Paleomagnetismo e petrogênese de unidades Paleoproterozóicas do evento Uatumã no norte do Craton Amazônico

An anorogenic magmatism covered a large part (1.500.000 km2) of the Amazonian craton at ca. 1880 Ma and defined a Silicic Large Igneous Province (SLIP) called the Uatumã event. The aim of this work is to study the paleomagnetism and petrology of these rocks to define the space-time framework of the Uatumã event and to try to elucidate the Amazonian craton evolution during the Columbia supercontinent amalgamation. Two regions were selected in the southwestern Amazonian craton (Pará) for sampling: (1) The Tucumã area where 16 felsic dikes, 7 mafic dikes, a gabbroic dike and 3 sites of the Archean basement were collected, and (2) the São Felix do Xingu area where, 7 sites of rhyolitic lava flows, 2 sites of ignimbrites, a felsic dike and a volcanic breccia belonging to the Santa Rosa Formation were sampled, and also 6 sites of the Sobreiro Formation (volcanoclastic rocks, andesitic) and one felsic dike of the Velho Guilherme Suite were collected. Petrology of the felsic dikes of Tucumã (1880.9 ± 6.7 Ma U-Pb zrn) showed that they represent the dike swarm associated with the Santa Rosa volcanic Formation. The remanent magnetization of the felsic dikes is carried by PSD magnetite and hematite. This hematite is syn- to post magmatic derived from hydrothermal fluids. Magnetic mineralogy can be used as a proxy to quantify the hydrothermal alteration. AF, thermal, LTD + AF and LTD + thermal demagnetizations show a northwest direction with a positive inclination (component A), whose site mean directions gives a paleomagnetic pole located at 52.9°S, 76.4°E, A95= 10.4 °, K= 13.52). However, this component seems to represent a remagnetization, probabily occurred at Neoproterozoic times. Another magnetic component (named component B) was also isolated for these rocks, and it was associated to a Mesozoic regional remagnetization related to the Central Atlantic Magmatic Province (CAMP). Yet, a third southwestern direction with low positive inclination (component C) was also isolated for some sites. This component was interpreted to be related with the ca. 1760 Ma Velho Guilherme magmatic intrusion. The best paleomagnetic results were obtained in the São Felix do Xingu area. Two new primary paleomagnetic poles have been determined: (i) SF1 pole (319.7°E, 24.7°S, N= 10; A95= 16.9 °) was obtained for andesites and rhyolites dated to 1877.4 ± 4.3 Ma (U-Pb zrn, LA-ICPMS), and its primary origin is confirmed by an inverse baked contact test (> 1853 Ma). Petrography shows that the magnetic mineralogy of this component is hematite formed by hydrothermal fluids syn- to post magmatic. (Ii) SF2 pole (220.1°E, 31.1°N, N= 15 ° A95= 9.7 °) was determined by the remanent magnetization of the felsic dike of the Velho Guilherme Suite but also as secondary magnetizations in samples of the Santa Rosa and Sobreiro Formations. An age of 1853.7 ± 6.2 Ma (U-Pb zrn, LA-ICPMS) is calculated for the felsic dike carrying SF2, whose primary origin is confirmed by a positive baked contact test. The SF1 and SF2 poles have a significant difference in angular distance, for a time interval of only ~25 Ma. Similar coeval paleomagnetic discrepancies were observed for other cratons (India, Superior (Laurentia), Slave (Laurentia), Kalahari, Baltica and Siberia), which can be explained by a True Polar Wander (TPW) event at ca. 1880 1860 Ma. This period is marked by a high mantle activity, which results in the amalgamation of the Columbia supercontinent, formed at ca. 1850 1800 Ma. Amalgamation of supercontinent may cause the formation of superplume and thermal insulation which can disturb mass distribution in mantle and alter the inertial gravity tensor of the Earth. A True Polar Wander (TPW) event may thus have taken place, which will move the cratons and the superplumes towards the equator. These conditions may be related to a reorganization of the whole mantle following a global magmatic quiescence between 2400 and 2200 Ma.Um grande magmatismo intraplaca cobriu várias áreas (1.500.000 km2) do Cráton Amazônico há 1880 Ma, o qual define uma grande província ígnea (SLIP) chamada coletivamente de \"evento Uatumã\". O objetivo deste trabalho é estudar