DEGEO - Departamento de Geologia
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Item Grãos detríticos de zircão do grupo Itacolomi em sua área tipo, Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais : idades, proveniência e significado tectônico.(2020) Duque, Tiago Rocha Faria; Alkmim, Fernando Flecha de; Lana, Cláudio EduardoO Grupo Itacolomi em sua localidade tipo, a serra homônima, situada na porção sudeste do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, caracteriza-se por uma sucessão de meta-arenitos, metaconglomerados e filitos. Nessa e demais ocorrências, o grupo é interpretado como uma associação de depósitos fluviais e de leques aluviais, acumulados em bacias intermontanas pós-orogênicas. As suas ocorrências na localidade tipo dão-se na forma de um bloco basal autóctone que jaz em discordância sobre rochas do Supergrupo Minas, e outro superior alóctone, lançado sobre o primeiro por uma falha de empurrão. O bloco autóctone corresponde à porção íntegra e internamente menos deformada do grupo e é constituído de um pacote de aproximadamente 400 m de meta-arenitos e metaconglomerados. No bloco alóctone, exposto no Pico do Itacolomi, meta-arenitos finos a médios com espessura de aproximadamente 145 m encontram-se, em geral, mais intensamente deformados. Os espectros de idades dos grãos de detríticos de zircão obtidos nos blocos autóctone e alóctone são ligeiramente diferentes. Os do primeiro são claramente unimodais, com picos em 2167, 2197 e 2203 Ma. Os do segundo são bimodais, com picos principais em 2156 e 2201 Ma. Eles indicam que as fontes principais do grupo devem ter sido, principalmente, os granitoides paleoproterozoicos do Cinturão Mineiro e do Complexo Mantiqueira, expostos respectivamente a sudoeste e leste da Serra do Itacolomi. A idade máxima de sedimentação do grupo pode ser estimada em 2129±11 Ma. Esses resultados, juntamente com outros disponíveis na literatura, indicam que o Grupo Itacolomi foi depositado em bacia de antepaís do orógeno paleoproterozoico que abarca o Quadrilátero Ferrífero e áreas adjacentes.Item Geodynamic evolution of the Minas Basin, southern São Francisco craton (Brazil), during the early paleoproterozoic : climate or tectonic?(2020) Rossignol, Camille Yann; Lana, Cristiano de Carvalho; Alkmim, Fernando Flecha deLike many other cratons around the world, the São Francisco Craton is characterized by an early Paleoproterozoic (2.5–2.1 Ga) unconformity that is reported worldwide as the result of global glacial events leading to a major sea-level drop. To document the duration and the cause(s) of the stratigraphic hiatus in the São Francisco Craton, this study provides U–Pb dates obtained on detrital zircon grains from the Piracicaba Group, which directly overlies the unconformity. Our results show that this sedimentary unit is younger than 2333 ± 11 Ma and consequently deposited during the late Siderian or the early Rhaycian. This maximum depositional age demonstrates that the early Paleoproterozoic stratigraphic gap lasted for at least 60 Ma. Based on quantitative analyses of the age distribution of the Piracicaba Group, we evidence a major shift in sedimentary provenance between the sedimentary units located below and above the unconformity. This change is interpreted to be directly related to the development of a subduction system along the southern and eastern margins of the São Francisco proto-craton. Our results indicate that regional geodynamic events, and not only global glacial events and their consequences, must be accounted for in Earth system models for the early Paleoproterozoic.Item U–Pb ages and Hf-isotope data of detrital zircons from the late Neoarchean-Paleoproterozoic Minas Basin, SE Brazil.(2017) Martinez Dopico, Carmen Irene; Lana, Cristiano de Carvalho; Moreira, Hugo Souza; Cassino, Lucas F.; Alkmim, Fernando Flecha deBecause of its world-class iron ore deposits and promising Au and U mineralizations, the late Neoarchean to Paleoproterozoic Minas Basin (Minas Supergroup, SE of Brazil) is one of the best-studied basins in South America. However, the lack of datable interlayered volcanic rocks prevented discourse over ages of the strata, the sources and the nature of its ore deposits. In this paper, we present detrital zircon U– Pb age patterns coupled with Lu–Hf data for 18 samples, representing different stages of the Minas Basin evolution ( 2000 analyzed zircons). Age spectra for the main basal unit (Moeda Formation) show a classic rift-related detrital zircon pattern, characterized by multiple autochthonous sources, which in turn are much older than the age of deposition. Maximum age for the rifting event is constrained at ca. 2600 Ma. Detritus accumulated at the base of the Minas Supergroup were derived from Archean source rocks and their