(2,36-2,33 Ga) No Cinturão Mineiro, Porção Sul Do Craton De

Versão online: http://www.lneg.pt/iedt/unidades/16/paginas/26/30/185 Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 335-338 IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: 0873-948X; e-ISSN: 1647-581X

Acrescimento juvenil (2,36-2,33 Ga) no Cinturão Mineiro, porção sul do Craton de São Francisco: evidências a partir de dados U-Pb em zircão, assinaturas Nd-Hf-Sr e geoquímica do ortognaisse Resende Costa e rochas coevas

U-Pb zircon ages, Nd-Hf-Sr constraints and geochemistry of the Resende Costa orthogneiss and coeval rocks: new clues for juvenile accretion magmatism (2.36-2.33 Ga) in the Mineiro Belt, Southern São Francisco Craton

W. Teixeira1*, C. A. Ávila2, I. A. Dussin3, A. V. Corrêa Neto4, E. M. Bongiolo4, J. O. S. Santos5

Resumo: Dados U-Pb em zircão no ortognaisse Resende Costa e petrogenetic details: whereas the 2.35 Ga zircons show positive rochas metaígneas coevas no interior do Cinturão Mineiro indicaram εHf(2.35Ga) values (+2 to +7), two 2.45 Ga igneous spots give εHf(T) idades de cristalização entre 2358 ± 10 e 2331 ± 13 Ma. As values of +3 and -4 with Archean TDM ages. This determines that assinaturas predominantemente juvenis de Nd-Sr destas rochas materials eroded from different provenance terrains were loaded sugerem tratar-se de um evento juvenil no Sideriano correlacionável during the slab subduction of oceanic lithosphere. Additional à formação da suite TTG Lagoa Dourada (2,35 Ga) adjacente. Os SHRIMP data (in metagraywacke) and Nd-Sr and geochemistry of dados geoquímicos indicam que o conjunto de rochas originou-se em coeval metabasalts from the adjoining Congonhas-Itaverava ambiente de arco oceânico, a partir de uma fonte toleítica basáltica, supracrustal belt were also performed. The metagraywacke from the levemente empobrecida. Os valores de εHf(2.35Ga) são variáveis, entre upper package of the Congonhas-Itaverava belt discloses SHRIMP positivos (+2 a +7) a negativos (até -4), sugerindo que materiais detrital zircon age as young as 2349 + 14 Ma, estimating the derivados de diferentes fontes, inclusive arqueanas, foram carreados maximum depositional age, whereas most of the zircons are between na litosfera oceânica que sofreu subducção há cerca de 2,35 Ga. 3.42 and 2.80 Ga old. Hence, this unit probably typifies a foreland Dados adicionais foram obtidos em amostras da faixa basin associated to the Siderian evolution of the hypothesized metavulcanossediementar que ocorre nas proximidades. Uma oceanic arc. Geological-tectonic correlations indicate that the metagrauvaca da porção superior desta unidade, datada pelo método Resende Costa plutonism is an early phase of a long-lived tectonic- U-Pb SHRIMP em zircões detríticos tem idade máxima de deposição magmatic process (2.36 - 2.00 Ga) to which the Mineiro belt and de 2349 + 14 Ma (zircão mais jovem), enquanto que a população other coeval belts are also genetically related. analisada inclui zircões com idades entre 3,42 e 2,80 Ga Este fato Keywords: Paleoproterozoic, São Francisco Craton, Mineiro belt, sugere que a unidade de topo da faixa supracrustal representa a bacia Geochronology, Geochemistry. foreland do arco magmático representado pelas rochas de Resende Costa e Lagoa Dourada. As rochas metavulcânicas (máficas e 1 ultramáficas) basais desta faixa supracrustal apresentam valores Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP. Rua do Lago, 562 (05508-080), Brazil. ɛNd(2.35Ga) positivos e características químicas de afinidade toleítica 2 (IAT e MORB). Tentativamente, estas metavulcânicas são Museu Nacional, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, consideradas como fragmentos da litosfera oceânica precursora do Brazil. 3 plutonismo “Resende Costa-Lagoa Dourada”. Correlações geológicas Pesquisador visitante FAPESP. Instituto de Geociências, Universidade de São Paulo. e tectônicas regionais sugerem que as rochas siderianas do cinturão 4 Mineiro representam a fase inicial de uma orogenia acrescionária de Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Geociências, Departamento de Geologia, Rio de Janeiro, RJ, Brazil. longa duração (2,36-2,00 Ga) que deu origem a outros cinturões 5 adjacentes. Centre for Exploration Targeting, University of Western Australia. Crawley, Australia. Palavras-chave: Paleoproterozoico, Craton do São Francisco, *Autor correspondente / Corresponding author: [email protected] Cinturão Mineiro, Geocronologia, Geoquímica.

