Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-27T16:53:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_GeocronologiaPbPb.pdf: 14045023 bytes, checksum: 26a7c8cfbaf74a1a8e27c395dc2ac326 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-02T21:58:31Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_GeocronologiaPbPb.pdf: 14045023 bytes, checksum: 26a7c8cfbaf74a1a8e27c395dc2ac326 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T21:58:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_GeocronologiaPbPb.pdf: 14045023 bytes, checksum: 26a7c8cfbaf74a1a8e27c395dc2ac326 (MD5) Previous issue date: 2006-07-06 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A região sudeste do Escudo das Guianas é parte de uma das mais expressivas faixas orogênicas paleoproterozóicas do mundo, cuja evolução está relacionada ao Ciclo Orogênico Transamazônico (2,26 – 1,95 Ga). Neste segmento foram estudados distintos terrenos tectônicos, denominados Jari, Carecuru e Paru, reconhecidos em estudos anteriores em função de seus notáveis contrastes em termos de idade, conteúdo litológico e assinatura geofísico-estrutural. O Domínio Jari é constituído por uma assembléia de embasamento do tipo granulito-gnaissemigmatito com protólitos arqueanos, enquanto o Domínio Carecuru é composto basicamente por rochas cálcio-alcalinas e seqüências metavulcano-sedimentares, com evolução relacionada ao Evento Transamazônico. O Domínio Paru foi delimitado no interior do Domínio Carecuru, e é formado por gnaisses granulíticos com protólitos arqueanos, que hospedam plútons charnoquíticos paleoproterozóicos. Neste estudo, quatro métodos geocronológicos foram empregados em rochas provenientes dos distintos domínios tectônicos, com o objetivo de entender significado tectônico de cada um deles, definir os processos de evolução crustal que atuaram no Arqueano e no Paleoproterozóico e avaliar a extensão de crosta arqueana neste setor da faixa orogêncica em questão. Os métodos de evaporação de Pb em zircão e Sm-Nd em rocha total demonstram que a evolução do Domínio Jari envolve vários estágios de acresção e retrabalhamento crustal, do Arqueano ao Paleoproterozóico. Atividade magmática ocorreu principalmente na transição Meso- Neoarqueano (2,80-2,79 Ga) e durante o Neoarcheano (2,66-2,60 Ga). O principal período de formação de crosta continental ocorreu a partir do final do Paleoarqueano e ao longo do Mesoarqueano (3,26-2,83 Ga), enquanto retrabalhamento crustal prevaleceu no Neoarqueano. Durante o Evento Transamazônico, dominaram processos de retrabalhamento de crosta arqueana, com vários pulsos de magmatismo granítico, datados entre 2,22 Ga e 2,03 Ga, que marcam distintos estágios da evolução orogenética. Os dados geocronológicos obtidos neste estudo, conjugados aos disponíveis na literatura, indicam que o Domínio Jari é parte do mais expressivo segmento de crosta arqueana conhecido no Escudo das Guianas, aqui definido e denominado de Bloco Amapá. No Domínio Carecuru foram definidos dois pulsos de magmatismo cálcio-alcalino, entre 2,19 e 2,18 Ga e entre 2,15 e 2,14 Ga, enquanto magmatismo granítico foi datado em 2,10 Ga. Acresção crustal juvenil cálcio-alcalina foi reconhecida em torno de 2,28 Ga. No entanto, idades TDM (2,50-2,38 Ga), preferencialmente interpretadas como idades mistas, e εNd < 0, indicam a participação de componentes arqueanos na fonte das rochas paleoproterozóicas. Os dados isotópicos, somados à associação litológica deste domínio, sugerem uma evolução relacionada a sistema de arco magmático em margem continental ativa, que foi acrescido ao Bloco Amapá durante o Evento Transamazônico. No Domínio Paru, magmatismo neoarqueano datado em torno de 2,60 Ga, foi produzido por retrabalhamento de crosta mesoarqueana, assim como no Bloco Amapá. Adicionalmente, acresção crustal juvenil e magmatismo cálcio-alcalino foram reconhecidos, em torno de 2,32 Ga e 2,15 Ga, respectivamente, além de magmatismo charnoquítico em 2,07 Ga. Idades U-Th-Pb obtidas em monazitas provenientes da assembléia de alto grau do sudoeste do Bloco Amapá, revelaram dois estágios distintos da evolução orogenética transamazônica. O primeiro ocorreu em torno de 2,09 Ga, que marca a idade do metamorfismo de fácies granulito, contemporâneo ao desenvolvimento de um sistema de cavalgamento oblíquo, relacionado ao estágio