Evolução geológica (800–560 Ma) do setor central do Cinturão Dom Feliciano com base no estudo petrológico, geocronológico e de proveniência dos complexos Porongos, Várzea do Capivatira e Passo Feio, RS

Abstract

A estratigrafia original de bacias pré-colisionais é em geral bastante modificada durante as colisões devido aos diversos processos orogênicos, incluindo a intensa deformação. O Cinturão Dom Feliciano, localizado no sul do Brasil e Uruguai, é parte de um extenso sistema orogênico neoproterozoico e teve sua estruturação principal desenvolvida por deformação prolongada do final do Criogeniano ao Ediacarano. Portanto, a reconstrução de sua evolução geológica e de suas bacias sedimentares originais é bastante dificultada. Esta tese busca avaliar a história pré-colisional e colisional do setor central do Cinturão Dom Feliciano com base no estudo da relação espacial e temporal dos complexos Porongos, Várzea do Capivarita e Passo Feio. A história pré-colisional do cinturão foi investigada através do estudo geocronológico e de isótopos de oxigênio em cristais de zircão de rochas metavulcânicas intercaladas com as sequências metassedimentares dos complexos Várzea do Capivarita e Porongos. Os resultados trouxeram robustas evidências de uma conexão pré-colisional, em ca. 800–770 Ma, entre as rochas do antepaís e do além-país do Cinturão Dom Feliciano. A história colisional do cinturão foi investigada através do estudo de amostras metassedimentares dos complexos Porongos e Passo Feio por meio de modelamento das condições P–T, determinações geocronológicas de Lu–Hf granada-rocha total e de U–Pb SIMS em monazita. Os novos dados permitem estabelecer dois períodos distintos de espessamento crustal, o primeiro em ca. 660 Ma e o segundo em ca. 565 Ma e, por consequência, trazem evidências de migração para oeste da frente orogênica em um sistema orogênico transpressivo de longa duração. Os ambientes sedimentares originais e suas relações foram também investigados por meio de dados geoquímicos e isotópicos (Sr-Nd) compilados da literatura para amostras metavulcânicas intercaladas com metassedimentos dos três complexos estudados. Estes dados, em conjunto com novos dados geoquímicos, de Sr-Nd e de U-Pb em zircão obtidos para os complexos Passo Feio e Porongos, sugerem pela primeira vez um magmatismo compartilhado entre o Complexo Passo Feio e a sequência Capané do Complexo Porongos em ca. 600–580 Ma. Tais dados também corroboram um magmatismo compartilhado em ca. 810–770 Ma entre o Complexo Várzea do Capivarita e a sequência Cerro da Árvore do Complexo Porongos.

The original stratigraphy of pre-collisional basins is difficult to reconstruct due to the subsequent mountain-building processes, including extensive deformation. The Dom Feliciano Belt, situated in southern Brazil and Uruguay, is part of an extensive Neoproterozoic orogenic system which had its main structure developed by protracted deformation from the Cryogenian to the Ediacaran. Therefore, reconstructing its evolution and the stratigraphy of its original basins is arduous. The present thesis aims at evaluating the pre-collisional to collisional history of the Dom Feliciano Belt central sector, based on the spatial-temporal relationships of the Porongos, Várzea do Capivarita and Passo Feio complexes. The orogen pre-collisional history was investigated through geochronological and oxygen isotope studies in zircon from metavolcanic rocks interbedded with the metasedimentary sequences of the Várzea do Capivarita and Porongos complexes. The results provide strong evidence of a pre- collisional relationship, at ca. 800–770 Ma, between the Dom Feliciano Belt foreland and hinterland rocks. The collisional history of the belt was investigated through P–T petrogenetic modelling, Lu-Hf garnet-whole-rock and U–Pb SIMS monazite dating performed in metasedimentary samples from the Porongos and Passo Feio complexes. The obtained data establish two distinct periods of crustal thickening, the first at ca. 660 Ma and the second at ca. 565 Ma. Evidence points to an orogenic front migration towards the west in a long-lived transpressive orogenic system. The original sedimentary environments and the relationship of the three studied complexes were also investigated through geochemical and isotopic (Sr-Nd) data compiled from the literature for metavolcanic samples interbedded with their metasediments. The literature dataset combined with new geochemical, Sr-Nd and U-Pb data obtained for the Passo Feio and Porongos complexes leads to the novel conclusion of a shared tectonic evolution between the Passo Feio Complex and the Porongos Complex (Capané sequence) at ca. 600-580 Ma. Such data also corroborate the presence of a shared magmatism at ca. 810–770 Ma between the Várzea do Capivarita Complex and the Porongos Complex (Cerro da Árvore sequence).