Abstract: Zircon U-Pb LA-ICP-MS ages (2358 ± 10 to 2331 ± 13 Ma) coupled with mostly juvenile Nd-Sr-Hf isotopic signatures from 1. Introdução e contextualização geológico-tectônica the Resende Costa orthogneiss and coeval granitoids unravel an Early O Craton do São Francisco é constituído por domínios Siderian juvenile accretion event in the Mineiro belt, allowing correlation with the nearby ca. 2.35 Ga Lagoa Dourada TTG suite. arqueanos circundados por dois segmentos The geochemical data suggest that the metaigneous rocks were paleoproterozoicos que estão tectonicamente relacionados derived from a slightly depleted, short-lived tholeiitic basaltic source a uma orogenia colisional, representada pelos cinturões in oceanic arc setting. The Hf zircon constraints provide additional Itabuna-Salvador-Curaçá e Mineiro. Estes ocorrem, 336 W. Teixeira et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 335-338

respectivamente, na porção setentrional e meridional Sm-Nd TDM entre 2,4 e 2,5 Ga e os valores positivos de cratônica (Teixeira & Figueiredo, 1991; Barbosa & Sabaté, εNd(2.35 Ga) (+1,0 to +2,1) indicam que os protólitos da suite 2004; Alkmim & Noce, 2006). O presente trabalho faz uso Lagoa Dourada têm curta vivência crustal, gerados no de ferramentas geocronológicas (U-Pb LA-ICP-MS e limiar do Paleoproterozoico. Em adição, os parâmetros SHRIMP em zircão), isotópicas (Nd, Hf, Sr) e geoquímicos e petrológicos são consistentes com uma geoquímicas aplicadas a rochas metaígneas e derivação por fusão parcial de uma fonte basáltica, tipo metassedimentares de um trato do cinturão Mineiro, para MORB, assemelhada a vulcanismo toleítico de greenstone fins das interpretações tectônicas e petrogenéticas. belts (Seixas et al., 2012). A evolução crustal do orógeno Itabuna-Salvador- Curaçá, que ocorre às margens de um terreno granito 2. Resultados isotópicos e geoquímicos greenstone arqueano, envolveu acrescimento de um arco continental, antecedente ao desenvolvimento de um arco Análises in situ de precisão pela técnica U-Pb LA-ICP-MS oceânico no qual ainda se preservam porções do prisma em zircão e assinaturas isotópicas de Nd-Sr-Hf foram acrescionário (e.g. Ledru et al., 1997; Oliveira et al., obtidas no Centro de Pesquisas Geocronológicas da 2010). De modo semelhante, a propagação dos arcos Universidade de São Paulo, Brasil, para o ortognaisse Resende Costa e rochas coevas (metagranitoides, oceânicos e continentais do cinturão Mineiro na porção meridional do Craton do São Francisco, ocorreu anfibolitos). Estas análises em conjunto com idades U-Pb marginalmente ao núcleo arqueano constituído por SHRIMP em zircão detrítico, obtidas na Curtin University (Austrália), para uma metagrauvaca do cinturão terrenos granito-greenstone. Em semelhança ainda com a contraparte setentrional, o metavulcanossedimentar Congonhas-Itaverava (Corrêa cinturão Mineiro remobilizou de modo extensivo o núcleo Neto et al., 2012) que ocorre nas adjacências, permitiram desvendar a evolução tectonomagmática precoce do arqueano, nele produzindo estruturas como domos e cinturão Mineiro. As rochas metaígneas investigadas têm quilhas, metamorfismo regional, além de outras feições 2 tectônicas reflexas (Alkmim & Marshak, 1998), e que uma área de exposição de ca. 160 km , encontrando-se preservadas em meio a unidades metaígneas e estão tipificadas na região do Quadrilátero Ferrífero - QF. Esta região é reconhecida mundialmente pelas supracrustais mais jovens associadas aos arcos oceânicos e mineralizações de ouro em rochas arqueanas do tipo