Geochemical, geochronological and thermobarometrical analyse of high-grade metamorphic rocks proximal to the Santa Quitéria magmatic arc, Nw Borborema Province

A aglutinação de massas continentais durante a formação do Gondwana ocidental desencadeou o fechamento de oceanos em zonas de subducção e a geração de arcos magmáticos. Em geral, os limites da colisão dos diferentes blocos crustais são representados por um cinturão de rochas de alto grau associadas ou não a lascas ofiolíticas. No noroeste do Domínio Ceará Central (porção norte da Província Borborema), na borda oeste do arco magmático de Santa Quitéria – AMSQ, e ao longo do lineamento Transbrasiliano, ocorrem rochas com paragêneses de alta pressão (retroeclogitos) e alta temperatura (granulitos máficos, félsicos) nas regiões de Forquilha e Cariré, respectivamente. Os retroeclogitos de Forquilha definem uma faixa N-S de aproximadamente 30 km de comprimento por 4 km de largura, de corpos métricos lenticulares denominados Faixa Eclogítica de Forquilha - FEF representados por conjunto descontínuo de corpos com comprimentos médios de 5 a 300 metros de extensão. Essas rochas estão encaixadas em paragnaisses, quartzitos, mármores e rochas cálcio-silicáticas. Em Cariré os granulitos estão alongados na direção NE-SW e hospedados em granodioritos cisalhados. Em ambas as áreas a foliação (Sn) com mergulho de baixo ângulo para E-SE aumenta de intensidade exibindo mergulhos sub-verticalizados na região de Cariré. A lineação (Lx) definida por sillimanita e cianita é downdip e torna-se oblíqua para S-SE à medida que se avança para W. Dados de geotermobarometria para os granulitos de Cariré revelaram condições de P-T de 8,3-9,4 kbar e 804-870°C para granulitos félsicos e de 10,2-13,6 kbar e 750-910°C para granulitos máficos. Por outro lado, na região de Forquilha as condições de P-T situam-se em 11,2-22,0 kbar e 495-840°C para as rochas metamáficas e 9,9-11,0 kbar e 734-851 °C para as rochas metassedimentares encaixantes. Esses valores indicam a existência de granulitos de alta pressão em Cariré e rochas eclogíticas/granulíticas na FEF. Análises petrográficas e geoquímicas permitiram a individualização de três grupos de rochas metamáficas na FEF: i) Granada anfibolitos, com padrão Elementos Terras Raras-ETR plano e anomalias negativas de Rb, Th, Nb, Zr e Ta, no diagrama multielementar, indicam similaridades com basaltos de arco de ilha, tipo IAT; ii) Retroeclogitos com padrão (ETR) plano e estreito e similaridades com o padrão N-T-MORB compatíveis com basaltos de ambiente extensional tipo cadeia mesooceânica ou back-arc de arcos intra-oceânicos.; iii) Clinopiroxênio-granada anfibolitos possuem o padrão (ETR) mais inclinado, com razão (La/Yb) entre 2.63 e 7.32, o que sugere leve fracionamento. É o grupo mais enriquecido em termos de álcalis e elementos traços incompatíveis, similar a rochas alcalinas e basaltos continentais. Dados geocronológicos (Sm-Nd em rocha total e U-Pb, Lu-Hf em zircão e monazita) denotam dois episódios magmáticos, um paleoproterozóico, registrado nos granodioritos de Cariré ao redor de 2,1 Ga. E outro mesoproterozóico definido por U-Pb em zircão das rochas metamáficas da FEF, situado entre 1455 e 1618 Ma. Dados Lu-Hf em zircão (TDMHf = 1,57 - 1,80 Ga e εHf (1500) = +7,46 e +9,63) e isótopos de Nd (TDMNd = 1,57 - 2,81 Ga e εNd (1500) = +4,11 e +4,33), revelam valores de fontes próximos à idade de cristalização com valores de épsilon positivos. Análises U-Pb em bordas de zircão e em cristais com texturas metamórficas com baixas razões Th/U possibilitaram a caracterização de dois estágios metamórficos: i) entre 640 – 650 Ma obtido em rochas paraderivadas ncaixantes dos retroeclogitos na FEF e correlato ao metamorfismo colisional de fácies eclogíto; ii) entre 590 e 615 Ma registrado nos granulitos de Cariré e do sul de Forquilha. Datação em zircão detrítico de quatro rochas metassedimentares ao longo da FEF revelaram proveniência principal