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Title: Evolução Tectônica de Rift para margem passiva da Faixa Paraguai
Authors: Silva, Marcelo Ferreira da
Orientador(es):: Vidotti, Roberta Mary
Assunto:: Faixa Paraguai
Geofísica
Margem passiva
Tectônica de placas
Rochas vulcanossedimentares
Issue Date: 29-Apr-2021
Citation: SILVA, Marcelo Ferreira da. Evolução Tectônica de Rift para margem passiva da Faixa Paraguai. 2018. 194 f., il. Tese (Doutorado em Geologia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Abstract: A Faixa Paraguai (FP) constitui um cinturão dobrado, neoproterozóico, edificado na borda meridional do Cráton Amazônico e o Bloco Rio Apa, na porção ocidental da Província Tocantins, formada durante a ruptura do Rodínia, afetada posteriormente pela Orogenia Brasiliana-Pan-Africana na construção do Oeste Gondwana. A história evolutiva a sul do paleo-continente Amazônico, com a implantação de uma tectònica extensional, e o desenvolvimento da margem passiva da FP é pouco conhecida. Na presente tese, com base em mapeamento geológico básico foram reconhecidas rochas extrusivas como hialoclastitos, escórias e metabasaltos, assim como intrusivas máfica-ultramáficas, além de depósitos de fluxos piroclásticos como ignimbritos, associados às sucessões e intercalações de diamictitos, carbonatos e formações ferríferas, favorecendo uma nova perspectiva para estudar os processos de rifteamento desta bacia neoproterozoica, na porção central do Brasil. Dois estilos de erupções piroclásticas são identificados no limite oriental da Faixa Paraguai. A erupção explosiva Surtseyana básica-ultrabásica, determinada pelos derrames de lava de hialoclastitos e bombas de escórias assimiladas, potencializada pela interação magma-água. O outro pertence ao estilo Pliniano, relacionado às rochas ácidas tufáceas e ignimbríticas provenientes de explosões muito mais violentas em ambientes subaéreos, com as maiores áreas de exposição na região. As idades U-Pb registradas marcam os eventos de rifteamento da Faixa Paraguai. Apresentam simultaneidade ao ciclo de construção de supercontinente e são coincidentes e diacrônicos com os períodos de fragmentação de Rodinia e as colisões de montagem de Gondwana Ocidental. Diagramas de concórdia U-Pb destas rochas relacionadas à Sequência Metavulcanossedimentar Nova Xavantina, situada na porção oriental da FP, mostram a gênese de uma bacia policíclica, exigindo no mínimo duas câmaras magmáticas de composições antagônicas, com a formação inicial de um assoalho oceânico formado por metabasaltos de idade 745 Ma, crono-correlatos com a idade das vulcânicas félsicas de 735 Ma. Relacionadas ainda ao evento extensional, ocorre outro evento de formação de rochas intrusivas gabróicas com idade de 714 Ma. Já no final da amalgamação do Oeste Gondwana, ocorre à última fase magmática, relacionada às rochas alcalinas ultramáficas de 577 Ma, e que pode estar ligada ao Complexo Alcalino Planalto da Serra. As rochas tufáceas na região são contemporâneas ao vulcanismo básico e associadas às formações ferríferas, intercaladas posteriormente com as rochas carbonáticas e os diamictitos superiores, indicando que a deposição destas rochas glacio-marinhas foram também neste período, do Toniano ao Criogeniano inferior, relacionado à Glaciação “Sturtiana”, durante a ruptura do Rodínia. A sobreposição de diamictitos em BIFs e vulcânicas tem ocorrência semelhante ao constatado na Província Franklin, margeando a Laurentia, onde há evidência de efusão generalizada de hialoclastito durante a ruptura do Rodínia, em 716 Ma, antes da glaciação Snowball Earth. As rochas sedimentares da Faixa Paraguai apresentam uma ampla variedade de valores TDM, sugestivo de uma mudança da área fonte durante a evolução da bacia e é o que se espera de processos tectono-magmáticos complexos. As rochas mais antigas se comparam às assinaturas Nd do Cráton Amazônico, dominantemente na Província da Amazônia Central. As idades modelo TDM entre 1.6 e 2.1 Ga são relacionadas à mistura da porção central Amazoniana com outras fontes de regiões jovens das Províncias geocronológicas Amazônicas que possuem idades modelo compatíveis, tais como Ventuari-Tapajós, Rio Negro Juruena, Rondoniana e Sunsás. Os diamictitos que afloram na Faixa Paraguai