Arcabouço cronológico e proveniência do supergrupo espinhaço na região da Chapada Diamantina e bacias correlatas

Abstract

O Supergrupo Espinhaço corresponde às unidades vulcano–sedimentares depositadas sobre o Cráton do São Francisco entre o final da Era Paleoproterozóica e o início da Era Neoproterozóica. Essa unidade estratigráfica está atualmente exposta em uma ampla área do Cráton do São Francisco e faixas móveis adjacentes. Estudos de sedimentologia–estratigrafia, petrografia, geoquímica e isótopos de U–Pb e Lu–Hf em zircões detríticos, combinados com dados disponíveis na literatura, permitem caracterizar as principais áreas fonte, idades de deposição e empilhamento estratigráfico do Supergrupo Espinhaço na região da Chapada Diamantina, uma das áreas-tipo dessa unidade litoestratigráfica. O registro deposicional do Supergrupo Espinhaço é subdividido em três seqüências cronoestratigráficas, as seqüências Estateriana (1,8–1,68 Ga; Espinhaço Inferior), Calimiana-Ectasiana inferior (1,6–1,38 Ga; Espinhaço Intermediário) e Esteniana- Toniana inferior (1,2–0,9 Ga; Espinhaço Superior). Na Chapada Diamantina, a seqüência Estateriana compreende à Formação Serra da Gameleira e o Grupo Rio dos Remédios, cujo vulcanismo de ca. 1,75 Ga data a deposição desta unidade; a seqüência Calimiana-Ectasiana inferior compreende o Grupo Paraguaçú (intrudido por diques de ca. 1,5 Ga) e pela Formação Tombador, que possui zircões vulcânicos com idade de ca. 1,43 Ga; e a seqüência Esteniana-Toniana inferior compreende as Formações Caboclo e Morro do Chapéu. A composição modal do arcabouço e a composição química dos arenitos das seqüências Espinhaço Intermediário e Superior apontam para uma área fonte reciclada, relacionada a contexto tectônico colisional ou rifte. As idades U–Pb e as composições isotópicas de Hf dos zircões detríticos mostram um padrão variável. Na base da seqüência, predominam zircões de idade Riaciana, com fontes crustais e mantélicas; esse padrão é substituído por uma distribuição de idades Arqueanas a Paleoproterozóicas com isótopos de Hf indicando fontes Eoarqueanas e Neoarqueanas, como o Bloco do Gavião. No topo ocorre nova mudança no padrão de distribuição de zircões detríticos com a adição de zircões Estaterianos, oriundos do retrabalhamento das seqüências inferiores, e Calimianos, derivados de vulcanismo associado com a deposição. A abordagem regional das seqüências cratônicas depositadas no mesmo período em outra áreas do Craton São Francisco e das faixas móveis adjacentes, como as unidades estratigráficas expostas nas regiões das serras do Espinhaço Meridional e Setentrional, e os Grupos Andrelândia, Araí, Paranoá e Serra da Mesa e as Formações Carandaí e Tiradentes, permite reconhecer cinco padrões de distribuição de zircões detríticos, controlados pela idade deposicional e localização paleogeográfica. As informações são importantes para futuros estudos de paleogeografia e cinemática dos supercontinentes Proterozóicos.

The Espinhaço Supergroup corresponds to the volcano–sedimentary units deposited over the São Francisco Craton between the late Paleoproterozoic and early Neoproteozoic Eras. This stratigraphic unit is exposed over a wide area of the São Francisco Craton and adjacent mobile belts. Studies based on sedimentology– stratigraphy, petrography, geochemistry, and detrital zircon U–Pb and Lu–Hf isotopes, combined with data available in the literature, allow characterize main source areas, depositional ages, and the stratigraphic stacking of the Espinhaço Supergroup at Chapada Diamantina, one of the type-areas of this lithostratigraphic unit. The Espinhaço Supergroup is subdivided into three chronostratigraphic sequences, the Statherian (1.8–1.68 Ga; Lower Espinhaço), Calymmian-early Ectasian (1.6–1.38 Ga; Middle Espinhaço), and Stenian-early Tonian sequences (1.2–0.9 Ga; Upper Espinhaço). At Chapada Diamantina, the Statherian sequence comprises the Serra da Gameleira Formation and Rio dos Remédios Group, of which volcanic rocks aged 1.75 Ga date the deposition; the Calymmian-early Ectasian comprises the Paraguaçú Group (intruded by ca. 1.5 Ga dykes) and Tombador Formation, which includes volcanic zircon grains dated ca. 1.43 Ga; and the Stenianearly Tonian sequence comprises the Caboclo and Morro do Chapéu Formations. The framework modal and the chemical compositions of the sandstones from Middle and Upper Espinhaço sequences point to a recycled source area, related with collisional or rift tectonic setting. The detrital zircon U–Pb ages and Hf isotopic compositions show variable pattern. At the base, the juvenile and evolved Rhyacian zircon grains predominates, whereas this pattern changes with the input of Archean– Paleoproterozoic zircons with Hf isotopes indicating Eoarchean and Neoarchean crustal sources, such as the Gavião Block. At the top, another change of detrital zircons occurred with the addition of Statherian, derived from the reworking of lower sequences, and Calymmian grains, sourced from coeval magmatism. The regional approach of the cratonic sequences deposited during the same period in other areas of the San Francisco Craton and adjacent mobile belts, such as those sequences exposed in the Southern and Northern Espinhaço ranges, and the Andrelândia, Araí, Paranoá, and Serra Mesa Groups and Carandaí and Tiradentes Formations, distinguish five detrital zircons distribution patterns, controlled by the depositional age and paleogeography. The information are important for future studies of paleogeography and kinematics of Proterozoic supercontinents.