DEGEO - Departamento de Geologia
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Item Record of Early Tonian mafic magmatism in the central Espinhaço (Brazil) : new insights for break-up of the Neoproterozoic landmass ancestor of São Francisco-Congo paleocontinent.(2020) Moreira, Helen Fonseca; Danderfer Filho, André; Costa, Alice Fernanda de Oliveira; Bersan, Samuel Moreira; Lana, Cristiano de Carvalho; Queiroga, Gláucia NascimentoPetrological characterization, U–Pb geochronology, Lu–Hf analyses and major and trace element data from mafic intrusions in the Central Espinhaço (central portion of the Brazilian shield) are used here to investigate the geological significance of the Early Neoproterozoic magmatism in the context of the S~ao Francisco-Congo paleocontinent. These mafic bodies are represented by medium to coarse-grained metagabbros with plagioclase, amphibole and clinopyroxene. Zircon U–Pb isotopic data from two samples yielded weighted mean 206Pb/238U ages of 895 3.4 Ma (MSWD ¼ 1.7) and 896 2.4 Ma (MSWD ¼ 0.64), regarded as the best estimates for the crystallization age of these mafic rocks. Major and trace element data (including REEs) show that the gabbros originated from a subalkaline tholeiitic magma, typical of intraplate magmatism. Such rocks are slightly enriched in LREEs and LILEs and depleted in HFSEs. Our new isotope and geochemical data, along with regional knowledge, indicate that these metagabbros mark the beginning of an important Tonian-age extensional tectonic event of the landmass of which the S~ao Francisco-Congo paleocontinent was part (Rodinia supercontinent or Central African block?). We furthermore suggest that these rocks belong to a prominent suite of Tonian-age mafic rocks that mark a diachronic breakup attempt of this landmass which may have occurred from south to north along the Espinhaço mountain range.Item Paleoproterozoic juvenile magmatism within the northeastern sector of the São Francisco paleocontinent : insights from the shoshonitic high Ba–Sr Montezuma granitoids.(2020) Bersan, Samuel Moreira; Costa, Alice Fernanda de Oliveira; Danderfer Filho, André; Abreu, Francisco Robério de; Lana, Cristiano de Carvalho; Queiroga, Gláucia Nascimento; Storey, Craig Darryl; Moreira, Hugo SouzaNew, integrated petrographic, mineral chemistry, whole rock geochemical, zircon and titanite U–Pb geochronology, and zircon Hf isotopic data from the Montezuma granitoids, as well as new geochemical results for its host rocks represented by the Corrego Tingui Complex, provides new insights into the late- to post-collisional evolution of the northeastern S~ao Francisco paleocontinent. U–Pb zircon dates from the Montezuma granitoids spread along the Concordia between ca. 2.2 Ga to 1.8 Ga and comprise distinct groups. Group I have crystallization ages between ca. 2.15 Ga and 2.05 Ga and are interpreted as inherited grains. Group II zircon dates vary from 2.04 Ga to 1.9 Ga and corresponds to the crystallization of the Montezuma granitoids, which were constrained at ca. 2.03 Ga by the titanite U–Pb age. Inverse age zoning is common within the ca. 1.8 Ga Group III zircon ages, being related to fluid isotopic re-setting during the Espinhaco rifiting event. Zircon εHf(t) analysis show dominantly positive values for both Group I ( 4 to þ9) and II ( 3 to þ8) zircons and TDM2 model ages of 2.7–2.1 Ga and 2.5–1.95 Ga, respectively. Geochemically, the Montezuma granitoids are weakly peraluminous to metaluminous magnesian granitoids, enriched in LILES and LREE, with high to moderate Mg# and depleted in some of the HFSE. Their lithochemical signature, added to the juvenile signature of both inherited and crystallized zircons, allowed its classification as a shoshonitic high Ba–Sr granitoid related to a late- to post-collisional lithosphere delamination followed by asthenospheric upwelling. In this scenario, the partial melting of the lithospheric mantle interacted with the roots of an accreted juvenile intra-oceanic arc, being these hybrid magma interpreted as the source of the Montezuma granitoids. The Corrego Tinguí Complex host rocks are akin to a syn- to late-collisional volcanic arc granitoids originated from the partial melting of ancient crustal rocks. The results presented in this study have revealed the occurrence of juvenile rocks, probably related to an island arc environment, that are exotic in relation to the Paleo- to Neoarchean crust from the S~ao Francisco paleocontinent’s core.Item Tectonics and sedimentation of the central sector of the Santo Onofre rift, north Minas Gerais, Brazil.