Evoluçao do complexo porongos na Região do Capané com base em mapeamento geológico, petrografia, geoquímica e datação u-pb de zircão detrítico no USP-SHRIMP-IIe

Abstract

O Complexo Porongos é uma unidade estratigráfica de grande significado para o entendimento da evolução do Escudo Sul-Riograndense. A complexa história geológica do cinturão de dobramentos requer a integração de diversas técnicas para definição de um modelo tectônico evolutivo correto. Nesse trabalho, são reportados dados de mapeamento, petrografia, geoquímica de rocha total e proveniência U-Pb SHRIMP de zircões do Complexo Porongos na região do Capané. No trabalho de mapeamento geológico foi observado que a sucessão de rochas na região do Capané é composta principalmente por rochas metassedimentares como filitos, xistos e quartzitos, com ocorrência subordinada de clorita xistos, mármores, granitos e serpentinitos. Petrograficamente, as amostras consistem em filito, mica xisto, clorita xisto e quartzo milonito. Os filitos possuem clivagem ardosiana e textura lepidoblástica pouco desenvolvida indicando grau metamórfico muito baixo para as rochas do flanco oeste da Antiforme Capané. A análise geoquímica de 42 amostras indicou três grupos distintos com base nos elementos maiores, os clorita xistos (SiO2<50% em peso) (n=4), os filitos (SiO2 57-75%) (n=32) e os quartzitos (SiO2>79%) (n=6). Os clorita xistos são enriquecidos em TiO2, Fe2O3 e MgO e elementos de transição em relação à crosta continental superior (CCS) e empobrecidos em LILE e HFSE, o que indica áreas fontes máficas para este grupo. O padrão de ETR’s dos clorita xistos no diagrama normalizado pelos condritos é caracterizado pelo enriquecimento ETR’s leves em relação aos ETR’s pesados, (La/Yb)N entre 6,17 e 8,91, e Eu/Eu* entre 0,85 e 1,00. Os teores dos elementos maiores, LILE, HFSE e elementos de transição dos filitos são compatíveis com os valores da CCS, o que indica que este grupo possui áreas fontes supracrustais. O padrão de ETR’s no diagrama normalizado pelos condritos mostra o enriquecimento em ETR’s leves em relação aos ETR’s pesados, (La/Yb)N entre 6,44 e 20,13, e Eu/Eu* entre 0,35 e 0,77. Os quartzitos apresentam enriquecimento em SiO2 e empobrecimento nos demais elementos maiores, LILE, HFSE e elementos de transição em relação a CCS. Não há um padrão de ETR’s bem definido, pois este varia com a abundância de minerais pesados. Os diagramas de discriminação de ambiente tectônico (Th-La-Sc e Sc-Th-Zr/10) indicam o ambiente transicional para os filitos e ambiente de arco de ilhas para os clorita xistos. Duas amostras representativas uma do grupo dos filitos e uma do grupo dos clorita xistos foram datadas por U-Pb SHRIMP IIe totalizando 70 grãos de zircão analisados. Foram obtidas idades paleoproterozóicas (26%) e mesoproterozóicas (18%), que já haviam sido reportadas em estudos prévios, e idades neoproterozóicas (56%). A predominância de idades neoproterozóicas (entre 801-553 Ma) indica que as rochas do Batólito Pelotas foram importantes áreas fontes de sedimentos. Com base nos dados geocronológicos e geoquímicos obtidos, este trabalho propõe ambiente deposicional de foreland (antepaís) para a paleobacia Porongos. A idade concórdia para a população de zircões mais jovem das duas amostras é 578,7 ± 3,6 Ma e é interpretada como a idade máxima de deposição do Complexo Porongos na região do Capané.

The Porongos Complex is a stratigraphic unit of major significance for the understanding of the evolution of the Sul-Riograndense shield. The fold and thrust belt has a complex geological history which requires integration of multiple analytical techniques to define a model of tectonic evolution. We presently report field data, petrography, whole rock geochemistry and U-Pb provenance data of the Porongos Complex in the Capané region. Geological mapping allowed the identification of a rock succession mainly composed of metassedimentary rocks such as phyllite, schist and quartzite, with the subordinate occurrence of chlorite schist, marble, granite and serpentinite. Petrographic analyses characterized the rock samples as phyllites, mica schists, chlorite schists and quartz milonites. In the western Capané region, the phyllites display slaty cleavage and poorly developed lepidoblastic texture that indicates very low metamorphic grade for the rocks. The whole rock geochemistry of 42 samples indicates three different groups based on major element contents (wt. %). These are the chlorite schist group (n=4) and SiO2 < 50%, the phyllite group (n=32) and SiO2 between 57 and 75% and the quartzite group (n=6) with SiO2>79%. The chlorite schist group displays enrichment in TiO2, Fe2O3 e MgO (wt.%) and transition elements compared to upper continental crust (UCC) and depletion in LILE and HFSE, which indicates a significant contribution from mafic sources. The REE pattern normalized to chondrite diagram yields enrichment of LREE compared to HREE. The LaN/YbN ratio varies between 6.17 and 8.91, and Eu/Eu* between 0.85 and 1.00. The phyllite group yields major element, LILE, HFSE and transition element contents compatible with the UCC values, which indicates mostly contribution from upper crustal source rocks. The REE patterns normalized to chondrite diagram shows enrichment of LREE compared to HREE. The LaN/YbN ratio varies between 6.44 and 20.13 and Eu/Eu* between 0.35 and 0.77. The quartzite group displays enrichment in SiO2 (wt.%) and depletion in the other major elements, LILE, HFSE and transition elements compared to the UCC. The tectonic discriminant diagrams (Th-La-Sc and Sc-Th-Zr/10) indicates continental island arc environment for the phyllites and oceanic island arc for the chlorite schists. U-Pb detrital zircon of one phyllite and one chlorite schist sample was dated by USP SHRIMP-IIe. The provenance data of 70 detrital zircons yielded Paleoproterozoic ages (26%), Mesoproterozoic ages (18%) and Neoproterozoic ages (56%). Similar Paleoproterozoic and Mesoproterozoic ages were reported in previous studies. However, the significant content of Neoproterozoic ages indicated that the Pelotas Batholith was an important source for the sediments. The data set, integrated with field relatiohships, indicates that the Porongos basin was deposited in a foreland tectonic setting. The concordia age of the younger zircons at 578.7 ± 3.6 Ma defines the maximum depositional age of the basin, much younger than previously interpreted (780 Ma).