continentais paleoproterozoicos subsequentes do cinturão Mineiro, datados entre 2,23 e 2,13 Ga. greenstone belt e de ferro em rochas supracrustais (BIFs) associadas temporalmente ao limiar do Paleoproterozoico A interpretação do novo conjunto de dados isotópicos é (e.g. Alkmim & Noce, 2006). compatível com a mesma origem proposta para a suíte TTG Lagoa Dourada (2,36-2,35 Ga; Seixas et al., 2012) O cinturão Mineiro é constituído essencialmente por sequências metavulcanossedimentares e rochas adjacente à área de estudo. O ortognaisse Resende Costa e metaígneas. Em termos metamórficos, essas rochas rochas coevas têm idade U-Pb de cristalização em zircão registram dois episódios distintos em intensidade: uma entre 2358 ± 10 e 2331 ± 13 Ma. Dois zircões ígneos paragênese é compatível com a fácies anfibolito, enquanto herdados do ortognaisse Resende Costa indicaram idades de cristalização de 2450 ± 11 e 2429 ± 14 Ma. Os que a outra é condizente com condições retrometamórficas da fácies xisto verde a anfibolito baixo (Ávila et al., 2010 parâmetros isotópicos de Nd-Sr (modelados para T-= 2.35 e referências). A estabilização tectônica do cinturão Ga) são juvenis e, em conjunto com os dados geoquímicos, sugerem que as rochas metaígneas estudadas derivaram de Mineiro ocorreu entre 2,0 e 1,9 Ga, conforme sugerido por idades aparentes K-Ar em anfibólio em rochas metaígneas uma fonte basáltica (toleítica) pouco empobrecida e de (Alkmim & Noce, 2006 e referências internas). curta vivência crustal, semelhante à gênese proposta para a suíte Lagoa Dourada. Em outras palavras, o conjunto de A evolução magmática do cinturão Mineiro está marcada pela produção em grande volume de suítes dados isotópicos sinaliza a existência de um segmento granitoides datadas entre 2,36 e 2,00 Ga, representadas por siálico juvenil de idade sideriana, vinculado à história inicial do cinturão Mineiro, com origem em ambiente gnaisses de composição TTG (trondhjemito, granodiorito, granito) e plutons isotrópicos a variavelmente deformados distal à massa cratônica arqueana do proto-Craton do São (gabro, diorito, granito, sienito). Estas rochas, distribuídas Francisco. Os parâmetros de Hf(t) obtidos permitem detalhar a evolução petrogenética das rochas estudadas: no tempo e espacialmente, caracterizam a evolução de pelo menos quatro arcos magmáticos sucessivos, que são enquanto os zircões com idade de 2,35 Ga mostram predominantemente de natureza oceânica conforme valores positivos de εHf(2.35Ga) entre +2 to +7, os grãos ígneos herdados (2,45 Ga) mostram valores de ε de +3 assinaturas isotópicas e geoquímicas (e.g. Ávila et al., Hf(T) 2010, 2014; Seixas et al., 2012, 2013). Em particular, a a -4 e idades TDM Hf arqueanas. Isto evidencia que chamada suíte Lagoa Dourada (ca. 2,35 Ga), que aflora material erodido de terrenos continentais arqueanos teria nas imediações da área de estudo, representa o sido carreado pela litosfera oceânica, que sofreu subducção magmatismo juvenil mais antigo identificado localmente no início do Sideriano. A geocronologia SHRIMP em zircões detríticos de uma metagrauvaca (pacote superior do do cinturão Mineiro (Seixas et al., 2012). De acordo com estes autores esta suite é composta por tonalitos e cinturão Congonhas-Itaverava) apresenta a maioria das trondhjemitos, de alto alumínio, com paragênese idades entre 3,42 e 2,80 Ga, enquanto que um zircão ígneo (Th/U = 0,7) detrítico tem idade concordante de 2349 + 14 metamórfica das fácies anfibolito média a alta. As idades Juvenile event (2.36-2.33Ga) in the Mineiro belt 337