oriental são interpretados como depositados em ambiente glacial e interglacial do Criogeniano, provavelmente no período entre a glaciação “Sturtiana” e “Marioana”, após a formação da plataforma carbonática, em ambientes de taludes com a formação de corridas de lama em ambientes turbidíticos, com a incorporação de calcários formados na plataforma rasa e posteriormente depositados em águas mais profundas. As rochas glaciomarinhas da Faixa Paraguai registram os três eventos glacias globais, o Sturtiano em 710 Ma, o Marioano em 635 Ma e o Gaskiers em 580 Ma. Aerogeofísica de alta resolução oferece uma oportunidade única para preencher a carência de trabalhos em dados geofísicos para decifrar a história tectónica de cinturões dobrados relacionados à orogenia Brasiliana, no continente Sul Americano. Pouco é conhecido da estruturação do embasamento da Faixa Paraguai, sotoposta a Bacia do Paraná, Parecis e Bananal. As técnicas aeromagnetométricas permitem delinearmos as principais paleofalhas, com direção EW-NE, denominadas neste trabalho de Lineamento Campinápolis (CAL) e General Carneiro (GCL), responsáveis pela abertura e expansão do rifte, e consequente deposição de sucessões vulcanossedimentares. A fusão do mapa gravimétrico Bouguer com a 1DV permite reconhecer entre o CAL e GCL um conjunto de estruturas definidas pelas faixas estreitas, representadas pelas zonas de cisalhamentos de altas amplitudes e frequências magnéticas, descontínuas, relacionadas à formação das zonas de cisalhamentos Santo Antônio do Leste, Nova Xavantina e Poxoréo (SZSAL, SZNX e SZPX), respectivamente. As altas respostas gravimétricas Bouguer com trend EW e inflexão para NE mostram estreita correlação espacial com as descontinuidades crustais representadas pelos lineamentos magnéticos, discriminando diferentes blocos tectônicos. Além disso, as anomalias gravimétricas estão relacionadas ao registro magmático da fase extensional, que está intimamente associada ao estágio pré e sin-rifte, e, consequentemente ao estiramento da crosta. O método Inversão do Vetor de Magnetização (MVI) produziu resultados coerentes com a deformação e as rochas vulcânicas na área, com aspecto boudinados e estirados, e profundidade média estimada em 3700 m para a massa ígnea alimentadora das atividades vulcânicas. Destaca-se que o Lineamento Transbrasiliano (LTB) atravessa o extremo leste da área, truncando a Faixa Paraguai e influenciando a extensão norte-nordeste para a Faixa Araguaia, e pode ser considerada como um único cinturão dobrado Brasiliano. É representado por um sistema de falhas strike-slip com alguns setores levemente curvilíneos, de direção N20°-30°E, determinado pelas altas amplitudes magnéticas e altas frequências, definindo extensos feixes sigmoidais entrelaçados característicos de zonas de cisalhamento transcorrente. Dentro do sistema LTB foram individualizadas, de oeste para leste, três zonas de cisalhamentos dextrais principais: Cocalinho, Aruanã e Britânia, que formam as zonas de depocentro para as calhas que drenam os principais rios e sedimentos que controlam a Bacia do Bananal. Dados estruturais, geológicos e geofísicos da Faixa Paraguai são consistentes com um modelo de curvatura oroclinal na escala litosférica de uma margem convergente durante as últimas estapas de deformação no final do Criogeniano, decorrente do fechamento do Oceano Clymene. Esta deformação resultou em intenso encurtamento E-W e N-S, a depender da proximidade do anteparo, produzindo um trend linear N-S e E-W, respectivamente. O Oroclínio Paraguai Setentrional é reconhecido pelas mudanças geométricas das estruturas pretéritas formadas na Bacia Paraguai, resultante da tendência de dobras relacionadas aos empurrões que se formaram durante o Orógeno Paraguai, que aproveitaram estruturas pré-existentes do rifteamento inicial. A integração geofísica-geológica sugere que as camadas sedimentares da Faixa Paraguai foram inicialmente depositadas numa bacia de margem passiva com extensões retilíneas e comprimentos superiores a 350 km. Na fase orogênica, a deformação impressa nestas rochas gerou intenso encurtamento crustal, formando dobras apertadas e de charneiras espessadas, sinclianais e anticlinais, até isoclinais, com dobras com flancos na direção nordeste, por vezes