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Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.unb.br/handle/10482/39231
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2020_MarcosLuizdoEspiritoSantoQuadros_TeseDoutorado.pdf16,73 MBAdobe PDFView/Open
Title: Geologia, geoquímica e geocronologia das rochas da suíte Rio Branco, cinturão Nova Brasilândia e implicações na evolução do orógeno sunsás no sudoeste do cráton amazônico
Authors: Quadros, Marcos Luiz do Espírito Santo
Orientador(es):: Giustina, Maria Emília Schutesky Della
Assunto:: Magmatismo mesoproterozoico
Geoquímica
Geocronologia U-Pb
Isótopos de Sr-Nd
Cinturão Nova Brasilândia
Subducção
Citation: QUADROS, Marcos Luiz do Espírito Santo. Geologia, geoquímica e geocronologia das rochas da suíte Rio Branco, cinturão Nova Brasilândia e implicações na evolução do orógeno sunsás no sudoeste do cráton amazônico. 120 f., il. 2020. Tese (Doutorado em Geologia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.
Abstract: A evolução geológica do Cinturão Nova Brasilândia no sudoeste do Cráton Amazônico, em Rondônia, ocorreu de forma progressiva durante o Mesoproterozoico e início do Neoproterozoico, entre aproximadamente 1241 Ma e 910 Ma, período que abrange estágios pré-orogênico, orogênico e pós-orogênico. Novos dados geológicos de campo, geoquímicos, geocronológicos U-Pb em zircão (LA-ICP-MS) e de isótopos de Sr-Nd obtidos na parte sul do cinturão, associados a reinterpretação de informações anteriormente publicadas, permitem estabelecer cronologia mais precisa entre os episódios de sedimentação, deformação, metamorfismo e magmatismo, bem como a caracterização da afinidade química do magmatismo máfico, fonte, ambiente tectônico da Suíte Rio Branco e os estágios ou fases de evolução do cinturão durante a orogenia Nova Brasilândia. O ambiente tectônico de emplacement do magma máfico-félsico da Suíte Rio Branco é importante na caracterização dos eventos orogenéticos do Mesoproterozoico (Esteniano), no sudoeste do Cráton Amazônico, que antecederam à formação do supercontinente Rodínia. A Suíte Rio Branco, alvo de estudo, é composta por rochas máficas-félsicas que inclue metagabros, metagabro-noritos, metatroctolitos, metabasaltos maciços, metadiabásios, anfibolitos, metagranitos, rochas metavulcânicas félsicas e metatrondhjemitos (equivalentes de plagiogranitos), expostos na forma de stocks alongados, arredondados ou ovais, sills e enxames de diques, além de derrames. A encaixante regional (Formação Rio Branco) é representadas por rochas de alto grau metamórfico, incluindo gnaisses calciossilicáticos, biotita paragnaisses, gnaisses trondhjemíticos, anfibolitos e granulitos (paraderivados, máficos ou félsicos). Idades U-Pb (LA-ICP-MS) obtidas em cristais de zircão em rochas do Domínio Rio Branco (constituído por rochas metavulcanossedimentares, metamáficas e metafélsicas), parte sul do Cinturão Nova Brasilândia, sugerem episódios de metamorfismo de alto grau entre 1137 ± 9 Ma e 1127.6 ± 2.3 Ma. Portanto, anterior ao emplacement das rochas máficas e félsicas da Suíte Rio Branco, datado entre 1119.7 ± 2.7 Ma e 1106.2 ± 2.8 Ma, portanto de geração muito próxima ao metamorfismo. Cristais de zircão recristalizados provenientes de paragnaisse de alto grau e granito anatético da Formação Rio Branco e de metagabro da Suíte Rio Branco mostram, respectivamente, idades