Ma, refletindo a idade máxima de deposição desta rocha. associado ao arco magmático, havendo contribuição Portanto, em termos tectônicos, a unidade metassedimentar sedimentar de fontes arqueanas. de topo do cinturão Congonhas-Itaverava pode representar O cenário subsequente da orogenia Minas envolveu o uma bacia foreland associada temporalmente à fase tardia desenvolvimento do arco continental Mantiqueira e em do arco oceânico sideriano, pois ela incorpora material seguida outro arco magmático em situação distal (Juiz de proveniente da crosta TTG “Resende Costa-Lagoa Fora). O fechamento oceânico e justaposição com o Dourada” (ca. 2,35 Ga). Por outro lado, as rochas continente arqueano ocorreu há cerca de 2,0 Ga, causando metavulcânicas (máficas e ultramáficas) basais do cinturão remobilização da crosta continental arqueana, como supracrustal Congonhas-Itaverava apresentam valores observado no QF. Finalmente, o chamado paleocontinente ɛNd(2.35Ga) positivos e características químicas de afinidade São Francisco (Noce et al., 2007; Heilbron et al., 2010) foi toleítica (IAT e MORB). Tentativamente, estas edificado com a estabilização tectônica da orogenia Minas metavulcânicas são consideradas como fragmentos da há cerca de 2,0-1,9 Ga. litosfera oceânica precursora do plutonismo “Resende Costa-Lagoa Dourada”. Agradecimentos Finalmente o estudo geocronológico complementar por Os autores agradecem o apoio da Fundação de Amparo à LA-ICP-MS em zircões metamórficos (bordas sobrecrescidas) selecionados das rochas metaígneas da Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP (2009/53818-5) região de Resende Costa definiu idades nos seguintes e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq (2009/53818-5, 478805/2010-1, intervalos temporais: i) 2254 ± 61 Ma [± 63 Ma] a 2133 + 32 Ma e ii) 1874 ± 59 Ma a 1823 ± 59 Ma. O primeiro 302917/2009-8). Agradecemos também à IAMGOLD intervalo das idades permite uma correlação temporal com Corporation pela cessão das amostras de furos de sondagem para os estudos isotópicos e pelo acesso aos dados episódios metamórficos anteriormente identificados (e.g., Ávila et al., 2010); já o metamorfismo mais jovem é pela geoquímicos. primeira vez identificado no cinturão Mineiro. Referências 3. Implicações tectônicas e evolução crustal Alkmim, F.F., Marshak, S., 1998. Transamazonian Orogeny in the Southern São Francisco Craton, Minas Gerais, Brazil: Evidence Correlações geológicas e tectônicas sugerem que as rochas for Paleoproterozoic collision and collapse in the Quadrilátero metaplutônicas da região de Resende Costa e Lagoa Ferrífero. Precambrian Research, 90, 29-58. Dourada representam a fase inicial de uma orogênese de Alkmim, F.F., Noce, C.M., 2006. Outline of the geology of longa duração (2,36 – 2,00 Ga), aqui denominado de Quadrilátero Ferrífero. In: Alkmim, F.F., Noce, C.M. (Eds.), The Paleoproterozoic Record of São Francisco Craton. IGCP- orogenia acrescionária Minas a qual estão tectonicamente 509 Field Workshop, Bahia and Minas Gerais. Field Guide and ligados o cinturão Mineiro (2,36-2,12 Ga) e dois outros Abstracts, 37–73. adjacentes