sedimentation was marked by differential uplift of the Archean crust, shortly after the 2730–2600 Ma high-K calc-alkaline magmatism (Mamona Event). The age of the BIF deposits is younger than 2600 Ma, most likely coinciding with the great oxygenation event between 2400 and 2200 Ma and the precipitation of banded iron deposits worldwide. Detrital zircons from the topmost units of the Minas strata suggest that tectonic inversion and closure of the basin took place at ca. 2120 Ma with the deposition of the synorogenic Sabará Group. Rhyacian zircon supply showing juvenile Hf signatures gives evidence of a late Rhyacian amalgamation between the Mineiro Belt and the craton. The eHf signatures support the hypothesis that the Archean crystalline crust of the craton was mostly built by crust–mantle mixing processes, with a successive decrease of eHf values in zircons crystallized after 3250 Ma and minor mantle-like additions after Paleoarchean times. Regionally, our dataset supports previous interpretations of a long-lived evolution of the southern São Francisco Craton comprising a succession of convergent island arcs, small microplate collisions, and developmentItem The Archeane-Paleoproterozoic evolution of the Quadrilátero Ferrífero, Brasil : current models and open questions.(2016) Farina, Federico; Albert, Capucine; Martinez Dopico, Carmen Irene; Gil, Carmen Maria Aguilar; Moreira, Hugo Souza; Hippertt, J. P.; Cutts, Kathryn Ann; Alkmim, Fernando Flecha de; Lana, Cristiano de CarvalhoThe Quadril atero Ferrífero is a metallogenic district (Au, Fe, Mn) located at the southernmost end of the S~ao Francisco craton in eastern Brazil. In this region, a supracrustal assemblage composed of Archean greenstone and overlying NeoarcheanePaleoproterozoic sedimentary rocks occur in elongated keels bordering domal bodies of Archean gneisses and granites. The tectonomagmatic evolution of the Quadril atero Ferrífero began in the Paleoarchean with the formation of continental crust between 3500 and 3200 Ma. Although this crust is today poorly preserved, its existence is attested to by the occurrence of detrital zircon crystals with Paleoarchean age in the supracrustal rocks. Most of the crystalline basement, which is composed of banded gneisses intruded by leucogranitic dikes and weakly foliated granites, formed during three major magmatic events: Rio das Velhas I (2920e2850 Ma), Rio das Velhas II (2800e2760 Ma) and Mamona (2760e2680 Ma). The Rio das Velhas II and Mamona events represent a subduction-collision cycle, probably marking the appearance of a modern-style plate tectonic regime in the Quadril atero Ferrífero. Granitic rocks emplaced during the Rio das Velhas I and II events formed by mixing between a magma generated by partial melting of metamafic rocks with an end member derived by recycling gneissic rocks of older continental crust. After deformation and regional metamorphism at ca. 2770 Ma, a change in the composition of the granitic magmas occurred and large volumes of high-K granitoids were generated. The ca. 6000 m-thick Minas Supergroup tracks the opening and closure of a basin during the NeoarcheanePaleoproterozoic, between 2600 and 2000 Ma. The basal sequence involves continental to marine sediments deposited in a passive margin basin and contain as a marker bed the Lake Superiortype Cau^e Banded Iron Formation. The overlying sediments of the Sabar a Group mark the inversion of the basin during the Rhyacian Minas accretionary orogeny. This orogeny results from the collision between the nuclei of the present-day S~ao Francisco and Congo cratons, generated the fold-and thrust belt structure of the Quadril atero Ferrífero. Afterwards, the post- orogenic collapse resulted in the deposition of the Itacolomi Group and in the genesis of the dome-and-keel structure. In this paper, we review current knowledge about the 1500 Ma long-lasting tectonomagmatic and structural evolution of the Quadril atero Ferrífero identifying the most compelling open questions and future challenges.Item Geometria 3D de falhas de empurrão e dobras associadas como expressões da morfologia do descolamento basal : resultados de uma simulação computacional.