U-Pb (LA-ICP-MS) de 1019 ± 5 Ma, 1011.3 ± 9.6 Ma e 1016.7 ± 3.9 Ma que representam, possivelmente, registros isotópicos de episódio mais jovem de deformação, metamorfismo e migmatização ocorrido no Cinturão Nova Brasilândia. Dados geoquímicos (rocha total) demonstram que as rochas metamáficas da Suíte Rio Branco são composicionalmente sub-alcalinas toleíticas de baixo a médio Ti, com assinaturas de sobreposição de MORB-like, IAT e BABB. Nos diagramas de multi-elementos normalizados ao Manto Primitivo, as rochas metamáficas da Suite Rio Branco apresentam enriquecimento em elementos litófilos de íons grandes (LILE) em relação elementos de elevado potencial iônico (HFSE), anomalias negativas de Nb e Ta, positivas de Pb, e enriquecimento gradativo em Th em relação a Nb e Ta. Por outro lado, apresentam razões Ti/V = 10-50, La/Yb = 1,74-12,33 e Th/Yb 0,10-3,56, razões Ce/Y (4,12-24,67) variando de baixa a alta e razões baixa para Ce/Pb (3,3-20,5), Nb/U (3,2-16,25) e Th/La (0,01-0,30). A composição isotópica de Sr-Nd mostrou εNd com valores levemente negativos a positivos entre -2,89 e +1,66 (para t=1120 Ma), próximos ao CHUR, e variadas relações 87Sr/86Sr (0,702-0,714) e baixas relações 143Nd/144Nd (~ 0,512) sugerindo contaminação crustal ou metassomatismo da cunha mantélica. Os dados geológicos e as assinaturas geoquímicas e isotópicas da Suíte Rio Branco, juntamente com os trends petrogenéticos definidos nos diagramas de variação, multi-elementos normalizados, ETR`s normalizados e discriminantes tectônicos, foram considerados eficazes no diagnóstico de subducção. A proposta de evolução tectônica para o Cinturão Nova Brasilândia, apresentada nessa tese de doutorado, sugere que a parte sul do Cinturão Nova Brasilândia representa um fragmento incompleto de crosta oceânica relacionada a arco, contendo registros de dois estágios evolutivos desenvolvidos durante a orogenia Nova Brasilândia. O primeiro acrecionário, entre aproximadamente 1137 Ma e 1106 Ma, envolve subducção intraoceânica, metamorfismo de alto grau (granulítico), magmatismo máfico-félsico e formação de sistema arc – back-arc. O segundo colisional, entre aproximadamente 1096 Ma e 1010 Ma, envolve espessamento crustal, deformação (tectônica transpressiva e transcorrência sinistral tardia), metamorfismo de alto grau (anfibolito superior) e migmatização. Os estágios acrecionário e colisional da orogenia Nova Brasilândia no Mesoproterozoico (Esteniano), associados à evolução do orógeno Sunsás e a montagem de Rodínia, ocorreu mediante interações entre o bloco Paraguá, proto-Cráton Amazônico e fragmentos menores de terrenos, envolvendo articulações tectônicas oblíquas e/ou frontais entre grandes massas crustais representadas por Laurentia e Amazônia. Esse novo cenário tectônico é diferente do modelo de rift intracontinental proposto anteriormente, principalmente na fase de inversão da bacia e início do fechamento de um oceano porque envolve subducção intraoceânica e formação de um sistema arc – back-arc. Nesse novo cenário tectônico considera-se a orogenia Nova Brasilândia no sudoeste do Cráton Amazônico como do tipo acrecionária-colisional, com evolução entre 1137 e 1010 Ma, posterior a formação de um oceano (fase de oceanização) entre o Bloco Paraguá (acrescido de terrenos alóctones e faixas móveis) e o proto-Cráton Amazônico entre 1241 e 1137 Ma.
