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Title: Contribuição à geoquímica, geocronologia, estrutura e evolução dos segmentos central e setentrional do arco magmático Rio Doce, Orógeno Araçuaí, MG.
Authors: Gonçalves, Leonardo Eustáquio da Silva
metadata.dc.contributor.advisor: Alkmim, Fernando Flecha de
Soares, Antônio Carlos Pedrosa
Keywords: Petrologia
Tectônica de placas
Petrogênese
Recursos minerais
Issue Date: 2015
Citation: GONÇALVES, Leonardo Eustáquio da Silva. Contribuição à geoquímica, geocronologia, estrutura e evolução dos segmentos central e setentrional do arco magmático Rio Doce, Orógeno Araçuaí, MG. 2015. 180 f. Tese (Doutorado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2015.
Abstract: O Orógeno Araçuaí, localizado no sudeste do Brasil, juntamente com o cinturão do Congo Ocidental, situado na parte central oeste da África, formam o Orógeno Araçuaí-Oeste Congo, o qual foi gerado durante o fechamento do segmento terminal do Oceano Neoproterozóico Adamastor. Confinado entre os crátons do São Francisco e Congo, esta porção do Adamastor era somente parcialmente oceanizada. Embora este sistema orogênico seja diferente da vasta maioria dos orógenos conhecidos, ele contém uma grande quantidade de rochas ígneas orogênicas formadas em todos os estágios de sua evolução, desde o Ediacarano até o Ordoviciano. No presente estudo serão fornecidas novas informações sobre os segmentos central e setentrional da assembléia granítica Ediacarana mais antiga, a Supersuite G1, a qual em conjunto com o Grupo Rio Doce materializa o Arco Magmático Rio Doce. No segmento central, situado entre as cidades de Governador Valadares e Ipanema, MG, relações de campo e composições mineralógicas permitiram a individualização de três associações de litofacies, denominadas de zona com rochas portadoras de Opx, Tonalito-Granodiorito rico em enclaves e Granito a Tonalito pobre em enclaves, as quais foram interpretadas como exposições de diferentes níveis crustais na parte central do Orógeno Araçuaí. Portanto, essa região parece representar uma seção crustal inclinada, sendo que as raízes mais profundas do arco estão agora expostas ao longo de sua borda oeste. Quimicamente, essas associações plutônicas consistem majoritariamente de rochas magnesianas, metaluminosas a levemente peraluminosas (média ASI = 1,02), com assinatura cálcio-alcalina a alcali-cálcica de médio a alto-K. Nessa mesma região, rochas dacíticas e riolíticas do Grupo Rio Doce são essencialmente magnesianas, peraluminosas, cálcicas a cálcio-alcalinas e de médio a alto-K. Por outro lado, os plutons que formam a terminação norte do arco, entre os municípios de Teófilo Otoni e Rio do Prado, MG, consistem de granodioritos, tonalitos e monzogranitos, os quais quimicamente são similares à uma série magnesiana, levemente peraluminosa (média ASI = 1,07), cálcica (68%) a cálcio-alcalina (24%), e em menor proporção alcali-cálcica (8%), de médio a alto-K. As rochas graníticas G1 de ambas as áreas são marcadas por anomalias negativas de Nb-Ta, Sr e Ti, que seriam típicas de magmas relacionados à subducção. Entretanto, a combinação de dados isotópicos de Sr, Nd e Hf (HF(t) = -5,2 e -11,7 para os granitos G1 do norte), caracterizam o predomínio de uma assinatura crustal relacionada à anatexia de rochas meta-ígneas e meta-sedimentares, sobre cristalização fracionada de magmas de derivação mantélica. Novos dados U-Pb obtidos em zircão do segmento central do arco restringem a cristalização das rochas graníticas entre ca. 625 e 579 Ma, enquanto as idades das rochas meta-vulcânicas variam entre ca. 585 e 578 Ma. Esse evento, o qual antecede, com alguma superposição, a colocação dos granitos do tipo-S sin-colisionais do orógeno, deve assim representar o evento pré-colisional, relacionado à subducção, que teve lugar na formação do Orógeno Araçuaí. Adicionalmente, composições isotópicas Sm-Nd de rocha total mostram valores variáveis de Nd(t) entre -13,02 e -6,52, e idades modelo TDM variando entre 1,51 e 1,87 Ga. Portanto, predominantemente construído sobre um arco magmático Riaciano entre 630 e 580 Ma, a porção central do Arco Rio Doce mostra que fundidos crustais largamente prevalecem sobre magmas mantélicos, fornecendo dessa forma um bom estudo de caso, que em estudos futuros, poderá ser comparado a contextos orogênicos similares em outras partes do mundo. Para o segmento norte, novas idades U-Pb em zircão individualizaram dois grupos de granitóides. O mais antigo deles cristalizou entre 630 e 590 Ma e experimentou migmatização em torno de 585 Ma, ao passo que o grupo mais jovem cristalizou entre 570 e 590 Ma, e não mostra qualquer evidência de migmatização. Várias das amostras estudadas mostram boa correlação, em termos químicos, com campos de composições experimentais de fusão de anfibolitos, com algumas amostras plotando no campo de fusão de grauvacas. As rochas G1 do segmento norte apresentram diferenças se comparadas aos típicos granitos do tipo-I ou granitos do tipo-S, sendo particularmente similares aos granitos transicionais I/S descritos no arco Ordoviciano Famatiniano (NW Argentina). Sugere-se, portanto, um modelo híbrido, o qual envolveria fusão de rochas meta-ígneas (anfibolitos) e meta-sedimentares (meta-grauvacas) para a produção de magma na terminação norte do Arco Rio Doce. Entretanto, a real contribuição entre os membros finais nesse processo é um trabalho desafiador, ainda a ser realizado. ________________________________________________________________________________________________
