PPGECRN - Doutorado (Teses)

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    Archean evolution of the southern São Francisco craton (SE Brazil).
    (2017) Albert, Capucine; Lana, Cristiano de Carvalho; Farina, Federico; Lana, Cristiano de Carvalho; Gerdes, Axel; Storey, Craig Darryl; Cipriano, Ricardo Augusto Scholz; Pimentel, Márcio Martins
    Os continentes modernos são fundamentalmente diferentes de suas contrapartes Arqueanas, devido à influência de um manto substancialmente mais quente sobre a produção e as propriedades reológicas da crosta no início da Terra. Particularmente, a natureza e a composição do registro de rochas ígneas sofreram modificações significativas no final do eon Arqueano, atestando mudanças importantes nos processos geodinâmicos. Este trabalho concentra-se nas rochas granitóides posicionadas na porção sul do craton São Francisco no sudeste do Brasil. Uma combinação de observações de campo e petrográficas, geoquímica de rocha total e análises de isotópicas (U-Pb, Lu- Hf, O e B) foram realizadas para um melhor entendimento nos mecanismos que levaram à formação e estabilização deste bloco cratônico, além de compreender as modificações geodinâmicas globais ocorridas durante esse período. O embasamento do Quadrilátero Ferrífero, no sul do cráton São Francisco, consiste em ortognaisses, intrudidos por abundantes plútons granitóides e associados produtos magmáticos (veios pegmatíticos/aplíticos, por exemplo). O embasamento do Quadrilátero Ferrífero registra três períodos principais de magmatismo, denominados de Rio das Velhas I (RVI) e II (RVII) de 2.92-2.85 e 2.80-2.76 Ga, respectivamente, e o último evento Mamona (2.75-2.68 Ga). Granitóides e gnaissses dos três complexos do embasamento estudados (Bação, Belo Horizonte e Bonfim) foram subdivididos em dois grupos, refletindo diferentes processos petrogenéticos e/ou fontes: rochas de médio- e alto-K. Os gnaisses e granitóides de médio-K foram formados durante os eventos Rio das Velhas I e II. Essas rochas apresentam algumas semelhanças com os TTG Arqueanos, apesar de possuírem um pequeno enriquecimento em SiO2 e K2O e depleção em Al2O3, e foram interpretadas como o resultado da mistura entre um membro final derivado da fusão parcial de uma rocha metabasáltica e um fundido resultante da reciclagem de uma crosta mais antiga de composição TTG. Por outro lado, os granitos de alto-K colocados na crosta durante subsequente evento Mamona, assemelham-se aos típicos granitóides à biotita do Arqueano tardio, com origem interpretada da fusão parcial de metassedimentos imaturos. O envolvimento de metassedimentos na petrogênese destes magmas de alto-K Neoarqueanos é ainda suportado por: (i) uma tendência para valores pesados de δ18O(Zrc), indicando equilíbrio isótopico de O em condições de subsuperfície, e (ii) a presença fundidos magmáticos ricos em boro e fluídos intrudidos em 2.70-2.60 Ga, provavelmente derivados de um protólito metassedimentar rico em boro. Em geral, propomos que a evolução magmática e geodinâmica da porção sul do craton São Francisco ocorreu da seguinte maneira. De ~ 3.50 a 2.90 Ga, fragmentos de crosta juvenil (possivelmente TTGs) foram produzidos, formando o protólito do atual sul do cráton São Francisco. Este é um período de crescimento crustal, como evidenciado pela modelagem isotópica de hafnium à partir de zircões detríticos. Em ~ 2.90 Ga, a crosta sofreu significativas modificações, devido ao início de uma tectônica colisional. Diversos fragmentos crustais com histórias distintas foram acrescidos progressivamente, construindo, por fim, um núcleo continental rígido e soerguido. Isto é suportado por: (i) a transição para um regime dominado por reciclagem crustal, com diminuição de contribuição mantélica em magmas recém-gerados, (ii) o envolvimento de componentes TTG mais antigos na geração de magmas de médio-K durante os eventos RVI e RVII e a simultânea ausência de materiais crustais preservados mais velhos que ~ 2.90 Ga na porção sul do craton São Francisco, (iii) a abundância de sistemas hidrotermais na porção superior da crosta evidenciados por valores leves de δ18O(Zrc), indicando o soerguimento de grandes porções da crosta continental durante o Neoarqueano, (iv) a progressiva maturação crustal, registrada por uma tendência para o magmatismo mais potássico e rico em HFSE (High Field Strength Element). O soerguimento e rápido soterramento de grandes bacias sedimentares dominadas por componentes clásticos no Neoarqueano (~ 2.75 Ga) levaram à produção de granitóides de alto-K durante o evento Mamona. Fluidos magmáticos diferenciados portadores de turmalina percolaram a crosta e interagiram de forma generalizada com o greenstone belt adjacente. A presença de turmalina hidrotermal de origem magmática (e Neoarqueana) em associação espacial próxima aos complexos do embasamento sugere que a formação das estruturas domo e quilhas ocorreu antes do último evento magmático (ou seja, antes de 2.70 Ga), o que está em desacordo com a idéia de que a região adquiriu sua arquitetura atual durante o Paleoproterozóico.