O magmatismo de Arco Continental Pré-Colisional (790 Ma) e a reconstituição espaço-temporal do regime transpressivo (650 Ma) no Complexo Várzea do Capivarita, Sul da Província Mantiqueira

Abstract

Este estudo foca no Complexo Várzea do Capivarita (CVC), localizado no sul da Província da Mantiqueira (PM), Brasil. A fim de investigar a evolução geológica do CVC, uma abordagem multi-disciplinar foi utilizada, incluindo geologia de campo, geologia estrutural, petrografia, geoquímica de elementos maiores e traços, isótopos de Sr-Nd e geocronologia U-Pb em zircão (LA-MC-ICP-MS e SHRIMP). O complexo compreende uma variedade de orto- e paragnaisses de composição e idade diversa. Volumes subordinados de sienitos sintectônicos também perfazem o CVC. A deformação é particionada em zonas de cisalhamento do tipo thrust (D1) e transcorrentes (D2), o que sugere tectônica transpressiva. O arcabouço estrutural descrito é possivelmente relacionado a um evento colisional oblíquo. Os estudos petrológicos e geocronológicos enfatizaram os ortognaisses do CVC a fim de avaliar as fontes magmáticas e paleo-ambientes envolvidos. Idades de cristalização obtidas nos domínios de zircão com zonação tipicamente ígnea variaram entre 780 e 790 Ma. Por sua vez, idades entre 640 - 650 Ma foram obtidas em sobrecrescimentos de zircão, sendo interpretadas como o registro da idade do metamorfismo de alto grau e fusão parcial associada. Os dados geocronológicos apresentados também indicaram que ambos os regimes cinemáticos foram contemporâneos, oferecendo, dessa forma, evidencia adicional para a hipótese de colisão oblíqua. Os ortognaisses do Complexo têm composição tonalítica a granítica e são rochas calcioalcalinas meta- a peraluminosas, com razões elevadas de 87Sr/86Sr (i) variando de 0.71628 a 0.72509 e valores εNd (790) entre -7.19 a -10.06. Sua composição e padrões de elementos traços sugerem que representem um magmatismo de arco maduro continental. O magmatismo registrado no CVC é compatível com outras sequências de arco de ca. 800 Ma, incluindo parte das metavulcânicas ácidas do Complexo Metamórfico Porongos (CMP) e os ortognaisses do Cerro Bori, Uruguai. Todas essas associações têm assinatura típica de orógenos acrescionários, contendo idade TDM Meso a Paleoproterozóica, além de forte evidência da participação de proscessos de assimilação crustal/ contaminação. Desta forma, o conjunto de dados apresentados permite interpretar essas associações como parte do mesmo magmatismo, ou pelo menos como fragmentos de arcos magmáticos similares. As assinaturas Sr-Nd e geoquímica sugere que ao menos parte das metavulcânicas do CMP represente os protólitos dos ortognaisses de alto grau inclusos no CVC. Adicionalmente, as evidencias isotópicas também apontam similaridade entre as rochas sedimentares de ambas as unidades, sugerindo que o CVC e o PMC são, ao menos em parte, expressões do mesmo contexto, onde a atividade magmática e sedimentar ocorreu em um mesmo ambiente de arco continental. A corroboração desta premissa é o objetivo principal de estudos de proveniência em andamento, cujos resultados prévios apontam para o caráter vulcano-sedimentar dos metapelitos do CVC e sua relação co-genética com os ortognaisses do CVC. Os dados isotópico Sr-Nd sugerem que os protólitos dos ortognaisses foram gerados por processos de assimilação crustal associados à cristalização fracionada. O modelamento binário (binary mixing model) realizado indica que o magmatismo estudado teria se originado de fontes mantélicas do tipo EM II. Uma seqüência paleoproterozóica de rochas TTG pertencente ao Complexo Arroio dos Ratos (CAR) é possivelmente o principal contaminante crustal assimilado. Em conjunto com as idades de herança descritas no CVC em ca. 2.0 Ga é sugerido que a fusão crustal que gerou o magmatismo do CVC em ca. 790-780 Ma foi predominantemente similar ao CAR.

This study focuses in the Várzea do Capivarita Complex (VCC), exposed in the southern part of the Neoproterozoic Mantiqueira Province (PM), Brazil. To investigate the evolutionary processes that lead the VCC construction, a multidisciplinary approach is taken, which includes field and structural geology, petrography, major and trace-element geochemistry, Sr-Nd isotope and U-Pb zircon geochronology by LA-MC-ICP-MS and SHRIMP. The complex comprises a compositional and age variety of ortho- and paragneisses tectonically interleaved during a high grade event. Subordinate volumes of syntectonic syenites are also part of CVC. The VCC deformation is partitioned into thrusting (D1) and transcurrent (D2) shear zones, suggestive of transpressive tectonics. This structural framework is possibly related to an oblique collision event. Petrological and goechronological studies emphasize the VCC orthogneisses in order to evaluate magmatic sources and related paleo-environments. Igneous crystallization ages obtained in the typical magmatic domains presenting oscillatory zoning in zircons vary between 780 and 790 Ma. Zircon overgrowths have ages mostly in the 650 – 640 Ma range and are interpreted to record the timing of high-grade metamorphism and associated partial melting. Geochronological data presented also indicates that boths kinematic regimes are contemporaneous, offering, therefore, further evidence for the oblique collisional event hypothesis. The VCC ortogneisses comprise tonalitic to granitic compositions and are metaluminous to peraluminous, calc-alkaline rocks, with high 87Sr/86Sr (i) ratios from 0.71628 to 0.72509 and εNd (790) values from -7.19 to -10.06. Their geochemical composition and trace-element patterns are compatible with a continental mature arc. VCC magmatism is correlated with other ca. 800 Ma arc sequences from southern PM, including part of the Porongos Metamorphic Complex (PMC) metavolcanic rocks and the orthogneisses from Cerro Bori, Uruguay. All these associations show signatures typical of accretionary orogens, TDM and Meso to Paleoproteroic inheritance ages, and present strong evidences of crustal assimilation/contamination. Thus, these sequences may be interpreted as part of the same magmatism, or at least as fragments of similar magmatic arcs. Geochemical and Sr-Nd signatures suggest that at least part of the PMC metavolcanic rocks may represent the protoliths of the VCC high grade orthogneisses. This, together with the isotope evidence of similarity between the sedimentary fractions of both unities, suggest that the VCC and PMC are, at least in part, expressions of the same context, wherein the magmatic and sedimentary activity occurred in a single continental arc environment. The corroboration of this premise is the main goal of provenience studies in prep, which previous results points to the volcano-sedimentary character of part of the VCC metapelites and its co-genetic relation with the VCC orthogneisses. Sr-Nd isotope data suggest that the orthogneiss protoliths were generated by crustal assimilation processes associated with fractional crystallization. Binary mixing models indicate that the VCC magmatism originates from evolved EM II mantle sources. A Paleoproterozoic TTG association (ca. 2.0 Ga) from the Arroio dos Ratos Complex (ARC) seems to be the main crustal contaminant assimilated. Together with the small inheritance contribution at ca. 2.0, this suggests that the melted crust at ca. 790-800 Ma was predominantly like ARC.