ABSTRACT: The Araçuaí orogen of southeastern Brazil together with the West Congo belt of central West Africa form the Araçuaí-West Congo orogen (AWCO) generated during closure of a terminal segment of the Neoproterozoic Adamastor Ocean. Corresponding to an embayment in the São Francisco-Congo craton, this portion of the Adamastor was only partially floored by oceanic crust. Although AWCO differs from the vast majority of the known orogens owing to its singular confined setting, it contains a large amount of orogenic igneous rocks emplaced in all stages of its tectonic evolution, from the Early Ediacaran to the Early Ordovician. In this study, we provide new information about the central and northernmost segments of the oldest Ediacaran granitic assemblage, the G1 Supersuite, which together with the Rio Doce Group materializes the Rio Doce magmatic arc. In the central segment, between the towns of Governador Valadares and Ipanema, MG, field relationships and mineralogical compositions of the G1 Supersuite allowed us to characterize three lithofacies associations, which are a zone with Opx-bearing rocks, enclave-rich Tonalite-Granodiorite and enclave-poor Granite to Tonalite, suggesting different crustal levels exposed in the central part of the Araçuaí orogen. This region seems thus to be a tilted crustal section, with deep arc roots now exposed along its western border. Chemically, these plutonic associations consist mostly of magnesian, metaluminous to slightly peraluminous (average ASI = 1.02), calc-alkaline to alkali-calcic and medium- to high-K acidic rocks. In the same region, dacitic and rhyolitic rocks of the Rio Doce Group are mainly magnesian, peraluminous, calcic to calc-alkaline and medium- to high-K acidic rocks. On the other hand, the plutons forming the northern terminus of the arc, between the towns of Teófilo Otoni and Rio do Prado, MG, consist of granodiorites, tonalites and monzogranites similar to a magnesian, slightly peraluminous (average ASI = 1.07), calcic- (68%) to calc-alkaline (24%), with minor alkali-calcic (8%) facies, medium- to high-K magmatic series. The G1 granitic rocks from both areas are marked by negative Nb-Ta, Sr and Ti anomalies, typically associated with subduction-related magmas, however the combined Sr, Nd and Hf (Hf(t) = -5.2 and -11.7 for the northern G1 granites) isotopic data characterize a crustal signature related to anatexis of metamorphosed igneous and sedimentary rocks, rather than fractional crystallization of mantle-derived magmas. New zircon U-Pb data from the central segment constrain the crystallization of the granitic plutonic rocks between ca. 625 and 579 Ma, while the ages for the metavolcanic rocks range between ca. 585 and 578 Ma. Thus, within errors, the studied plutonic and volcanic rocks might belong to the same magmatic event. This event, predating (with some overlap) the ages of emplacement of syn-collisional, S-type granites, might represent the subduction-related, pre-collisional, event that took place in the Araçuaí orogen. In addition, whole-rock Sm-Nd isotopic compositions show variable negative Nd(t) values between -13.07 and -6.52, and TDM model ages varying from 1.51 Ga to 1.87 Ga. Thus, predominantly constructed upon a Rhyacian magmatic arc from 630 Ma to 580 Ma, the central Rio Doce arc shows crustal melts largely prevailing over mantle magmas, providing a well-studied example to be compared with similar orogenic settings around the world. For the northern portion, zircon U-Pb ages characterizes two groups of granitoids. The older group, crystallized between 630 and 590 Ma, experienced a migmatization event at ca. 585 Ma. The younger granitoids, emplaced between 570 and 590 Ma, do not show any evidence for migmatization. Most of the investigated samples show good correlation with the experimental compositional field of amphibolite dehydration-melting, with some samples plotting into the field of greywacke dehydration-melting. The studied northern G1 rocks are not typical I-type or S-type granites, being particularly similar to transitional I/S-type granitoids described in the Ordovician Famatinian arc (NW Argentina). We suggest a hybrid model involving dehydration-melting of meta-igneous (amphibolites) and metasedimentary (greywackes) rocks for magma production in the northern termination of the Rio Doce arc. The real contribution of each end-member is, however, a challenging work still to be done.
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/123456789/6203
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor, 25/01/2016, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.
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