de fontes paleoproterozóicas (Riaciano/Orosiriano) e idades máximas de deposição ao redor de 1,65-1,80 Ga. Neste cenário, o modelo de Slab-breakoff é proposto.The amalgamation of continental blocks during the development of the Western Gondwana led the closure of oceans in subduction setting and the formation of magmatic arcs. The boundaries of the collision of different crustal blocks are typically represented by a high-grade rock belts associated or not with ophiolitic sequence. In the northwestern part of the Ceará Central Domain (northern portion of the Borborema Province), in the western border of the Santa Quitéria Magmatic Arc, within the Transbrasiliano Lineament, high-pressure (retrograded eclogites) and hightemperature rocks (mafic and felsic granulites) were described near the Forquilha and Cariré regions, respectively. The retrograded eclogites of the Forquilha region define a N-S strike belt (ca. 30 km long and 4 km wide) of lenticular discontinuous metric bodies (5 to 300 meters) called Forquilha Eclogite Zone (FEZ). These rocks are hosted by paragneiss, quartzites and calc-silicate rocks. In the Cariré region the granulites are elongated along the NE-SW strike and hosted by sheared granodiorites. In both areas the foliation (Sn) has low-angle E- E dip that grades to sub-vertical dip towards the Cariré region. The mineral lineation (Lx) is defined by sillimanite and kyanite and may be down-dip, becoming oblique (S-SE strike) towards west. The geothermobarometrical data for the granulites of Cariré reveals P-T conditions between 8.3-9.4 kbar and 804-870°C for the felsic granulites and between 10.2-13.6 kbar and 750-910°C for the mafic granulites. In the Forquilha region, the P-T conditions range from 11.2 to 22.0 kbar and 495 to 840°C for the metamafic rocks and from 9.9 to 11.0 kbar and 734 to 851 °C for the metasedimentary host rocks. These data indicate the existence of high-pressure granulites in the Cariré region and eclogitic/granulitic rocks in the FEZ. The petrography and geochemistry allowed the identification of three groups of metamafic rocks in the FEZ: i) Garnet amphibolites, with flat REE pattern, negative anomalies of Rb, Th, Nb, Zr e Ta and similarities with island arc basalts, IAT-type (SPIDER diagram); ii) Retrograded eclogites with flat narrow REE pattern that show similarities with N-T-MORB pattern, similar to basalts from extensional setting, like mid ocean ridge or back-arc from intra ocean arcs; iii) Clinopyroxene-garnet amphibolites with greater slope in the REE pattern, with La/Yb ratio between 2.63 to 7.32, that suggest slightly fractionation. This group has an enrichment in alkalis and in incompatible trace elements, similar to alkaline rocks and continental basalts. The geochronological data (whole-rock Sm-Nd and zircon and monazite U-Pb and Lu-Hf) indicate two magmatic episodes. The first is paleoproterozoic and registered by the 2.1 Ga granodiorites from Cariré region. The second is mesoproterozoic and recorded by the 1455 and 1618 Ma zircons from the metamafic rocks from FEZ. The zircon Lu-Hf data (TDMHf = 1.57 – 1.80 Ga and εHf (1500) = +7.46 e +9.63) and Nd isotopes (TDMNd = 1.57 – 2.81 Ga and εNd (1500) = +4.11 and +4.33) reveals sources values close to the crystallization ages with positive ε values. The U-Pb data in zircon rims and in crystals with metamorphic textures and low Th/U ratios, allowed the characterization of two metamorphic stages: i) 640 – 650 Ma, obtained in the metasedimentary host rocks of the retrograded eclogites from the FEZ and related to the collisional metamorphism in eclogite facies; ii) 590 to 615, registered by the granulites from the Cariré region and from south of Forquilha city. Dating of detrital zircon from four metasedimentary rocks along the FEZ, showed that the main source is Rhyacian/Orosirian paleoproterozoic with maximum depositional ages around 1.65 to 1.80 Ga. In this context, the Slab-breakoff model is proposed