Evolução petrogenética e geotectônica do Ofiolito Arroio Grande, SE do Cinturão Dom Feliciano (Brasil)

Abstract

O Ofiolito Arroio Grande, localizado no sudeste do Cinturão Dom Feliciano, próximo à fronteira Brasil/Uruguai, entre Arroio Grande e Jaguarão (RS), é uma associação metaultramáfica-máfica-sedimentar que representa fragmentos de uma mélange ofiolítica, relacionada à amalgamação do paleocontinente Gondwana Ocidental durante os estágios finais do ciclo orogênico Brasiliano-Panafricano. As rochas do Ofiolito Arroio Grande se encontram circundadas por rochas metassiliciclásticas do Complexo Arroio Grande, do qual o ofiolito faz parte, e também como xenólitos em meio a granitoides da Suíte Pinheiro Machado e do Granito Três Figueiras (os quais integram o Batólito Pelotas-Aiguá). A unidade metaultramáfica do ofiolito compreende serpentinitos e xistos magnesianos cromíferos. Sua unidade metamáfica é constituída por anfibolitos, metagabros e metadioritos. A unidade metassedimentar compreende mármores calcíticos, intrudidos por enxame de diques máficos. O Ofiolito Arroio Grande está posicionado ao longo da Zona de Cisalhamento Ayrosa Galvão-Arroio Grande (transcorrente, dúctil, alto ângulo), responsável pela milonitização da maioria das rochas dessa associação. As investigações desenvolvidas no ofiolito tiveram o objetivo de identificar as fontes magmáticas dos protólitos e os processos que ocorreram desde sua geração no manto/crosta oceânica até sua incorporação no continente, além de obter idades (absolutas e relativas) referentes a esses processos. Para os metaultramafitos, a geoquímica de rocha total (e.g. Ni >1000 ppm; Cr > 1500 ppm), em conjunto com a química mineral de cromitas (e.g. Cr# 0,6-0,8; TiO2 0,01-0,20 %peso; Fe2+/Fe3+ ± 0,9), sugeriu protólitos harzburgíticos mantélicos, cuja fonte é um manto depletado sob uma região de espalhamento oceânico de retroarco, que experimentou altas taxas de fusão parcial. Esses harzburgitos foram posteriormente serpentinizados em ambiente oceânico, sugerido pelas razões 87Sr/86Sr630 de um serpentinito (ca. 0,707). Para os metamafitos, a geoquímica de rocha total e isotópica sugeriram protólitos toleíticos oceânicos, gerados em um contexto de suprassubducção em ambiente de retroarco (e.g. Cr 260-600 ppm; Nb/Y 0,1-0,5; Ti/Y ± 500; La/Nb 2-5; Th/Yb 0,1-5 e Nb/Yb 1-5; padrões de REE; razões 87Sr/86Sr630 variando de MORB – 0,703 – a IAT – 0,705-0,707), cuja fonte magmática foi enriquecida por material crustal e fluidos relacionados à subducção. A idade mínima para a obducção e metamorfismo das unidades ofiolíticas foi estimada em 640 Ma, a partir da datação (U-Pb SHRIMP) de um quartzo sienito. Esse último é o resultado de fusões relacionadas a intrusões diorítico-tonalíticas, atribuídas ao magmatismo de arco continental da Suíte Pinheiro Machado. Essas intrusões afetaram os mármores e os anfibolitos (fragmentos dos enxames de diques máficos), de maneira que, em pelo menos 640 Ma, rochas da mélange ofiolítica (já metamorfizadas) estavam alojadas em ambiente continental. Um evento metassomático posterior (relacionado à intrusão do Granito Três Figueiras, sincinemática à zona de cisalhamento acima referida) afetou os serpentinitos, gerando zonas de talcificação, tremolitização e cloritização, essa última representando um blackwall que também envolveu unidades metassiliciclásticas do Complexo Arroio Grande. O Ofiolito Arroio Grande foi inserido no contexto geotectônico da bacia de retroarco Marmora, cujos fragmentos são encontrados na Namíbia (Terreno Marmora) e no Uruguai (Complexo Paso del Dragón e Bacia Rocha – Terreno Punta del Este).

The Arroio Grande Ophiolite, located in the southeastern region of the Dom Feliciano Belt, near the Brazil/Uruguay border, is a metaultramafic-mafic-sedimentary association which represents slices of an ophiolitic mélange, related to the Western Gondwana amalgamation during the late stages of the Brasiliano-Panafrican orogenic cycle. The Arroio Grande Ophiolite rocks are enveloped by metasiliciclastic units of the Arroio Grande Complex and occur as xenolyths within granitoids of the Pinheiro Machado Suite and within the Três Figueiras Granite (units of the Pelotas-Aiguá Batholith). The metaultramafites of the ophiolite comprise serpentinites and Cr-rich magnesian schists. The metamafites comprise amphibolites, metagabbros and metadiorites. The metasedimentary unit comprises calcitic marbles, which are intruded by mafic dykes. The ophiolite is found along the Ayrosa Galvão- Arroio Grande Shear Zone (transcurrent, ductile, high angle), responsible for the mylonitization of this association. The investigations developed in this ophiolite had the objective of identify the magmatic sources of the protoliths and the processes that occurred since their generation within the mantle/oceanic crust until their incorporation into the continental crust, including their absolute and relative ages. The bulk-rock chemistry of the metaultramafites (e.g. Ni >1000 ppm; Cr > 1500 ppm), together with the mineral chemistry of the chromites (e.g. Cr# 0.6-0.8; TiO2 0.01-0.20 wt%; Fe2+/Fe3+ ± 0.9), suggested harzburgitic protoliths, attributed to a depleted mantle source under a back-arc spreading region, which experienced high degrees of partial melting. These harzburgites were serpentinized in an oceanic setting, as suggested by the 87Sr/86Sr630 ratio of a serpentinite (ca. 0.707). The bulkrock chemistry of the metamafites suggested oceanic tholeiitic protoliths, generated in a supra-subduction setting in a back-arc environment (e.g. Cr 260-600 ppm; Nb/Y 0.1-0.5; Ti/Y ± 500; La/Nb 2-5; Th/Yb 0.1-5 and Nb/Yb 1-5; REE patterns; 87Sr/86Sr630 ratios ranging from MORB – 0.703 – to IAT – 0.705-0.707), whose magmatic source was contaminated by crustal material and subduction-related fluids. The minimum age for the obduction and metamorphism of the Arroio Grande Ophiolite rocks was estimated around 640 Ma from the U-Pb age of a quartz-syenite. The latter is the result of melting, related to dioritic-tonalitc intrusions, attributed to the continental magmatism of the Pinheiro Machado Suite. These intrusions affected both the marbles and the amphibolites (fragments of the mafic dykes), in order that, at least around 640 Ma, rocks of the ophiolitic mélange (already metamorphosed) were emplaced on the continent. A late metasomatic event (related to the emplacement of the Três Figueiras Granite, syn-kinematic to the abovementioned shear zone) affected the serpentinites, generating zones of talcification, tremolitization and chloritization, the latter representing a blackwall which also involved metasiliciclastic rocks of the Arroio Grande Complex. The Arroio Grande Ophiolite was inserted in the geotectonic context of the Marmora back-arc basin, whose fragments are found in Namibia (Marmora Terrane) and Uruguay (Paso del Dragón Complex and Rocha Basin – Punta del Este Terrane).