(2004) Rolim, Vassily Khoury; Alkmim, Fernando Flecha deUm modelo geométrico-cinemático bidimensional de uma dobra por propagação de falha pode ser construído para seções paralelas ao mergulho da falha, utilizando equações que determinam as inclinações das camadas dobradas e os limites das “kink bands” que definem a estrutura. Por outro lado, a configuração 3D do mesmo sistema pode ser obtida por meio da integração de grande número de modelos bidimensionais. A junção de pontos entre as seções origina o desenho tridimensional, contendo as camadas, a superfície de descolamento e a rampa da falha. Um programa computacional foi desenvolvido para implementar este modelo matemático. Com seu uso geraram-se inúmeras situações geológicas distintas e estudou-se a influência da morfologia da superfície de descolamento na geometria das falhas de empurrão e dobras associadas. As simulações computacionais tridimensionais permitiram concluir, em primeira aproximação, que seções verticais isoladas pouco revelam a geometria 3D dos sistemas de falhas. Além disso, mostram que o traço da rampa de falha em mapa é um fiel espelho da topografia da superfície de descolamento. O traço da falha é retilíneo, quando a superfície de descolamento for plana e é curvo, quando a superfície for curva. Convexidades da superfície de descolamento (altos) expressam-se como saliências (convexidades voltadas para o antepaís) nos traços horizontais das falhas, já concavidades (baixos) expressam-se como reentrâncias (convexidades voltadas para o pós-país) nos traços horizontais das falhas. Ao simular o desenvolvimento de um sistema de falhas de empurrão que representam um leque imbricado articulado a descolamento basal curvo, em calha sinformal, verificou-se que (i) a curvatura dos traços das falhas mais novas é mais acentuada que a curvatura das mais velhas, (ii) há uma convergência lateral dos traços das falhas, associada a um espaçamento maior dos mesmos na porção central do modelo, onde se verificam as maiores profundidades do descolamento. Os resultados foram comparados às falhas de empurrão do sinclinal de Dom Bosco, porção sul do Quadrilátero Ferrífero, exemplo de um sistema articulado a descolamento basal curvo e com resultados de experimentos físicos, permitindo concluir que, sem exceção, todos os detalhes geométricos das falhas de empurrão geradas encontram equivalentes na natureza e nos modelos analógicos.Item The ancestry and magmatic evolution of Archaean TTG rocks of the Quadrilátero Ferrífero province, southeast Brazil.(2013) Lana, Cristiano de Carvalho; Alkmim, Fernando Flecha de; Armstrong, Richard; Cipriano, Ricardo Augusto Scholz; Romano, Rafael CottaCombined LA-ICP-MS and SHRIMP U–Pb ages from Quadrilatero Ferrifero (QF) province reveals for the first time three main periods of TTG magmatism in the southern part of the Sao Francisco Craton (Brazil). These periods – described here as the Santa Barbara (SB), Rio das Velhas I (RVI) and Rio das Velhas II (RVII) events – embody a significant part of a protracted tectonomagmatic history of the Craton, spanning from 3220 to 2770 Ma. The initial stages of TTG magmatism (the SB event) led to formation of a core of Palaeoarchaean TTG crust via magmatic additions of juvenile felsic rocks into mafic–ultramafic rocks, at ca. 3212–3210 Ma. The following event (RVI event) saw the growth of this Palaeoarchaean core into a more composite, polydefomed continental segment through magmatic additions of juvenile TTG rocks and tectonic accretion of mafic–ultramafic greenstone belt terrains. Our U–Pb data and regional constraints suggest that much of the TTG crust exposed in the QF region today was produced during the RVI event, between 2930 and 2900 Ma. The final stages of TTG crust production (RV II event) were marked by convergence-related magmatism, affecting an extensive Palaeo- to Mesoarchaean continental block (The RVI block). The timing and duration of the latest TTG event coincides with the felsic volcanism and deposition of turbiditic wackes of the main greenstone belt sequence.Item Arcabouço estrutural e microestruturas do minério de ferro da jazida Casa de Pedra, Quadrilátero Ferrífero, MG.(2011) Trzaskos, Barbara; Alkmim, Fernando Flecha de; Zavaglia, GuilhermeA Mina de Casa de Pedra, localizada no extremo sudoeste do Quadrilátero Ferrífero, MG, foi submetida a uma investigação estrutural de detalhe, através da qual foi possível conhecer o seu acervo de estruturas, assim como a sua evolução tectônica. Neste estudo procurou-se entender de que forma o arcabouço estrutural da mina influência nas variações dos atributos intrínsecos de seus componentes: mineralogia, porosidade, granulométrica e textura. Foram obtidos os seguintes resultados: unidades expostas na área da mina e arredores foram submetidas a três eventos deformacionais; as frentes de lavra Corpo Oeste e Corpo Principal estão situadas em distintos domínios estruturais e seus minérios exibem diferentes atributos ineralógicos; o minério de ferro proveniente do Corpo Oeste tende a ser mais rico em hematita especular e goethita, com porosidade média de 17%, enquanto que o Corpo Principal tende a ser constituído predominantemente por hematita granular e magnetita, com porosidade média de 20%. Desta forma, pode-se concluir que o arcabouço estrutural condiciona significativamente as características composicionais, textuais e microestruturais dos minérios de ferro.