age peak (949 ± 12 Ma) constrains a maximum sedimentation age coeval with the basaltic volcanism represented by the ortho-amphibolite. The Capelinha volcano-sedimentary succession nearly correlates in age and origin with other anorogenic units found in a large region covered by the AWCO and neighbouring cratonic region. However, the Capelinha magmatism seems to preceed by some 20 – 30 m.y. the main peak (930 – 900 Ma) of this Early Tonian anorogenic magmatism, suggesting a long-lived and complex rift system. Contrasting with the aborted Early Tonian rift, the Early Cryogenian rift evolved to passive margin (ca. 725-675 Ma) and ocean-floor spreading (ca. 650 Ma). The Early Cryogenian continental rift includes deposition of the Serra do Catuni, Nova Aurora and proximal (western) Chapada Acauã formations of the Upper (diamictite-rich) Macaúbas Group. The distal Chapada Acauã (described in detail in this thesis) and Ribeirão da Folha formations of the distal Upper Macaúbas Group comprise the passive margin to oceanic sedimentations, and the later unit of the Macaúbas Group hosts tectonic slabs of ophiolitic mafic and ultramafic rocks. During the Ediacaran, the ensialic sector of the Macaúbas Basin started to be inverted, and most of its oceanic segment had been already consumed under 630-580 Ma Rio Doce Continental Margin Arc. The Macaúbas gulf was then converted into the Salinas Basin (ca. 550 Ma), a remnant ocean basin sensu, filled by the homonymous formation. Detailed lithofacies descriptions together with a detailed study on detrital zircon grains (U-P and LuHf) and C-O isotopic analyses provide new constraints about the Chapada Acauã and Salinas formations. The Lower Chapada Acauã Formation includes diamictite-bearing facies associations deposited by glaciomarine mass flows and turbidity currents. The Upper Chapada Acauã Formation was deposited by finer-grained turbiditic sedimentation along fan fringes partially under action of iceberg discharges and comprising graded sandstones, pelite with local and chaotic oversized clasts (dropstones) and rare carbonate lenses (the δ13C values the original seawater signal). The Salinas Formation shows a monotonous turbidite succession. Detrital U-Pb ages indicate that the Chapada Acauã Formation was deposited between the Late Tonian and Early Cryogenian (750-667 Ma), and a maximum sedimentation age for the Salinas Formation of ca. 551 Ma. Zircon age spectra for the lower unit of the Chapada Acauã Formation reveal massive contribution from Rhyacian-Orosirian sources (Hf = +14.64 to - 18.53). Despite having a similar dataset, the upper unit of the Chapada Acauã Formation shows prominent age peaks in the Early Cryogenian (ca. 715 Ma) and at 1.2 Ga. In contrast, the Salinas Formation revealed dominant age peaks at 670-551 Ma, with Hf values between +6.29 and -18.25, testifying a massive contribution from the Rio Doce Magmatic Arc (630- 580 Ma) and collisional granites (585-540 Ma). The data presented in this thesis suggest an Early Cryogenian age for the glaciomarine Chapada Acauã Formation, in contrast with the Ediacaran Salinas orogenic sedimentation, arguing to an important shift provenance. This also provides new time constraints for a glaciation event recorded by the Macaúbas Group. The Early Cryogenian age interval also corresponds to the 720-670 Ma anorogenic magmatic event, including the South Bahia Alkaline Province, Lower Diamictite and Louila formations, among other evidence found in AWCO and adjacent Congo – São Francisco craton. Regionally, the Brasiliano orogeny imprinted a Barrovian-type metamorphic regime on the Macaúbas Group and Salinas Formation along the central-northern Araçuaí Orogen. The garnet-bearing assemblages started crystallization in the collisional deformation stage that formed the main regional foliation around 570 Ma. P-T values calculated from cores and rims of garnets, aligned along clockwise trends, resulted in increasing temperatures from the garnet zone (from 500ºC up to 570ºC) to the staurolite zone (from 520ºC up to 580ºC) and under decompression conditions from 4.1-5.7 kbar (garnet zone) to 3.5-5.6 kbar (staurolite zone). Th-U-Pb dating of homogeneous monazites by electron microprobe revealed a recrystallization period at 520 Ma and around 490 – 480 Ma, in agreement with the multisourced fluid production, occurred around 520-480 Ma during the extensional collapse. Thus, the aim of this thesis is provide new constraints on the age, provenance and tectonic setting on the Tonian and Cryogenian extensional events that affecting the Macaúbas Basin in Neoproterozoic time, represented here by the Capelinha and Chapada Acauã formations. Furthermore, this thesis provides new time constraints for a glaciation event recorded by the Macaúbas Group, interpretations within the framework of different glaciomarine processes besides disclosing the contrasting provenances of the distal glaciogenic Macaúbas and orogenic Salinas basins. Additionally, we obtained chemical model (CHIME) Th-U-Pb monazite ages and geothermobarometric P-T-t paths from garnet-bearing micaschists from the Capelinha and Salinas formations, providing further time constraints for the evolution of the Araçuaí Orogen.
Description: Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11732
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 13/09/2019 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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