Abstract: Geological evolution of the Nova Brasilândia belt in the southwestern Amazonian Craton in Rondônia occurred progressively during the Mesoproterozoic and early Neoproterozoic, between ca. 1241 Ma and 910 Ma, a period that encompasses pre-orogenic, orogenic and post-orogenic stages. New field geological, geochemical, geochronological U-Pb (LA-ICP-MS) and Sr-Nd isotopes data obtained from southern belt rocks, together with the reinterpretation of previously published information, allow for more accurate chronology of sedimentation, deformation, metamorphism and magmatism episodes, and to define the chemical affinity of mafic magmatism, sources, tectonic environment of the Rio Branco Suite. As well as the evolution stages of the belt during the Nova Brasilândia orogeny. The tectonic emplacement environment of the Rio Branco Suite mafic-felsic magma is important in characterizing of the Mesoproterozoic (Stenian) orogenetic events in the southwestern of the Amazonian Craton, prior to the Rodínia supercontinent assembly. The Rio Branco Suite, target of the studies, is composed by mafic-felsic rocks classified as metagabbros, metagabbronorites, metatroctolites, massive metabasalts, metadiabases, amphibolites, metagranites, metavolcanic rocks and metatrondhjemites (plagiogranite equivalents) exposed to rounded or ellipticals stocks, sills, dike swarms and spills. The host rock of the Rio Branco Suite include high-grade rocks consisting of calc-silicate gneisses, biotite paragneisses, amphibolites and granulites (paraderived, mafic or felsic). U-Pb ages (LA-ICP-MS) obtained from rock zircon crystals from the Rio Branco domain (composed of metavolcanosedimentary, metafelsic and metamafic rocks) in the southern part of the Nova Brasilândia belt suggest an episode of high-grade metamorphism that occurred between 1137 ± 9 Ma and 1127.6 ± 2.3 Ma. Therefore, prior to the emplacement of the Rio Branco Suite mafic- felsic magma dated between 1119.7 ± 2.7 Ma and 1106.2 ± 2.8 Ma, more of very close generation. Recrystallized zircon crystals from high-grade paragneiss and anatectic granite of the Rio Branco Formation, and Rio Branco Suite metagabbro presented, respectively, U-Pb ages (LA-ICP-MS) of 1019 ± 5 Ma, 1011.3 ± 9.6 Ma and 1016.7 ± 3.9 Ma possibly representing isotopic records of a youngest episode of deformation, metamorphism and migmatization that occurred during the evolution of the Nova Brasilândia belt. Geochemical data (whole rock) demonstrates that the Rio Branco Suite metamafic rocks are compositionally low- to medium Ti tholeitic sub-alkaline, with overlap signatures of MORB-like, IAT and BABB. In the Mantle-normalized multi-element diagrams of the Rio Branco Suite, metamafic rocks show enrichment in large ion lithophile elements (LILE) relative to high-field-strength elements (HFSE), negative Nb and Ta anomalies, Pb positive anomalies, gradual Th enrichment in relation to Nb and Ta, and enrichment in K and Sr. On the other hand, Ti/V = 10-50, La/Yb = 1.74-12.33 and Th/Yb = 0.10-3.56 rations, Ce/Y (4.12-24.67) ratios ranging from low to high and low ratios to Ce/Pb (3.3-20.5), Nb/U (3.2-16.25) and Th/La (0.01-0.30). Sr-Nd isotopic composition showed εNd with slightly negative to positive values between -2.89 and +1.66 (for T = 1120 Ma), close to CHUR, and varied 87Sr/86Sr (0.702-0.714) and low ratios 143Nd/144Nd ratios (~0.512) suggesting enrichment/contamination or mantelic wedge metasomatism. The geological data, geochemical and isotopic signatures of the Rio Branco Suite metamafic component, together with the petrogenetic trends defined in the variation diagrams, normalized multi-elements patterns (spidergrams), normalized REEs patterns and tectonic discriminants were effective in the diagnostic of subduction. The tectonic evolution proposal for the Nova Brasilândia belt presented in this PhD thesis suggests that the southern part of the Nova Brasilândia belt is an incomplete fragment of arc-related oceanic crust containing records of two evolutionary stages developed during the Nova Brasilândia orogeny. The first accretionary, between ca. 1137 Ma and 1106 Ma, involves intra-oceanic subduction, high-grade metamorphism (granulitic) and arc - back-arc system formation. The second collision, between ca. 1096 Ma and 1010 Ma, involves crustal thickening, deformation (transpressive tectonics and late sinistral transcurrence), high-grade metamorphism, and migmatization, as proposed in previous work. The accretionary and collisional stages of the Nova Brasilândia orogeny in the Mesoproterozoic (Stenian), associated with the evolution of the Sunsás orogen and Rodinia assembly, occurred through interactions between the Paraguá block, Amazonian proto-Craton and smaller terrane fragments, involving oblique and/or frontal tectonic joints between large crustal masses represented by Laurentia and Amazônia. This new tectonic scenario is partly different from the intracontinental rift model previously proposed, mainly in the basin inversion phase and the beginning of an ocean closure because it involves intra-oceanic subduction and formation of an arc - back-arc system. In this new tectonic scenario it is considered that the nature of the Nova Brasilândia orogeny in southwestern Amazonian Craton, in Rondônia, is of the accretionary-collisional type between ca. 1137 and 1010 Ma. Therefore, after the formation of an ocean (oceanization phase) between a Paraguá block (increased of allochthonous terranes and mobile belts) and the Amazonian proto-Craton between ca. 1241 and 1137 Ma.
Description: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2020.
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