DEGEO - Departamento de Geologia
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Item Zircon petrochronology reveals the moderately juvenile signature of a diatexite from the boundary one between the Brasília and Ribeira orogens (SE Brazil) : relict of a Tonian arc?(2022) Costa, Fernanda Moura; Penna, João Lucas Andrade; Martins, Lorena Cristina Dias; Tedesch, Mahyra; Novo, Tiago Amâncio; Araujo, Cristina Santos; Vieira, Pedro Leonardo Rossi; Lana, Cristiano de Carvalho; Soares, Antônio Carlos PedrosaUnraveling the tectonic evolution of Precambrian high-grade rocks is often challenging owing to widespread metamorphic overprint under high to ultra-high temperature conditions. In this scenario, isotopic systems-based investigations constitute an important tool to obtain the time constrains of formation and evolution of rocks.We present a petrochronological investigation using U–Pb and Lu–Hf data of zircon grains extracted from a biotitebearing granitic leucosome from a diatexite found in the boundary zone between the Brasília and Ribeira orogens, SE Brazil. Clusters of 176Hf/177Hf(t) ratio values characterize two distinct zircon data groups, suggesting at least two different crystallization stages. 176Hf/177Hf(t) ratios from group 1 range from 0.28230 to 0.28247 with εHf (t) between +7.54 and − 1.55, representing a moderately juvenile to evolved magma. This group constrains a time interval of ca. 890-540 Ma, and the ancient zircon core (890 Ma) could potentially record the minimum age for the magmatic crystallization of a moderately juvenile protolith, with ϵHf (890) ranging from +8.66 to +0.36. Excluding this ancient zircon (since it is the only date older than 800 Ma), the oldest grain provides a minimum crystallization age of ca. 797 Ma, with ϵHf (797) between +6.73 and -1.61. Group 2, exhibiting 176Hf/177Hf(t) ratios from 0.28214 to 0.28225and negative εHf(t) values (− 3.35 to − 7.53), represents xenocrysts of crustal origin from the protolith or an influx of allochthonous crustal melt during high-grade metamorphism. The age spreading from ca. 890 Ma to ca. 540 Ma along the concordia is consistent with a Pb-loss scenario, with cores locally providing younger ages than rims. This is also consistent with prolonged metamorphism, as newly crystallized domains also present a spread of ages. Our data indicate that the leucosome is the metamorphic product of a moderately juvenile rock. When placed in the regional context, the biotite-bearing granitic leucosome may represent the relic of a magmatic arc, now located in the boundary zone between the Brasília and Ribeira orogens. Its moderately juvenile signature suggests the following tectonic setting interpretations: (i) an intra-oceanic subduction setting similar to modern island arcs or an early stage of continental subduction, formed at ca. 890–800 Ma and, thus could be potentially correlated with juvenile magmatic arcs found in both Brasília (Mara Rosa – Arenopolis ´ arc system) and Ribeira (Serra da Prata – Rio Negro arc system) orogens, suggestive of a large ocean realm to the south of the Sao ˜ Francisco paleocontinental block in Tonian time; and (ii) the most primitive relic of an early stage of the continental magmatic arc installed on the active margin of the Paranapanema paleocontinent.Item Geoquímica e geologia isotópica (U-Pb, Lu-Hf) do Complexo Belo Horizonte : implicações para evolução crustal arqueana no Cráton São Francisco.(2022) Martins, Lorena Cristina Dias; Lana, Cristiano de Carvalho; Novo, Tiago Amâncio; Lana, Cristiano de Carvalho; Barbuena, Danilo; Alkmim, Fernando Flecha de; Cipriano, Ricardo Augusto Scholz; Bersan, Samuel MoreiraO Complexo Belo Horizonte (CBH), exposto na porção norte do distrito mineral do Quadrilátero Ferrífero, no setor meridional do Cráton São Francisco, é composto por um ortognaisse bandado, migmatizado, exibindo estrutura estromática e ou schlieren, nos quais enclaves máficos e intrusões de granitoides são comuns. Apesar das intensas investigações na década passada, as informações detalhadas sobre a geoquímica e a evolução isotópica do respectivo complexo está limitada a um pequeno número de amostras, dificultando o entendimento a respeito de sua conexão com outros complexos que compõem o embasamento do Cráton São Francisco. Na presente tese, foram realizados estudos no CBH, a partir de