Evolução crustal do limite oriental da Faixa Paraguai : significado tectônico da granitogênese de high Ba-Sr e suas rochas hospedeiras

Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2021.As faixas móveis mais recentes da Plataforma Sul-Americana correspondem a regiões que registram intensa atividade tectônica, formadas durante a Orogenia Brasiliana. A Província Tocantins é considerada um mosaico composto pelas Faixas móveis Paraguai, Araguaia e Brasilia, geradas entre os crátons Amazônico e São Francisco. Esta tese de doutorado busca contribuir na compreensão da evolução geotectônica da região oriental da Faixa Paraguai a partir do estudo de granitóides e rochas metassedimentares encaixantes. A região de estudo é localizada quase nas imediações do contato com o Lineamento Transbrasiliano (LTB), que faz limite com o Arco Magmático Arenópolis, Faixa Brasília. A área de interesse é constituída por sequência supracrustal metamorfisada em fácies xisto verde e por corpos graníticos pouco estudados, tipicamente associados ao magmatismo neoproterozoico da Faixa Paraguai. Parte das rochas estudadas apresentam deformação superimposta transcorrente, relacionada evolução do Sistema Direcional do Lineamento Transbrasiliano. Os granitóides estudados compreendem duas suítes que cristalizaram com aproximadamente 40 Ma de diferença entre si. Ambas as suítes apresentam elevados teores de Ba (~1430 ppm), Sr (~800 ppm), K2O (~4 wt%), LREE e LILE. Os valores negativos de εNd(T) (-6,32 e -6,65), associados a conteúdos elevados de elementos incompatíveis, indicam evolução a partir da fusão parcial do magma derivado do manto, que foi previamente metassomatizado por fluidos vindos da placa subductante. Foram obtidas idades de cristalização de 557±5,7 Ma e 554±2,9 Ma para a suite mais antiga, que apresenta caráter cálcio-alcalino e alto K. Esta suíte evoluiu de magma apinítico com alto conteúdo de Cr, V e Ni, derivado do manto, para magma contemporâneo granodioritíco a partir de cristalização fracionada acompanhada de pequena contaminação crustal. A suite mais nova, de 515±3,6 Ma, é representada por monzogranitos isotópicos de alto K e concentração elevada de alguns HFSE, mostrando afinidade álcali-cálcica. O modelo petrológico proposto para as duas suítes baseia-se no mecanismo de slab break-off e posterior delaminação litosférica após 40 Ma. O estudo de proveniência sedimentar foi aplicado nas rochas metassedimentares encaixantes dos granitoides. A utilização de zircão detrítico com a aplicação do método U-Pb permitiu estabelecer espectro de idades distribuídas desde o fim do Ediacarano até o Arqueano, sendo ~60% dos grãos analisados são derivados de fontes ediacarano-criogenianas. A idade máxima de deposição da bacia é definida em ca. 594 Ma, limitada pelos pico principal de zircões mais jovens. O caráter sin-orogênico da bacia é definido pelo fato de que mais de 50% dos grãos apresentam idades próximas da idade máxima de sedimentação da bacia. O maior pico de idades U-Pb de zircão é registrado em torno de 620 Ma, indicando um evento de sedimentação sin-colisional relacionado à atividade de um arco magmático contemporâneo à deposição. O desenvolvimento dessa margem ativa teria acontecido após ca. 620 Ma e se encerrado em 594 Ma com a deposição da bacia. A idade 40Ar-39Ar de 536±4 Ma obtida para o metamorfismo das rochas encaixantes indica a continuação da temperatura de aproximadamente 400 oC até o Cambriano. Pode-se sugerir também a presença de alguns plutons que não afloram na área que causou o aquecimento da área neste período. A taxa rápida de 25oC/Myr indica a taxa de resfriamento do pluton granodiorítico, associação às falhas transcorrentes relacionadas ao Lineamento Transbrasiliano. Os dados geoquímicos e geocronológicos U-Pb do magmatismo e de zircão detrítico, associado ao contexto tectônico e metamórfico, indicam que a evolução da porção central do Gondwana Oriental ultrapassou os 600 Ma e, possivelmente, um oceano mais jovem foi consumido, o Oceano Clymene.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).The youngest mobile belts of the South-American Platform correspond to regions that record intense tectonic activity and were formed during the Brasiliano Orogeny. The Tocantins Province is a mosaic composed of three mobile belts located between the Amazonian and São Francisco cratons. This Ph.D. thesis presents the advance of the studies regarding the geotectonic evolution of the eastern region of the Paraguay Belt, located almost on its limit with the Arenópolis Magmatic Arc of the Brasília Belt. The study area is composed of a supracrustal sequence metamorphosed to the greenschist facies and granitic bodies associated with the Neoproterozoic magmatism of the Paraguay Belt. Superimposed deformation was produced by transcurrent faults related to the Transbrasiliano Lineament (LTB). The granitoids of the study area belong to two suites that crystallized with an approximately 40 Ma age difference from one another. Both suites present high Ba (~1430 ppm), Sr (~800 ppm), K2O (~4 wt%), LREE and LILE contents. Negative εNd(T) values (-6.32 and -6.65 respectively) associated with high incompatible-element contents indicate magmatic evolution from partial melting of a previously metasomatized mantle by fluids coming from a subducting plate. Crystallization ages of 557 ± 5.7 Ma and 554 ± 2.9 Ma were obtained for the older, high-K, calc-alkaline suite. This suite evolved from a mantle-derived, appinitic magma with high Cr, V, and Ni contents to a coeval granodioritic magma via fractional crystallization accompanied by minor crustal contamination. The younger suite of 515 ± 3.6 Ma of age is represented by high-K monzogranites with high concentrations of some HFSE, indicating alkali-calcic affinity. The petrologic model proposed for both hybrid suites is based on the slab break-off mechanism followed by lithospheric delamination after 40 Ma. Sedimentary provenance of the metasedimentary rocks that host the granitoid bodies was investigated. Detrital zircon U-Pb geochronology helped establish an age spectrum from the beginning of the Cambrian to the Archean, in which ~60% of the zircon grains derived from Ediacaran-Cryogenian sources. maximum deposition age is defined at ca. 594 Ma, constrained by the main peak youngest zircon grains. The syn-orogenic character of the sedimentary basin is inferred by the fact that the ages obtained for more than 50% of the grains are close to the maximum sedimentation age obtained for the basin. The highest zircon U-Pb age peak is recorded around 620 Ma, indicating a syn- collisional sedimentation event related to the activity of a magmatic arc coeval to deposition. The development of this active margin may have taken place after ca. 620 Ma and ended at ca. 594 Ma. The 40Ar-39Ar age of 536 ± 1.83 Ma obtained for the metamorphism of the host rocks indicates the maintenance of a temperature of approximately 400 oC until the Cambrian or may indicate the presence of plutons that not cropped out, yielding the heating in the area. A 25oC/Myr cooling rate is estimated for the granodioritic magma – the fast magma emplacement takes place possibly associated with transcurrent faults related to the Transbrasiliano Lineament. The assembly of the data presented here highlight the fact that the study area was a tectonically active region from the late Ediacaran to the beginning of the Cambrian. The geochronological U-Pb data from detrital zircon and magmatic rocks, associated to the tectonic and metamorphic context, indicate that the evolution of the central portion of West Gondwana has overtaken 600 Ma. Possibly, a younger ocean was consumed for generation of this rocks, the Clymene Ocean