(2017) Costa, Alice Fernanda de Oliveira; Danderfer Filho, AndréThe Santo Onofre Group registers the filling of a Tonian, intracontinental paleo-rift that developed along the northern and central Espinhaço regions. This paper examines this unit in the central Espinhaço region with stratigraphic analysis and U-Pb geochronology, reviewing and dividing into the Canatiba and Rio Peixe Bravo Formations, which include the Barrinha Member. The Canatiba Formation mainly comprises carbon-rich mudstones that were deposited through low-density turbidity flows that alternated with sediment settling under anoxic conditions. The Rio Peixe Bravo Formation consists of a succession of sandstones and minor mudstones, which were deposited through low- to high-density turbidity flows. The Barrinha Member mainly consists of conglomerates and is related to channelized debris flows. Detrital zircon grains show maximum depositional ages of 930 ± 33 Ma and around 865 Ma for the Canatiba and Rio Peixe Bravo Formations, respectively. We interpret the Santo Onofre rifting to be relative younger than that for the Sítio Novo Group and to be a precursor stage of the glacial and post-glacial rift-to-passive margin-related sequences of the Macaúbas Group. The lithostratigraphic term “Macaúbas Supergroup” would be of better use to accommodate the unconformity-bounded Tonian sequences that were related to the Rodinia breakup in the Congo-São Francisco paleocontinent.Item Stratigraphic and geochronological characterization of the Mato Verde group, Central Espinhaço (Brazil) : an Eocalymmian rifting record in the western domain of the Congo-São Francisco paleocontinent.(2018) Costa, Alice Fernanda de Oliveira; Danderfer Filho, André; Lana, Cristiano de CarvalhoThe Mato Verde Group comprises an important volcano-sedimentary record occurring in the eastern Congo-São Francisco paleocontinent along the western border of the Central Espinhaço. This succession is interpreted as a basin rift related to one of the stages of basin formation in the Espinhaço aulacogen at the northern end of the Araçuaí Orogen. The stratigraphic architecture and U-Pb data from the volcano-sedimentary succession, as well from the overlying succession, provide new insight into the evolution of Mato Verde rifting. The sedimentary pattern of this succession is interpreted as the basin infilling of an intracontinental rift that was compartmentalized in two half-grabens. The basal succession defined as the Panelas Formation contains entirely siliciclastic sedimentation, such as alluvial fan, delta fan and minor fluvial and lacustrine facies associations. Detrital zircon grains extracted from basal conglomerates show mainly Archean and Paleoproterozoic ages. The upper sequence is represented by the Riacho Seco Formation, which consists of volcanic lava beds and volcaniclastic rocks. At the top of the succession, a lapilli tuff is dated at 1586 ± 15 Ma, which is interpreted as the final age of the rift phase. The Vereda da Cruz Formation occurs in stratigraphic discontinuity above the Mato Verde succession and comprises exclusively aeolian sedimentation. The youngest grain defines a maximum sedimentation age of 1616 ± 30 Ma. This basin stage is interpreted as due to a thermal subsidence process that is related to Mato Verde rifting. The equivalent unit to the Mato Verde Group is only found in the Northern Espinhaço and is represented by the Pajeú Group. The basin-fill patterns and Calymmian ages suggest a direct link with the second rifting event within the São Francisco paleocontinent, which was responsible for the development of the Espinhaço basin.Item Evolução tectono-estratigráfica da porção norte do Espinhaço Central, Norte de Minas Gerais.(2017) Costa, Alice Fernanda de Oliveira; Danderfer Filho, André; Danderfer Filho, AndréNa faixa Araçuaí, desenvolvida na borda sudeste do cráton do São Francisco, há registros de coberturas sedimentares mais jovens do que 1.8 Ga que remontam vários episódios de embaciamento sedimentar. A partir da identificação de discordâncias e descontinuidades estratigráficas juntamente com a análise geocronológica U-Pb em zircão, foi possível caracterizar a evolução estratigráfica de um segmento localizado no extremo norte da faixa Araçuaí, no domínio fisiográfico da serra do Espinhaço Central. Os resultados obtidos indicam o registro de quatro ciclos de primeira ordem, sendo dois relacionados a episódios de magmatismo na região. O primeiro ciclo compreende uma sucessão vulcanossedimentar estateriana (Grupo Terra Vermelha) constituída por conglomerados e arenitos de natureza aluvial, associados com o preenchimento de um rifte. No topo dessa sucessão ocorrem rochas vulcânicas com idade de 1758 ± 4 Ma, interpretada como a idade do rifte Terra Vermelha. Os arenitos eólicos (Formação Pau d‘Arco) que cobrem essa unidade foram interpretados como o preenchimento relacionado a subsidência termal pós-rifte. Os zircões detríticos obtidos para essa unidade revelam uma idade máxima de sedimentação de 1675± 22 Ma. O segundo ciclo compreende outra etapa de rifteamento registrado na sucessão vulcanossedimentar calimiana do Grupo Mato Verde. Essa sucessão inclui conglomerados