colisional da orogênese. O outro ocorreu em torno de 2,06 Ga e 2,04 Ga, e é consistente com o estágio tardi-colisional, marcado por migmatização do embasamento e colocação de granitos ao longo de zonas de cisalhamento transcorrentes. Finalmente, análises 40Ar/39Ar em anfibólios e biotitas de unidades estratigráficas representativas, principalmente do Bloco Amapá e do Domínio Carecuru, revelam distintos padrões de resfriamento e exumação para estes dois segmentos crustais. No Bloco Amapá, as idades de anfibólios variam entre 2,13 e 2,09 Ga, enquanto as biotitas forneceram idades principalmente entre 2,10 e 2,05 Ga. No Domínio Carecuru, anfibólios e biotitas apresentaram idades entre 2,16 e 2,06 Ga e entre 1,97 e 1,85 Ga, respectivamente. Taxas de resfriamento da ordem 67 °C/Ma e 40 °C/Ma foram calculadas para o Bloco Amapá, indicando resfriamento rápido e exumação controlada por tectonismo, possivelmente relacionada ao estágio colisional do Evento Transamazônico. Em contrapartida, no Domínio Carecuru, as taxas de resfriamento regional variam em torno de 3-2,3 °C/Ma, sugerindo resfriamento lento e exumação gradual, o que é consistente com o modelo de arco magmático, no qual, crescimento de crosta continental resulta principalmente de acresção magmática lateral, sem espessamento crustal significativo. / The southeastern portion of the Guiana Shield is part of a large Paleoproterozoic orogenic belt, with evolution related to the Transamazonian Orogenic Cycle (2.26 – 1.95 Ga). In this area, previous works defined distinct tectonic domains, named Jari, Carecuru and Paru, which present outstanding differences in terms of age, lithological content, structural pattern and geophysical signature. The Jari Domain is constituted of a granulite-gneiss-migmatite basement assemblage derived from Archean protoliths, and the Carecuru Domain is composed mainly of calc-alkaline rocks and metavolcano-sedimentary sequences, developed during the Transamazonian Event. The Paru Domain is an oval-shaped granulitic nucleous, located within the Carecuru Domain, formed by granulitic gneisses with Archean precursors and Paleoproterozoic charnockitic plutons. In this study, distinct geochonological methods were employed in rocks from the distinct domains, in order to define their tectonic meaning and crustal evolution processes during Archean and Paleoproterozoic times. Pb-evaporation on zircon and Sm-Nd on whole rock dating were provided on magmatic and metamorphic units from the Jari Domain, defining its long-lived evolution, marked by several stages of crustal accretion and crustal reworking. Magmatic activity occurred mainly at the Meso-Neoarchean transition (2.80-2.79 Ga) and during the Neoarchean (2.66-2.60 Ga). The main period of crust formation occurred during a protracted episode at the end of Paleoarchean and along the whole Mesoarchean (3.26-2.83 Ga). Conversely, crustal reworking processes have dominated in Neoarchean times. During the Transamazonian Event, the main geodynamic processes were related to reworking of older Archean crust, with minor juvenile accretion at about 2.3 Ga, during an early orogenic phase. Transamazonian magmatism consisted of syn- to late-orogenic granitic pulses, which were dated between 2.22 and 2.03 Ga. Most of the εNd values and TDM model ages (2.52-2.45 Ga) indicate an origin of the Paleoproterozoic granites by mixing of juvenile Paleoproterozoic magmas with Archean components. The new geochronological results, added to data from previous studies, revealed that the Jari Domain represents the southwestern part of the most expressive Archean continental landmass of the Guiana Shield, here defined and named Amapá Block. The recognition of an extended Archean block precludes previous statements that the Archean in the southeast of the Guiana Shield, was restricted to isolated remnants or inliers within Paleoproterozoic terrains. In the Carecuru Domain the widespread calc-alkaline magmatism occurred at 2.19-2.18 Ga and at 2.15-2.14 Ga, and granitic magmatism was dated at 2.10 Ga. Crustal accretion was recognized at about 2.28 Ga, in agreement with the predominantly Rhyacian crust-forming pattern of the Guiana Shield. Nevertheless, TDM model ages (2.50-2.38 Ga), preferentially interpreted as mixed ages, and εNd < 0, point to some participation of Archean components