Integração de dados termocronológicos traços de fissão em apatita e implicações ao entendimento da evolução termotectônica do Escudo Sul-Rio-Grandense

Abstract

A principal motivação desta monografia foi trazer uma nova contribuição para o entendimento da evolução termotectônica do Escudo Sul-Rio-Grandense (ESRG) e avaliar a influência exercida pelas antigas estruturas orogênicas em especial as zonas de cisalhamento transcorrente no soerguimento do embasamento e formação de bacias sedimentares no Fanerozoico, foi um dos motivos que fomentou a elaboração desta monografia. Pelas evidências relatadas na bibliografia, as movimentações de blocos e falhas no ESRG durante o Fanerozoico ocorreram em condições de baixa temperatura (campo de deformação rúptil). Também é do conhecimento comum de que a termocronologia por Traços de Fissão é uma ferramenta adequada para estudos de eventos ocorridos na crosta superficial à baixa temperatura e aplicada em estudos de soerguimento, denudação, erosão e proveniência. Assim, o presente estudo tem como objetivo principal entender o desenvolvimento dos episódios de deformação e soerguimento que controlaram a evolução do ESRG por meio da elaboração de um mapa de relevo, visando efetuar a análise e a integração de dados geológicos, estruturais, geomorfológicos e termocronológicos por traços de fissão em apatita (TFA) do Escudo Sul- Rio-Grandense. A estratégia metodológica consistiu em fazer levantamentos de dados bibliográficos de termocronologia TFA, com vistas a inferir a evolução geológica e tectônica, com particular atenção à geologia estrutural, visando traçar os principais lineamentos, estruturas e fraturas e suas correlações no ESRG. Foram produzidos mapas digitais de relevo com as informações de idades TFA e dos lineamentos regionais. A partir dessa integração foram confeccionados perfis de elevação seccionando os domínios estruturais do ESRG e ao longo do Terreno Pelotas. Os resultados mostram que as idades aparentes TFA expressam a movimentação de blocos devido a reativações de falhas ocorridas ao longo da história evolutiva do ESRG. As idades TFA no Terreno Pelotas tendem a ser mais jovens a nordeste do ESRG e mais antigas a sul-sudeste. Provavelmente as idades TFA a nordeste registraram reativações da Zona de Falhas Transcorrentes Dorsal Canguçu (ZFTDC) que intersecta outras falhas perpendiculares locais e onde as idades situam-se entre 67-97 Ma. A sul-sudeste, a maioria das idades se estabelece entre 100-285 Ma. No Terreno Tijucas foi observada uma aceleração no regime de exumação das amostras há 140 Ma, passando de uma taxa aparente de denudação de 0,41 m/Ma para 1,89 m/Ma. Em geral, as idades aparentes TFA mostram eventos de exumação e soterramento locais relacionados a processos extensionais e compressionais. Portanto cada área separada por falhas possui uma história termo-tectônica particular, com taxas de denudação/soterramento próprias. Sendo assim não foi possível generalizar uma só história termotectônica para o ESRG como um todo.

One reason that stimulated this monography's elaboration was to bring forth a new contribution to understanding the thermotectonic evolution of the Sul-Rio-Grandense Shield (ESRG). The focus is to evaluate the influence of ancient orogenic structures - especially the transcurrent shear zones - in the Phanerozoic basement uplift and sedimentary basins formation. The evidence reported in the bibliography shows that block movements and faults in the ESRG during the Phanerozoic occurred under low-temperature conditions (brittle deformation field). It is also common knowledge that Fission Tracks Thermochronology is a suitable tool for studying events that happened on the crust surface at low temperature and applied in uplift, denudation, erosion and provenance studies. When the thermochronometer is the apatite mineral, the closure temperature is 120°C. Thus, the present study aims to understand the development of the episodes of deformation and uplift which controlled the evolution of ESRG. The elaboration of a relief map seeks to analyze and integrate geological, structural, geomorphological and thermochronological data by apatite fission-track (AFT) of the Sul-Rio- Grandense Shield. The methodological strategy consisted of surveying bibliographic data in AFT thermochronology on geological and tectonic evolution, with particular attention to structural geology, to trace the main lineaments, structures and fractures and their correlations in the ESRG. Digital relief maps were produced with information on AFT ages and regional lineaments. From this integration, elevation profiles were made by sectioning the structural domains of the ESRG and along the Pelotas Terrain. The results show that the apparent ages of AFT express the movement of blocks due to fault reactivations that occurred throughout the evolutionary history of the ESRG. AFT ages in the Pelotas terrain tend to be younger in the northeast of the ESRG and older in the south-southeast. The AFT ages to the northeast probably have recorded reactivations of the Dorsal Canguçu Transcurrent Fault Zone (DCTFZ) that intersects other local perpendicular faults and where the ages are between 67-97 Ma. In the south-southeast, most ages settle between 130-285 Ma. In the Tijucas Terrain, an acceleration was observed in the exhumation regime of the samples at 140 Ma, changing from an apparent denudation rate of 0.41 m/Ma to 1.89 m/Ma. Apparent AFT ages show local exhumation and burial events due to extensional and compressional processes. Each area separated by faults has a particular thermo-tectonic history, with its denudation/burial rates. It is not possible to generalize a single thermo-tectonic history to the ESRG as a whole.