com arenitos intercalados e pelito subordinado depositados em ambientes de leques aluviais, fluvial e lacustre. No topo, ocorrem rochas vulcânicas e vulcanoclásticas datadas em 1524 ± 6 Ma, finalizando a evolução do rifte Mato Verde. Os depósitos de natureza eólica registrados na Formação Vereda da Cruz que cobrem essa unidade são interpretados como o estágio de subsidência termal do rifte. Os zircões detríticos obtidos para essa sucessão revelam idades máxima de sedimentação de 1616 ± 30 Ma. O terceiro ciclo inclui a sucessão siliciclástica do Grupo Sítio Novo, constituída por arenitos estratificados e conglomerados e pelitos subordinados com características que indicam deposição em ambiente costeiro a marinho raso. Os zircões detríticos para essa unidade revelam idade máxima de deposição em 1106 ± 10 Ma. As rochas máficas que cortam essa unidade mostram idade U-Pb em torno de 900 Ma, definindo a idade mínima de sedimentação para o Grupo Sítio Novo. O último ciclo registra o preenchimento de um rifte intracontinental representado pelo Grupo Santo Onofre, o qual consiste de pelitos carbonosos, arenitos e conglomerados associados com fases de sedimentação de águas profundas e rasas. Os zircões detríticos obtidos para essa unidade revelam idade máxima de deposição em torno de 865 Ma. Os resultados obtidos mostram que a sedimentação correspondente ao desenvolvimento desses quatro ciclos ocorreu durante um longo período de tempo, cobrindo uma grande área no bloco São Francisco.Item O registro do vulcanismo calimiano no Espinhaço Central (MG) : caracterização petrofaciológica, geoquímica e geocronológica.(2014) Costa, Alice Fernanda de Oliveira; Danderfer Filho, André; Lana, Cristiano de CarvalhoA Formação Riacho Seco define a unidade superior do Grupo Mato Verde que ocorre na borda oeste do Espinhaço Central no norte de Minas Gerais, constituindo parte importante do registro tectonoestratigráfico da bacia Espinhaço. Ela remonta um importante registro vulcano-sedimentar associado a um dos estágios de rifteamento da bacia no norte da Faixa Araçuaí; compreende rochas vulcânicas efusivas e piroclásticas, além de depósitos epiclásticos associados, com texturas e estruturas bastante preservadas. Estudos petrofaciológicos e químicos permitiram distinguir quatro grupos de fácies vulcanogênicas geneticamente relacionados, que são: litofácies de fluxo magmático, litofácies hidroclástica, litofácies piroclástica e litofácies epiclástica. A idade U-Pb de 1524±6 Ma obtida em zircão de dacito evidencia que o vulcanismo se relaciona ao segundo episódio de rifteamento da bacia Espinhaço, de idade Calimiana. A sucessão vulcano-sedimentar aqui estudada apresenta uma unidade cronocorrelata e de constituição litofaciológica semelhante no Espinhaço Setentrional, representada pela sucessão vulcanogênica da Formação Bomba (Grupo Pajeú). Ambas as situações permitem argumentar favoravelmente por evolução policíclica da bacia Espinhaço, uma vez que o primeiro episódio de rifteamento foi datado no início do Estateriano.Item Constraints on the Statherian evolution of the intraplate rifting in a Paleo-Mesoproterozoic paleocontinent : new stratigraphic and geochronology record from the eastern São Francisco craton.(2014) Danderfer Filho, André; Lana, Cristiano de Carvalho; Nalini Júnior, Hermínio Arias; Costa, Alice Fernanda de OliveiraAn integrated approach of stratigraphic analysis and U–Pb age dating reveals some information on the tectonosedimentary evolution of the Statherian cover of the São Francisco craton in the so-called Espinhaço basin (Atlantic shield in eastern Brazil). Here, continental sedimentation patterns, such as alluvial fan, braided-plain and lacustrine facies associations, with associated volcanic rocks are documented in two superposed basin fill-successions, which are defined as the Algodão and Sapiranga Synthems and grouped in the Botuporã Supersynthem. Both studied units consist mainly of conglomerates and cross-bedded sandstones and minor amounts of mudstones, sedimentary breccias, volcanic lava beds and volcaniclastic rocks, whichwere deposited in a rift basin – the Botuporã rift – during two syn-rifting phases. The Algodão Synthem represents the first rifting phase. The basal synsedimentary conglomerates of this unit were depositedmainly by subaerial debris flows, most likely along and near a rift border fault. The framework of this rock consists of only crystalline rock clasts from the basement and no fragments of volcanic rocks. Detrital zircon grains that were extracted from this facies show ages older than 2.05 Ga. The remainder of the section is dominated by fluvial sandy lithofacies with minor conglomerate lenses and sandstone–mudstone heterolithic lithofacies, which represent distal, waning-flood deposits in a lacustrine environment. The upper section also contains hummocky cross-stratified sandstone lithofacies, which