observações de campo, geoquímica de rocha total e investigações de isótopos (U-Pb, Lu-Hf). Neste trabalho, apresentou-se pela primeira vez os processos de tratamento térmico e abrasão química implementados na Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP) que foram realizados com o intuito de limpar as áreas danificadas e fraturadas e homogeneizar as porções dos fragmentos, por meio de uma lavagem ácida nos cristais de zircão promovendo a remoção destes domínios e resultando em um grão menos alterado. A partir da técnica de CA-LA-ICP- MS investigou-se em detalhe as características texturais em aproximadamente 300 zircões, além da obtenção de idades U-Pb e dados isotópicos de Hf de 15 amostras coletadas ao longo do complexo, com o objetivo de revelar detalhes sobre os eventos de fusão parcial que precederam a estabilização do cráton. A integração das observações de campo, idades U-Pb obtidas de zircões através de CA-LA-ICP-MS e composições isotópicas de Hf obtidas de ortognaisses migmatíticos e de granitoides do CBH, indicam um período intenso de fusão parcial e produção de rochas félsicas durante o Neoarqueano. Nossas observações mostram que o complexo é um local importante para o estudo de processos de fusão parcial do embasamento cristalino da crosta Arqueana. Grande parte do CBH expõe migmatitos estromáticos de granulação fina intrudidos por diversos veios leucograníticos e diques. Tanto os migmatitos quanto os leucogranitos são cortados transversalmente por diversas fases de granitoide e pequenos corpos graníticos; ambos fortemente associados com o gnaisse bandado hospedeiro, por meio de intrusões. A aplicação de abrasão química seguida de catodoluminescência revelou ampla variedade textural dos zircões, consistente com um longo período de fusão parcial e remobilização crustal. Os resultados dos isótopos de U-Pb e Hf revelam o complexo como parte de um segmento crustal muito mais amplo, abrangendo toda a porção meridional do Cráton São Francisco. A compilação de idades U-Pb disponíveis sugere que este segmento crustal foi consolidado entre 3000 e 2900 Ma e que ele experienciou três principais episódios de fusão parcial antes da estabilização em 2600 Ma. Os episódios de fusão parcial ocorreram entre 2750 e 2600 Ma como resultado de acreção tectônica e delaminação por “peeling off” do manto litosférico e da crosta inferior. O processo de fusão parcial e delaminação por “peeling off”, provavelmente é responsável pelo posicionamento de volumosa granitogênese potássica ao longo de todo o Cráton São Francisco. Nesse sentido, compreender a composição de terrenos arqueanos leva ao entendimento substancial da evolução do planeta. As análises de elementos traços foram feitas em pó prensado via LA-ICP-MS para investigar a evolução do CBH. Essa técnica pode ser usada para restringir o grande conjunto de elementos traço relevantes com alta precisão e acurácia. Dados obtidos do CBH indicam dois principais grupos de granitoides: gnaisses de médio-K e granitos com alto-K. Ambas as rochas de médio e alto-K possuem composição com ampla variação nas concentrações de elementos traços e maiores, com características geoquímicas similares aos TTGs e granitos a duas-micas, gerados pelo retrabalhamento de crosta continental antiga. As rochas com alto-K possuem composição de elementos traços distintos, com maior conteúdo de LREE, maior teor de elementos incompatíveis, Ba, Sr, LaN/YbN, além de anomalias negativas de Eu significante. Os resultados geoquímicos obtidos para o CBH vão de encontro com as investigações anteriores, em que as xvii rochas de médio-K tiveram origem a partir da mistura de um membro obtido da fusão parcial de rochas metamáficas e de um componente resultante do retrabalhamento de um TTG antigo. A composição química de granitos de alto-K, por outro lado, indica que esses granitos foram formados através da fusão parcial de protólitos TTG, incluindo metassedimentos Arqueanos. Dados deste estudo corroboram interpretações anteriores de que o magmatismo está ligado a uma mudança fundamental da tectônica do cráton, com a produção de rochas de alto-K em substituição às rochas de médio-K. O magmatismo e tectônica foram responsáveis pela intrusão difundida de grandes corpos sieníticos na porção norte do cráton e pela construção de intrusões máficas-ultramáficas no Complexo Campo Belo a sul do CBH.