rompidos, formando descontinuidades que evoluem para zonas de cisalhamentos. Esse contorno geométrico encurvado da Faixa Paraguai, mostra que o mecanismo de geração de traços estruturais curvos são frutos dos obstáculos, que servem de anteparo a propagação da deformação, devido à movimentação convergente de blocos continentais durante o desenvolvimento da orogenia Brasiliana. Neste caso, os blocos podem ser referidos como o Cráton Amazônico situado a norte, e o Bloco Paranapanema e São Francisco a sul e nordeste, na atual posição geográfica. Outra característica e peculiaridade desta fase do Orógeno Paraguai referem-se à sua vergência e cinemática. A porção ocidental da FP (Área Planalto da Serra) apresenta vergência prioritariamente para NW, e no setor oriental (Área Nova Xavantina) admite vergência preferencialmente para SE. Esse comportamento pode ser explicado por uma estrutura em flor positiva em um sistema transpressional, reativando as antigas falhas normais do rifte precursor da Bacia do Paraguai. Como resposta ao processo deformacional decorrente da orogênese Brasiliana que formou todo o padrão de dobras fechadas e isoclinais, bem como a verticalização das camadas de metassedimentos dos grupos Cuiabá e Araras na Faixa Paraguai (zona pericratônica e interna), é gerada uma região de subsidência flexural resultante na inversão tectônica da bacia, e a formação de possíveis depocentros que serviram como aporte para a deposição dos sedimentos do Grupo Alto Paraguai (formações Raizama, Sepotuba e Diamantino), em sistema de foreland basin.
Abstract: Paraguay Belt (PB) is a neoproterozoic folded belt, built along the southern edge of the Amazon Craton and of Rio Apa Block, and constitutes the western portion of Tocantins Province. It was formed during Rodinia break-up and later affected by the Brasiliano-Pan-African orogeny, related to the West Gondwana construction. The evolutive history of rocks exposed southward of Amazon paleocontinent represents extensional tectonics followed by the development of a passive margin, however it is poorly known. The data presented in this thesis are based on regional geologic mapping and support new perspectives for studying the rifting processes in Paraguay Belt. During field work several extrusive rocks were identified, such as hyaloclastites, scoria and metabasalts, as well as intrusive mafic-ultramafic rocks and ignimbrites, associated to diamictites, carbonate rocks and iron formations. Pyroclastic rocks in the eastern limit of Paraguay Belt represent two eruptive styles. The hyaloclastite lava flow and assimilated scoria bomb mark the Surtseyan-type eruption, powered by the interaction between magma and water. Acid tuff and ignimbrite covering major areas characterize the more explosive Plinian-type eruption in subaerial environment. U-Pb isotopic analyses yielded the age of the rift in Paraguay Belt, which is simultaneous to the assembly of West Gondwana. Rocks of Nova Xavantina Metavulcanossedimentary Sequence mark the beginning of a polycyclic basin, with at least two compositionally distinct magmatic chambers, 745 Ma metabasalts representing the initial formation of an ocean floor and 735 Ma felsic volcanic rocks. Another extensional event is assigned by gabbros with 714 Ma. Associated with the end of West Gondwana amalgamation, in 577 Ma, alkaline ultramafic rocks represent the last magmatic phase of the area and might be related to the Planalto da Serra Alkaline Complex. Tuffaceous rocks, associated to iron formation, interbedded with latter carbonate rocks and superior diamictites, yield ages similar to metabasalts, indicating that glaciomarine deposition may be associated to “Sturtian” glaciation, during Rodinia break-up. Diamictites covering BIF’s and volcanic rocks are reported also in Franklin Province, bordering Laurentia, where Snowball Earth glaciation follows major hyaloclastite effusion of 716 Ma. Paraguay Belt sedimentary rocks display a wide variety of TDM values, suggesting a change of the source area during the basin evolution, which is expected for areas affected by complex tectono-magmatic events. The most ancient sediments show Nd signatures compatible with Central Amazon Province, in Amazon Craton. TDM ranging between 1.6 and 2.1 Ga may be related