are related to a storm-influenced deposition. On top of the Algodão succession, the volcanic rockswere dated at 1775±7 Ma,which was interpreted as the near final age of the first rift-phase. Representing the second rift-phase, the Sapiranga Synthem shows similar sedimentation patterns to the Algodão Synthem. The Sapiranga Synthem rests directly on the volcanic rocks of the Algodão Synthem, and its basal conglomerates (which are most likely also related to a master fault) contain voluminous clasts of volcanic rocks, sandstones and crystalline rocks. The detrital zircon grains thatwere extracted from this facies show ages of 1741 ± 14 and 1766 Ma as well older than 2.05 Ga. The volcanic rocks on the upper succession of the Sapiranga Synthem record ages of 1740 ± 10 Ma, which finalized the Botuporã rift evolution. A preliminary geochemical study of volcanic rocks from the Botuporã Supersynthemshowed that these rocks are alkaline rocks with high K2O/Na2O ratios, which belong to an ultrapotassic suite. The low concentrations of MgO wt.% suggest a felsic ultrapotassic character. The Botuporã Supersynthem is unconformably covered by a volcanosedimentary rift-succession of EoCalymmian age — the Pajeú Synthem, which represents the second rifting stage of the Espinhaço basin. Several Statherian-related volcano-sedimentary sequences and anorogenic granitoids occur dispersed in the São Francisco block, which requires a regional geologic model to explain the extensional and magmatism process during this time.We used the last Columbia paleocontinental reconstruction to constrain these processes by relating them to far-field continental extensional and magmatic record as part of a silicic LIP, which was triggered by the convection-driven tectonic-plate motion on the western border of the Atlantica block inside of the Columbia supercontinent.Item Estratigrafia e tectônica da borda oeste do Espinhaço Central no extremo norte da faixa Araçuaí.(Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto., 2013) Costa, Alice Fernanda de Oliveira; Danderfer Filho, AndréNeste trabalho apresentam-se os aspectos gerais relacionados com a evolução tectono-estratigráfica do intervalo basal da bacia Espinhaço no domínio do Espinhaço central. O segmento estudado está localizado na ‘’zona triangular de Monte Azul’’ (ZTMA) a qual representa uma feição morfoestrutural definida pela falha de Santo Onofre, de direção N-S e pelos contatos aproximadamente lineares das rochas supracrustais com o embasamento. Esta pesquisa foi motivada pela carência de estudos detalhados sobre o acervo sedimentar e o estilo estrutural da área, o pouco conhecimento acerca dos eventos de formação da bacia e dos processos de inversão tectônica, bem como a ausência de datações para esse segmento. Essas questões foram abordadas a partir da distribuição espacial das fácies sedimentares e vulcânicas, da análise dos processos formadores, da utilização de análise estrutural convencional e também da obtenção de idades do embasamento e vulcanismo ocorrente na bacia. Com base na análise do arcabouço estratigráfico foram reconhecidas três unidades limitadas por discordância ou descontinuidade estratigráfica – os sintemas, denominados da base para o topo: Mato Verde, Vereda da Cruz e Montevidéu. O acervo estratigráfico do Sintema Mato Verde sugere o preenchimento vulcano-sedimentar de um rifte compartimentado em dois hemigrábens. A sua sucessão basal (Formação Panelas) compreende principalmente uma sedimentação siliciclástica por sistema de leques aluviais e, subordinadamente, fluvial e lacustre/marinho. Já a sucessão superior (Formação Riacho Seco) registra uma atividade vulcânica ácida com um expressivo vulcanismo explosivo associado (rochas piroclásticas), sendo datada em 1524 ± 6 Ma (U-Pb em zircões). O Sintema Vereda da Cruz é constituído apenas por depósitos de natureza eólica, interpretados aqui como o preenchimento de uma depressão termal pós-rifte. O Sintema Montevidéu representa o preenchimento de um novo rifte constituído por fácies aluviais, transicionais e marinhas. De acordo com a análise estrutural foi verificado que a área em foco corresponde a um segmento bacinal ensiálico invertido, onde o embasamento foi envolvido na deformação da cobertura. As relações entre geometria pré-inversão e de inversão da bacia são evidentes e explicam a configuração atual da ZTMA. O granito da Suíte Catolé que ocorre intrusivo no embasamento cristalino foi datado em 1792 ± 7 Ma (U-Pb em zircões), o que indica que a tectônica de inversão é posterior, relacionada com o evento tectono-metamórfico Brasiliano. Com base nesses resultados foi elaborado um modelo de evolução para a área e proposto a formalização das unidades mapeadas. Dessa forma, a compreensão da complexa interação da sedimentação, vulcanismo e tectônica foi essencial para a temporização e evolução de bacias proterozóicas.