in the source of the Paleoproterozoic rocks. The lithological association and the available isotopic data registered in the Carecuru Domain, suggests a geodynamic evolution model based on the development of a magmatic arc system during the Transamazonian Orogenic Cycle, which was accreted to the southwest border of the Archean Amapá Block. In the Paru Domain, Neoarchean magmatism at about 2.60 Ga was produced by reworking of Mesoarchean crust, as registered in the Amapá Block. Crustal accretion events and calc-alkaline magmatism were recognized at 2.32 Ga and at 2.15 Ga, respectively, as well as charnockitic magmatism at 2.07 Ga. U-Th-Pb chemical ages in monazites from high-grade rocks of the southwestern part of Amapá Block, dated two main tectono-thermal events. The first one was revealed by the monazite ages of about 2.09 Ga and marks the age of the granulite-facies metamorphism. These data, added to petro-structural information, indicate that the granulite-facies metamorphism was contemporaneous to the development of a thrusting system associated to the collisional stage of the Transamazonian Orogeny. The later event was testified by monazite ages at about 2.06 Ga and 2.04 Ga, and is consistent with a late-orogenic stage marked by granitic emplacement and coeval migmatization of the Archean basement along strike-slip zones. Finally, 40Ar/39Ar geochronological study on amphibole and biotite from representative units of the Amapá Block and of the Carecuru Domain delineated contrasting cooling and exhumation stories. In the former amphibole vary from 2.13 to 2.09 Ga, and biotite ages range mainly between 2.10 and 2.05 Ga. In the later, amphibole and biotite ages are between 2.16 and 2.06 Ga, and 1.97 and 1.85 Ga, respectively. In the Amapá Block, fast cooling rates around 67 °C/m.y. and 40 °C/m.y indicate a tectonically controlled exhumation, related to collisional stages of the Transamazonian Event. Conversely, in the Carecuru Domain, regional cooling rates in the order of 3-2.3 °C/m.y. suggest slow cooling and gradual uplift, which is consistent with the magmatic arc model, where continental growth results mainly from lateral magmatic accretion, precluding significant tectonic crustal thickening.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-02T20:07:43Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_GeocronologiaZircaoMonazita.pdf: 6498084 bytes, checksum: 1d6867735e98e0abb4607eb52f655f68 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-02T22:02:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_GeocronologiaZircaoMonazita.pdf: 6498084 bytes, checksum: 1d6867735e98e0abb4607eb52f655f68 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T22:02:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_GeocronologiaZircaoMonazita.pdf: 6498084 bytes, checksum: 1d6867735e98e0abb4607eb52f655f68 (MD5) Previous issue date: 2006-11-16 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / CPRM - Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais / Serviço Geológico do Brasil / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / O Domínio Bacajá está localizado na porção sudeste do Cráton Amazônico e representa o segmento meridional da Província Maroni-Itacaiúnas que é constituída de orógenos paleoproterozóicos e blocos arqueanos retrabalhados durante o Ciclo Transamazônico (2,2-1,95 Ga). Este domínio é composto de granitóides, rochas charnoquíticas e supracrustais, ortognaisses, migmatitos e granulitos para e ortoderivados. Dados geocronológicos prévios das rochas desse domínio indicam retrabalhamento de crosta arqueana e formação de crosta juvenil durante o Ciclo Transamazônico. O presente estudo foi baseado em levantamentos de campo, petrografia, geoquímica isotópica e geocronologia, tendo como objetivo identificar os eventos ígneos e metamórficos de alto grau que ocorreram na porção oeste Domínio Bacajá a fim de entender sua evolução crustal. Os dados geocronológicos existentes, somados aos novos dados de geocronologia em zircão (U-Pb SHRIMP e Evaporação de Pb) e isótopos de Nd para as rochas das associações litológicas que ocorrem na área de estudo permitiram identificar e datar eventos magmáticos ocorridos do Neoarqueano ao Orosiriano, com auge da formação de crosta durante o Riaciano. Ortognaisses de 2,67-2,44 Ga e remanescentes de rochas