to a mixture of Central Amazon rocks and younger rocks from Ventuari-Tapajós, Rio Negro-Juruena, Rondoniano or Sunsás provinces. Diamictites exposed in eastern Paraguay Belt were deposited in Cryogenian glacial and interglacial environments, probably between “Sturtian” and “Marinoan” glaciation events. They cover a carbonate platform and represent slope deposits formed by turbidites, with incorporation of limestone deposited in the shallow platform and latter redeposited in deep water. Glaciomarine rocks of Paraguay Belt register the three global glacial events, Sturtian in 710 Ma, Marinoan in 635 Ma and Gaskiers in 580 Ma. High resolution airbone geophysic survey provides critical information to understand the tectonic history of South-American Brasiliano folded belts. Little is known about the basement framework of Paraguay Belt, covered by Paraná, Parecis and Bananal basins. Using magnetometric processing several EW-NE faults, Campinápolis (CAL) and General Carneiro (GCL) lineaments, were identified. They may have been responsible for rift opening and spreading, where volcanossedimentary successions deposited. Fusion of Bouguer anomaly map with magnetic 1DV allowed recognizing a set of structures between CAL and GCL, marked by discontinuous magnetic high amplitude and frequency, which represent several shear zones, like Santo Antônio do Leste, Nova Xavantina and Poxoréo (SZSAL, SZNX e SZPX). High Bouguer anomalies trending EW and inflected towards NE are spatially correlated with magnetic lineaments, which may represent crustal discontinuities between different tectonic blocks. Moreover, gravimetric anomalies may assign the magma formed during pre- and syn-rift stages. Magnetic Vector Inversion (MVI) yielded a model coherent with the deformation of volcanic rocks in the area, displaying boudins and stretching and with the magmatic chamber located in medium depths, ca. 3700 m. It is emphasized that Transbrasiliano Lineament (TBL) crosscuts the Paraguay Belt in the far East of the area and may influence the extension north-northeastwards to Araguaia Belt. Several N20-30E strike-slip faults, with some curved parts, represented by extended beams of magnetic anomalies with high amplitude and frequency, characterize TBL. It is also composed of three major shear zones, Cocalinho, Aruanã and Britânia, with dextral kinematics, which drain the rivers and control the deposition of Bananal Basin. Structural, geologic and geophysics data of Paraguay Belt are consistent with a model of a lithospheric-scale oroclinal, formed in the late Cryogenian deformation, during the closing of Clymene Ocean. Deformation led to intense E-W or N-S shortening, depending on the proximity of the backstop. Geometric variation of structures formed during rifting of Paraguay Basin, marked by folds and thrusts along former normal faults, characterizes the Southern Paraguay Orocline. It is also assigned by tight to isoclinal folding and up-right dipping of Cuiabá and Araras groups rocks in the Pericratonic and Internal zones. Using geophysic-geological integration it is suggested that the sedimentary beds were deposited along passive margin basins wider than 350 km. In orogenic phase rocks were intensely shortened, forming tight to isoclinal folds with thickened hinge zones, striking NE, eventually transposed along shear zones. The curved geometry of Paraguay Belt results from backstops which hinder the propagation of strain. In this case, backstops are Amazon Craton to the North and Paranapanema Block and São Francisco Craton to the South and Northeast, in nowadays geographic position. The western portion of Paraguay Belt (Planalto da Serra area) verges towards NW, while the eastern sector (Nova Xavantina area) verges mainly towards SE. This feature may represent a positive flower structure, formed by reactivation of normal faults during transpressive tectonics. In response to the orogenic deformation and the consequent tectonic inversion of the basin, a foreland basin was formed by flexural subsidence. Sedimentary rocks of Alto Paraguay Group (Raizama, Sepotuba and Diamantino formations) represent this deposition.
Description: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2018.
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