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Geocronologia 207Pb/206Pb, Sm-Nd, U-Th-Pb E 40Ar-39Ar do segmento sudeste do Escudo das Guianas: evolução crustal e termocronologia do evento transamazônicoROSA-COSTA, Lúcia Travassos da 06 July 2006 (has links)
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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.
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Geocronologia em zircão, monazita e granada e isótopos de Nd das associações litológicas da porção oeste do domínio Bacajá: evolução crustal da porção meridional da província Maroni-Itacaiúnas - sudeste do Cráton AmazônicoVASQUEZ, Marcelo Lacerda 16 November 2006 (has links)
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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.
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