Geoquímica e geologia isotópica (U-Pb, Lu-Hf) do Complexo Belo Horizonte : implicações para evolução crustal arqueana no Cráton São Francisco.
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2022
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Resumo
O Complexo Belo Horizonte (CBH), exposto na porção norte do distrito mineral do
Quadrilátero Ferrífero, no setor meridional do Cráton São Francisco, é composto por um
ortognaisse bandado, migmatizado, exibindo estrutura estromática e ou schlieren, nos quais
enclaves máficos e intrusões de granitoides são comuns. Apesar das intensas investigações na
década passada, as informações detalhadas sobre a geoquímica e a evolução isotópica do
respectivo complexo está limitada a um pequeno número de amostras, dificultando o
entendimento a respeito de sua conexão com outros complexos que compõem o embasamento
do Cráton São Francisco. Na presente tese, foram realizados estudos no CBH, a partir de
observações de campo, geoquímica de rocha total e investigações de isótopos (U-Pb, Lu-Hf).
Neste trabalho, apresentou-se pela primeira vez os processos de tratamento térmico e abrasão
química implementados na Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) que foram realizados
com o intuito de limpar as áreas danificadas e fraturadas e homogeneizar as porções dos
fragmentos, por meio de uma lavagem ácida nos cristais de zircão promovendo a remoção
destes domínios e resultando em um grão menos alterado. A partir da técnica de CA-LA-ICP-
MS investigou-se em detalhe as características texturais em aproximadamente 300 zircões,
além da obtenção de idades U-Pb e dados isotópicos de Hf de 15 amostras coletadas ao longo
do complexo, com o objetivo de revelar detalhes sobre os eventos de fusão parcial que
precederam a estabilização do cráton. A integração das observações de campo, idades U-Pb
obtidas de zircões através de CA-LA-ICP-MS e composições isotópicas de Hf obtidas de
ortognaisses migmatíticos e de granitoides do CBH, indicam um período intenso de fusão
parcial e produção de rochas félsicas durante o Neoarqueano. Nossas observações mostram que
o complexo é um local importante para o estudo de processos de fusão parcial do embasamento
cristalino da crosta Arqueana. Grande parte do CBH expõe migmatitos estromáticos de
granulação fina intrudidos por diversos veios leucograníticos e diques. Tanto os migmatitos
quanto os leucogranitos são cortados transversalmente por diversas fases de granitoide e
pequenos corpos graníticos; ambos fortemente associados com o gnaisse bandado hospedeiro,
por meio de intrusões. A aplicação de abrasão química seguida de catodoluminescência revelou
ampla variedade textural dos zircões, consistente com um longo período de fusão parcial e
remobilização crustal. Os resultados dos isótopos de U-Pb e Hf revelam o complexo como parte
de um segmento crustal muito mais amplo, abrangendo toda a porção meridional do Cráton São
Francisco. A compilação de idades U-Pb disponíveis sugere que este segmento crustal foi
consolidado entre 3000 e 2900 Ma e que ele experienciou três principais episódios de fusão
parcial antes da estabilização em 2600 Ma. Os episódios de fusão parcial ocorreram entre 2750
e 2600 Ma como resultado de acreção tectônica e delaminação por “peeling off” do manto
litosférico e da crosta inferior. O processo de fusão parcial e delaminação por “peeling off”,
provavelmente é responsável pelo posicionamento de volumosa granitogênese potássica ao
longo de todo o Cráton São Francisco. Nesse sentido, compreender a composição de terrenos
arqueanos leva ao entendimento substancial da evolução do planeta. As análises de elementos
traços foram feitas em pó prensado via LA-ICP-MS para investigar a evolução do CBH. Essa
técnica pode ser usada para restringir o grande conjunto de elementos traço relevantes com alta
precisão e acurácia. Dados obtidos do CBH indicam dois principais grupos de granitoides:
gnaisses de médio-K e granitos com alto-K. Ambas as rochas de médio e alto-K possuem
composição com ampla variação nas concentrações de elementos traços e maiores, com
características geoquímicas similares aos TTGs e granitos a duas-micas, gerados pelo
retrabalhamento de crosta continental antiga. As rochas com alto-K possuem composição de
elementos traços distintos, com maior conteúdo de LREE, maior teor de elementos
incompatíveis, Ba, Sr, LaN/YbN, além de anomalias negativas de Eu significante. Os resultados
geoquímicos obtidos para o CBH vão de encontro com as investigações anteriores, em que as
xvii
rochas de médio-K tiveram origem a partir da mistura de um membro obtido da fusão parcial
de rochas metamáficas e de um componente resultante do retrabalhamento de um TTG antigo.
A composição química de granitos de alto-K, por outro lado, indica que esses granitos foram
formados através da fusão parcial de protólitos TTG, incluindo metassedimentos Arqueanos.
Dados deste estudo corroboram interpretações anteriores de que o magmatismo está ligado a
uma mudança fundamental da tectônica do cráton, com a produção de rochas de alto-K em
substituição às rochas de médio-K. O magmatismo e tectônica foram responsáveis pela intrusão
difundida de grandes corpos sieníticos na porção norte do cráton e pela construção de intrusões
máficas-ultramáficas no Complexo Campo Belo a sul do CBH.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Geologia isotópica, Geocronologia, Geoquímica, Crátons
Citação
MARTINS, Lorena Cristina Dias. Geoquímica e geologia isotópica (U-Pb, Lu-Hf) do Complexo Belo Horizonte: implicações para evolução crustal arqueana no Cráton São Francisco. 2022. 159 f. Tese (Doutorado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.