Arco magmático Rio Doce : estudos litoquímicos, petrológicos, isotópicos e cronológicos no limite dos Orógenos Araçuaí e Ribeira.

Abstract

A porção plutônica do Arco Magmático Rio Doce compreende a Supersuìte G1, uma assembleia de rochas pré-colisionais do tipo-I, cálcio-alcalina, magnesiana, composta principalmente por rochas de composição tonalítica a granodiorítica, frequentemente contendo enclaves dioríticos a máficos. Esse arco foi edificado por uma intensa atividade magmática entre c. 630 e 580 Ma em uma margem continental, ligando os orógenos Araçuaí e Ribeira no sudeste do Brasil. Os estudos no setor limítrofe entre os orógenos Araçuaí – Ribeira consistiram em trabalhos de campo, petrográficos, litoquímicos, isotópicos (Sm – Nd e Sr), caracterização de zircão (isótopos U-Pb e Lu-Hf, e análises ETR) e modelagem de equilíbrio de fases (P-T) de representantes da Supersuíte G1 e de um enclave de silimanita-granada paragnaisse. Os resultados foram comparados com os compilados do mesmo setor estudado, dos setores central e norte do Orógeno Araçuaí e do setor norte do Orógeno Ribeira. As amostras estudadas incluem rochas graníticas metamorfizadas em graus distintos, identificadas por seus nomes ígneos no diagrama QAP, sienogranito, monzogranito, granodiorito, tonalito, quartzo diorito, ortopiroxênio tonalito e de ortopiroxênio-quartzo diorito. Os numerosos enclaves máficos a dioríticos indicam processos de mistura de magma; o ortopiroxênio magmático assim como o alto teor de CaO (9.34 - 10.36 % em peso) da granada sugerem cristalização de magma na crosta profunda. Os valores εNd (t) variam de - 2,9 a - 13,6, razões intermediárias a altas de 86Sr / 87Sr, de 0,7067 a 0,7165 e idades do modelo TDM Nd de 1,19 Ga a 2,13 Ga. Os resultados εHf(t) e as idades modelo TDM Hf exibem um intervalo amplo entre -30.69 a +1.06 e 1.44 a 2.86 Ga. Os resultados isotópicos indicam fusão parcial da cunha do manto na zona de subducção e anatexia profunda da crosta terrestre com assimilação de material crustal mais antigo (os complexos Juiz de Fora e Pocrane, e paragnaisses). Os dados geocronológicos fornecem uma geração de rocha magmática prolongada, divididos em cinco estágios (E1 a E5) considerando as médias das idades de concórdia: c. 638 Ma (E1), c. 622 Ma (E2), c. 606 Ma (E3), c. 590 Ma (E4) e c. 577 Ma (E5). As determinações geotermobarométricas no enclave do paragnaisse anatético (CS19GRT) resultou em condições P-T de metamorfismo de alto grau de c. 765 °C a 775 °C e 7,6 kbar a 9,2 kbar. Considerando que o (meta) granodiorito que encaixa o enclave apresenta idade mínima de c. 630 Ma (E1 e E2) em grãos de zircão com bordas corroídas, o metamorfismo com anatexia deve ter ocorrido após essa idade, a c. 610 Ma, que é a idade máxima obtida em zircão sem indícios de bordas absorvidas. As condições estabelecidas para assembleia ígnea da amostra CS14CPX, um clinopiroxênio tonalito, são de c. 590 °C a 630 °C e 7,1 a 8,05 kbar. De acordo com a idade de cristalização obtida para essa amostra, essas condições foram atingidas a partir do E3 (c. 608 Ma). Ao comparar a evolução do arco magmático registrada nos setores (i) limite Araçuaí-Ribeira (Orógeno Araçuaí) e norte do Ribeira com os (ii) setores central e norte do Orógeno Araçuaí, o amplo espectro de dados isotópicos de Hf e Nd dos setores (i) aponta para a incorporação de embasamento Riaciano - Orosiriano evoluído e envolvimento mantélico mais jovem. Enquanto os resultados dos setores (ii) sugerem um retrabalhamento de um componente crustal evoluído com pouca mistura de reservatórios crustais. Por sua vez, os dados isotópicos U-Pb compilados em zircão, demonstram que o arco magmático do Rio Doce foi mais ativo no período Ediacarano, entre 574 e 625 Ma, com idades Criogenianas-Tonianas mais antigas (dois intervalos, 641 Ma a 651 Ma e 716 Ma a 760 Ma), registrada nos setores (i). Nos setores (ii) as idades são mais jovens e restritas (pico de 576 Ma a 583 Ma) em comparação aos setores (i) (pico de 583 Ma a 597 Ma). Os picos de idades Ediacaranas definem períodos nos quais o magmatismo deve ter sido mais ativo, mas não indicam quiescência magmática, uma vez que os intervalos são separados por lacunas equivalentes aos erros de idade. O final da construção do arco em c. 574 Ma é proposto para todos os setores, no entanto, as idades mais velhas revelam particularidades tectônicas. Em conjunto, os resultados corroboram com o modelo de que a formação do Sistema Orogênico Araçuaí-Ribeira inicia com a subducção da placa oceânica no sul, onde é mais ampla e o Arco Magmático Rio Doce apresenta maior mistura de componentes crustais e envolvimento mantélico.