a leste: os cinturões Mantiqueira (2,20-2,02 Ga) Ávila, C.A., Teixeira, W., Bongiolo, E.M., Dussin, I.A., 2014. The e o Juiz de Fora (2,20/2,13-2,08 Ga). Possivelmente a Tiradentes suíte and its role in the Rhyacian evolution of the extensão setentrional do orógeno Minas está representada Mineiro belt - São Francisco Craton: geochemical and U-Pb pelo cinturão Itabuna-Salvador-Curaçá, conforme geochronological evidences. Precambrian Research, 29, 464- 482 corroboram os dados geológicos e geocronológicos. A Ávila, C.A., Teixeira, W., Cordani, U.G., Moura, C.A.V., Pereira, caracterização de um segmento siálico sideriano R.M., 2010. Rhyacian (2.23 2.20 Ga) juvenile accretion in the preservado no cinturão Mineiro encontra paralelo com southern São Francisco craton, Brazil: Geochemical and isotopic registros geológicos em outras porções do Pré-Cambriano evidence from the Serrinha magmatic suite, Mineiro belt. da América do Sul (e.g. Brito Neves, 2011). Como tal, isto Journal of South American Earth Sciences, 29, 464-482. corrobora com a hipótese de crescimento de placas Barbosa, J.S.F., Sabaté, P., 2004. Archean and Paleoproterozoic crust of the São Francisco craton, Bahia, Brazil: geodynamic litosféricas desde o Sideriano ao Orosiriano, a semelhança features. Precambrian Research, 133, 1-27. do observado em outros continentes. Brito Neves, B.B., 2011. The Paleoproterozoic in the South Em conclusão, do ponto de vista geodinâmico, o início American Continent: Diversity in the Geological time. Journal do cinturão Mineiro está marcado pelo desenvolvimento of South American Earth Sciences, 32, 1-20. de um arco magmático distal à margem arqueana do proto- Corrêa Neto, A.V., Modesto, A.M. de, Caputo Neto, V., Guerrero, J.C., 2012. Alteração hidrotermal em zona de cisalhamento Craton do São Francisco. A idade da litosfera precursora associada ao Lineamento Congonhas, sul do Quadrilátero está sinalizada pelas idades de zircão ígneo herdado (2,45- Ferrífero, Minas Gerais. Anuário do Instituto de Geociências – 2,43 Ga; ver acima) no ortognaisse Resende Costa e UFRJ, 35(2), 55-64. também por idades Sm-Nd TDM reportadas em plutons Heilbron, M., Duarte, B.P., Valeriano, C.M., Simonetti, A., granitoides dispersos pelo cinturão (Seixas et al., 2012). A Machado, N., Nogueira, J.R., 2010. Evolution of reworked subducção desta litosfera oceânica, vinculada à orogenia Paleoproterozoic basement rocks within the Ribeira belt (Neoproterozoic), SE-Brazil, based on U–Pb geochronology: Minas, produziu plutonismo entre 2,36 e 2,33 Ga, que está Implications for paleogeographic reconstructions of the São preservado na região de Resende Costa e Lagoa Dourada. Francisco-Congo paleocontinent. Precambrian Research, 178, Neste contexto, os sedimentos da bacia Congonhas- 136-148. Itaverava acumularam após 2,35 Ga em ambiente foreland Ledru, P., Milési, J.P., Johan, V., Sabaté, P., Maluski, H., 1997. Foreland basins and gold-bearing conglomerates: a new model 338 W. Teixeira et al. / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, 335-338

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