o paleomagnetismo e a petrologia dessas rochas para definir o contexto espaço-temporal do evento Uatumã e a posição do cráton Amazônico dentro do Supercontinente Columbia. Duas áreas de estudo foram escolhidas para a amostragem, localizadas no sudoeste do cráton Amazônico (Pará): (1) A região de Tucumã, onde 16 diques félsicos, 7 diques máficos, um dique de gabro e 3 sítios da granodioritos do embasamento Arqueano foram coletadas. (2) A região de São Felix do Xingu, onde 7 sitios de lavas riolíticas, 2 sitios de ignimbritos, um dique felsico e um de brechas vulcânicas da Formação Santa Rosa foram amostrados. Seis sitios da Formação Sobreiro (rochas vulcanoclásticas andesíticas) e um dique felsico da Suite Velho Guilherme foram também coletados. O estudo petrológico em amostras dos diques felsicos de Tucumã (1880.9 ± 6.7 Ma U-Pb zrn) mostra que eles representam um sistema de siques associado à Formação vulcânica Santa Rosa. A magnetização remanente dos diques felsicos é portada por magnetita PSD e hematita. A hematita é sin- a pós-magmática e a mineralogia magnética pode ser usada para quantificar esta alteração hidrothermal. Desmagnetizações AF, térmica, LTD + AF e LTD + térmica mostram uma componente característica com direção noroeste e inclinação positiva (Componente A) para amostras de 16 sítios, cuja direção média é Dm= 330.5, Im= 27.9 (N= 16, 95= 11.4, R= 14.7, k= 11.47). O pólo paleomagnético calculado com a média dos PGVs está localizado em 52.9°S, 76.4°E (A95= 10.4°, K= 13.52). Entretanto, esta componente parece ser decorrente de uma remagnetização, provavelmente ocorrida durante o final do Neoproterozoico. Outra componente (chamada de Componente B) foi também isolada para estas rochas, a qual foi associada a uma remagnetização regional ocorrida durante a formação da Província Magmática do Atlântico Central (PMAC). Ainda, uma Terceira componente (C), representada por direções sudoeste e inclinações positivas baixas foi isolada para amostras de alguns sítios. Esta componente foi interpretada como sendo relacionada ao evento magmático da Suíte Intrusiva Velho Guilherme com idade de ~1860 Ma. Os melhores resultados, entretanto, foram obtidos para a região de São Felix do Xingu. Dois novos polos paleomagnéticos, considerados de origem primária, foram encontrados para o Craton Amazônico: O polo SF1 (319.7°E; 24.7°S; N= 10; A95= 16.9°) foi obtido para rochas félsicas e andesíticas, as quais foram datadas em 1877.4 ± 4.3 Ma (U-Pb zrn, LA-ICP-MS), sendo que sua origem primária é embasada em um teste de contato cozido inverso. A investigação petrográfica mostra que o portador magnético desta componente é atribuído à hematita, formada por processos hidrotermais tardi- a pós-magmáticos. O polo SF2 (220.1°E; 31.1°S; N= 15; A95= 9.7°) foi determinado para a componente de magnetização revelada para o dique da Suíte Velho Guilherme, Esta componente é também encontrada como componente secundária em amostras das formações Santa Rosa e Sobreiro, além de algumas amostras de sítios coletados na região de Tucumã (Componente C). Uma idade de 1853.7 ± 6.2 Ma (U-Pb zrn, LA-ICP-MS) foi atribuída à componente SF2 e sua origem primária é confirmada pelo teste de contato cozido positivo realizado para este dique. Os polos SF1 e SF2 são bem discrepantes, embora a diferença de idade destes polos seja de apenas 25 Ma. Resultados similares têm sido obtidos para polos de mesma idade de outros blocos cratônicos (India, Superior (Laurentia), Slave (Laurentia), Kalahari, Baltica e Sibéria), os quais podem ser explicados por um evento de deriva polar verdadeira (DPV) ocorrido nesta época, em decorrência de uma reorganização do Manto. Esta época (1880 Ma) é marcada por uma alta atividade do Manto, a qual culminou com a formação do Supercontinente Columbia, por volta de 1850 1800 Ma. A formação de superplumas e o isolamento térmico causado pela consequente formação do Columbia podem ter sido causas de perturbações de densidades que alteraram o tensor inercial da Terra e, consequentemente, um evento de DPV pode ter deslocado os continente e as superplumas para a região do equador. Estas condições podem estar ligadas a uma inteira reorganização mantélica que seguiu um período de pouca atividade magmática, ocorrido entre 2400 e 2200 Ma