metavulcânicas de 2,45 Ga marcam o primeiro evento de formação de crosta na porção oeste Domínio Bacajá, com uma acresção a cerca de 2,7 Ga e contaminação por crosta mesoarqueana (ca. 3,0 Ga). Um segundo evento de acresção há aproximadamente 2,5 Ga e um de retrabalhamento de crosta mesoarqueana foram respectivamente registrados em rochas metavulcânicas de 2,36 Ga e granitóides 2,34 Ga associados. Esses eventos provavelmente estão relacionados à amalgamação de um arco de ilha tardi sideriano a um microcontinente arqueano. Granitóides de 2,21-2,18, Ga, com contribuição crustal neoarqueana (ca. 2,8 Ga), e de 2,16-2,13 Ga, formados por mistura de um componente juvenil de ca. 2,3 Ga com fontes crustais arqueanas, estão relacionados a arcos magmáticos riacianos colididos contra um continente arqueano-sideriano. Esta colisão foi marcada pela formação de granitóides de 2,10 Ga (sincolisionais ?), com prováveis fontes a partir de rochas do arco magmático tardio, e de granitóides e rochas charnoquíticas de 2,09-2,07 Ga (pós-colisional) formados respectivamente por fusão de fontes arqueanas (3,0-2,7 Ga) e mistura com o componente juvenil transamazônico (ca. 2,3 Ga). Por fim, no Domínio Bacajá e adjacências ocorreram eventos magmáticos orosirianos, marcados pela formação local de granitóides de 1,99 Ga, cuja relação com o Ciclo Transamazônico é incerta, e pelo magmatismo de ca. 1,88 Ga de ambiente extensional. Ambos os eventos com contribuição crustal neoarqueana (ca. 2,8 Ga) que sugerem participação da crosta arqueana do Domínio Bacajá.. Eventos metamórficos de alto grau e de anatexia foram identificados nos gnaisses e granulitos para e ortoderivados do oeste do Domínio Bacajá. No entanto, os estudos petrológicos e geocronológicos foram enfocados nas rochas metassedimentares pelíticas de alto grau por serem melhores marcadores desses eventos. Esses eventos foram datados por U-Pb SHRIMP em zircão e monazita, Evaporação de Pb e U-Pb ID-TIMS em zircão e Sm-Nd em granada e rocha total. As rochas metassedimentares de alto grau apresentaram fontes detríticas dominantemente arqueanas (3,1-2,5 Ga) e foram afetadas por eventos tectono-termais riacianos, preliminarmente identificados pelas idades isocrônicas Sm-Nd em granada (2208 e 2025 Ma). Contudo, existem evidências sugestivas de um evento metamórfico de alto grau de cerca de 2,3 Ga que poderia estar relacionado a provável colisão tardi-sideriana. Os eventos de alto grau transamazônicos iniciaram com uma migmatização de 2147-2123 Ma em condições P-T de fácies anfibolito superior registrada nos grãos de zircão e núcleos de cristais de monazita. Este evento foi contemporâneo à formação de granitóides dos arcos magmáticos riacianos, podendo estar relacionado à colisão do arco mais precoce. Um evento anatético há 2109 Ma foi detectado nos sobrecrescimentos em cristais de zircão, sugestivamente relacionado ao principal evento de colisão continental riaciana identificado nos orógenos transamazônicos do Escudo das Guianas. Apesar de ter havido a formação de granitóides e rochas charnoquíticas contemporâneas, nos metapelitos estudados esse evento foi marcado por uma modesta anatexia. Por fim, um metamorfismo de fácies anfibolito superior a granulito, de baixas pressões (4-6 kbar / 700-800ºC), há cerca de 2070 Ma foi registrado nos cristais de monazita e zircão, seguido de um possível evento de perda de Pb na monazita há 2057 Ma. A ocorrência de intrusões quartzo dioríticas e charnoquíticas contemporâneas ao metamorfismo granulítico sugerem processo de underplating de magma máfico e adelgaçamento crustal durante o estágio pós-colisional. Os eventos ígneos e metamórficos do oeste do Domínio Bacajá são análogos aos registrados em outros domínios transamazônicos do Cráton Amazônico e da América do Sul. Em escala global, a colagem riaciana há 2,1 Ga tem sido relacionada à colisão das paleoplacas do leste da América do Sul contra o oeste da África que desencadeou a formação de um supercontinente no Paleoproterozóico. / The Bacajá domain is located in the southeastern Amazonian craton and represents the southern part of the Maroni-Itacaiúnas province, which comprises Paleoproterozoic orogens and Archean blocks reworked during the Transamazonian cycle (2.2–1.95 Ga). This domain is composed of granitoids, charnockitic and supracrustal