Stratigraphy of the Southern part of the Sergipano Belt, NE Brazil : tectonic implications

Abstract

A Faixa Sergipana (NE, Brasil) é uma cunha orogenética de direção geral ESE-WNW e que foi polideformada/metamorfisada em consequencia da colisão entre o Macifo Pernambuco- Alagoas, a norte, e o Cráton de São Francisco, a sul, no Ciclo Brasiliano, há cerca de 700-600 Ma, A partir de estudos anteriores em escala regional a faixa e dividida, de sul para norte, em tres domínios litotectônicos longitudinals, respectivamente assemelhados a pilhas de rochas sedimentares e vulcanicas construidas em ambiente cratdnico, miogeoclinal e eugeoclinal separados por falhas reversas, em geral de alto angulo, que indicam transporte de topo para SSW com transcorrgncia associada. Na parte norte da faixa são ainda individualizados dois outros domfnios de rochas fgneas e um domfnio de migmatitos e gnaisses. Modelos divergentes de evolução tectônica foram produzidos para a faixa, com base em interpretações a favor e contra a continuidade lateral entre os metasedimentos. Estudos litoestratigrdficos-estruturais realizados em escala de detalhe (1987-1995) em drea de 4000km2 circundando dois domos gnáissicos de embasamento e englobando a interface entre o craton, miogeoclinal e eugeoclinal, na parte sul da faixa Sergipana, revelam: (1) uma nova litoestratigrafia das rochas depositadas nos dois domínios mais a sul, distinta daquela dos estudos anteriores; (2) evidencias sedimentológicas, estruturais, metamórficas e geofísicas inequívocas a favor da continuidade entre os três domínios, através das suas falhas de borda; (3) a parte superior da seção da cobertura cratonica compreende uma sequencia de argilito, siltito, arenito, arcósio e grauvação lítica, com granulometria crescente para o topo; esta seção passa gradativamente a metasiltito e filito depositados na bacia, onde ocorre sobreposta ao grupo basal e sotoposta a diamictitos e carbonates do grupo superior, todos depositados em tomo dos domos de embasamento que ocupam o nucleo de antiformes regionais; (4) as caracteristicas sedimentológicas e o posicionamento estratigráfico inequívoco da sequência de granulometria crescente para o topo descartam modelos tipo bacia foreland anteriormente adotados para explicar o topo da seção da cobertura cratônica adjacente a Faixa Sergipana. Os dados permitem interpretar que o preenchimento da bacia precursora se deu em regime de sedimentação controlada por tectônica, no qual os domos de embasamento provavelmente atuaram como paleo-altos e as falhas regionais limitantes dos domínios (meta)vulcano-sedimentares sao provdveis falhas normals originais, que foram positivamente invertidas na fase de fechamento da bacia. A origem da parte superior da cobertura cratônica, cuja deve ser atribuída ao soerguimento e erosao de fonte a sul, e os controles tectonicos da sedimentacao, implicam consideravelmente para a evolução da Faixa Sergipana e do Cráton de São Francisco. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The Sergipano Belt (NE Brazil) is a ESE-WNW trending volcano-sedimentary wedge polydeformed and metamorphosed (700-600Ma) due to the collision of the Pernambuco-Alagoas Massif, to the north, with the São Francisco Craton, to the south, during the Pan-African/Brasiliano orogeny. According to previous, regional-scale studies, the belt comprises three longitudinal lithotectonic domains with cratonic, miogeoclinal and eugeoclinal affinities, respectively from S to N, separated by regional, WNW-ESE trending, generally high-angle thrust-strike slip faults. Divergent tectonic evolution models were produced based on interpretations for and against the lateral continuity between these domains. Detailed stratigraphic-structural analysis from a 1:50,000 scale mapping carried out (1987-1995) in a 4000km2 area encompassing the interface between the three domains and surrounding two basement gneiss domes in the southern part of the belt, revealed: (1) the lithostratigraphy of the rocks deposited in the cratonic and miogeoclinal segments; (2) innequivocal evidence for the sedimentological, structural and metamorphic continuity across the domains boundary faults; (3) the upper section of the sediments deposited in the cratonic domain records the deposition of coarsening-upwards mudstones, siltstones, arkosic sandstones and lithic wackes that spreaded from the craton, to the south, across the craton-basin interface and graded into metasiltites and phyllites towards the miogeoclinal basin, where they occur in the core of a major basement-cored antiform and are overlain by a distinct diamictite formation, thus building up a siliciclastic mcgascquence. The sedimentological characteristics and innequivocal stratigraphic position of these arkosic sandstones and lithic wackes do not fit in previously suggested thrust-fold belt/foreland basin models; (4) very strong evidence for the miogeoclinal and eugeoclinal domains being also continuous across their boundary faults, allowing to erect a new stratigraphic template for the Sergipano Belt. The data allow to interpret that sedimentation was tectônicaly controlled by the basement domes and normal faults likely to have been inverted during the closure of the basin. The origin of the upper section of the sediments deposited in the cratonic domain and the tectonic controls of the sedimentation have relevant implications for the evolution of both the Sergipano Belt and the São Francisco Craton.