rocks, orthogneisses, migmatites, metaigneous granulites and high-grade metasedimentary rocks. The previous geochronological data denote reworking of Archean crust and formation of juvenile crust during the Transamazonian cycle. The present study was based on field work, petrography, isotope geochemistry and geochronology in order to identify the igneous and high-grade metamorphic events in the western part of the Bacajá domain and to discuss its crustal evolution. The previous geochronological data, plus new data on zircon (U-Pb SHRIMP and Pbevaporation) and Nd isotope data for the igneous and meta-igneous rocks of the lithologic associations from the study area allowed the identification and dating of magmatic events from Neoarchean to Orosirian times, with a climax of crust formation during the Rhyacian. The 2.67- 2.44 Ga orthogneisses and 2.45 Ga metavolcanoclastic rock remnants are related to the first event of crust formation in the western Bacajá domain marked by an accretion at ca. 2.7 Ga and contamination by Mesoarchean crust (ca. 3.0 Ga). A second event of accretion at ca. 2.5 Ga and reworking of Mesoarchean crust were identified in 2.36 Ga metavolcanic rocks and associated 2.34 Ga granitoids, respectively. They are probably related to the amalgamation of a late Siderian island arc to an Archean microcontinent. The 2.21-2.18 Ga granitoids with Neoarchean crustal sources (ca. 2.8 Ga) and 2.16-2.13 Ga granitoids formed by mixture of a 2.3 Ga juvenile component with Archean crustal sources are related to Rhyacian magmatic arcs that collided against an Archean-Siderian continent. This collision was marked by the formation of 2.10 Ga granitoids (syncollisional rocks ?), probably originated from sources related to late magmatic arc rocks, and of charnockitic rocks and granitoids of 2.09-2.07 Ga (post-collisional rocks) formed respectively by mixture of Ryacian crustal sources and the 2.3 Ga juvenile component and by melting of Archean crust (3.0-2.7 Ga). There are Orosirian magmatic events identified in 1.99 Ga granitoids, whose correlation with the Transamazonian cycle is controversial, and by the extensional magmatism of ca. 1.88 Ga. Both events have Neoarchean crustal sources (ca. 2.8 Ga), probably derived from the Bacajá domain. The high-grade metamorphic events and associated anatexis were identified in the metaigneous and metasedimentary rocks from the western Bacajá domain. However, the petrologic and geochronological studies focused only on the high-grade metasedimentary rocks. These rocks have dominantly Archean detrital sources (3.1-2.5 Ga) and were affected by Rhyacian metamorphic events preliminary constrained by Sm-Nd whole rock-garnet isochrones (2208- 2025 Ma), but there is little evidence suggesting the existence of a high-grade metamorphic event at 2.3 Ga, that could be related to the collage of the late Siderian island arc. High-grade Transamazonian metamorphism commenced with a 2147-2123 Ma migmatization event that took place under upper amphibolite facies P-T conditions and was preserved in zircon overgrowths and in the cores of monazite grains. This event could be related to the collision of the early Rhyacian magmatic arc against to a Neoarchean-late Siderian continent. An anatectic event at 2109 Ma was recorded on unzoned rims of zircon crystals, which is probably it related to the continental collision at 2.1 Ga that has been identified in the Transamazonian orogens of the French Guiana shield. Despite the formation of synchronous granitoids and charnockitic rocks during this collision, in the studied metapelites it was a modest anatexis. After that, a low pressure granulite facies metamorphism (4-6 kbar / 700-800 ºC) at ca. 2070 Ma was registered on monazite and zircon grains, followed by a possible Pb-loss event at 2057 Ma. The existence of coeval quartz diorite and charnockitic intrusions suggests underplating of mafic magma and crustal thinning during the post-collisional period. The igneous and metamorphic events of the western Bacajá domain are analogue to those identified in other Transamazonian domains of the Amazonian craton and South America. In global scale, the 2.1 Ga collage has been correlated to the collision of the paleoplates of eastern South America and western Africa that triggered the formation of a Paleoproterozoic supercontinent.