Termotectônica fanerozoica da província Mantiqueira e crátons adjacentes e sua relação com a evolução de zonas transicionais na margem continental brasileira

Abstract

A Província Mantiqueira é o sistema orogênico resultado do amalgamento de blocos cratônicos pré-Neoproterozoicos que formaram o supercontinente Gondwana durante eventos colisionais do Neoproterozoico ao Ordoviciano. Os crátons são nomeados Crátons São Francisco, Rio de la Plata e Luís Alves, enquanto os cinturões orogênicos são, de sul para norte, o Cinturão Dom Feliciano, Faixa Ribeira e Faixa Araçuaí. Além desses domínios essencialmente pré-cambrianos, encontram-se bacias sedimentares Paleozoicas a Cenozoicas sobre a Plataforma Sulamericana e as que compõem a margem continental, datadas do Meso ao Cenozoico. Algumas regiões desses cinturões próximos à margem continental comportam-se como regiões transicionais de diversas naturezas, como reológica, topográfica e termocronológica. Este trabalho tem como objetivo compreender a evolução tectonotermal de duas dessas regiões transicionais entre Província Mantiqueira e crátons adjacentes durante o Fanerozoico, utilizando para isso três termocronômetros de baixa temperatura: traços de fissão em apatita (TFA), (U-Th)/He em apatita (AHe) e zircão (ZHe). O uso combinado desses métodos permite obter dados térmicos dos quilômetros superiores da crosta e estimar idades de resfriamento. As idades das amostras deste trabalho para o método de ZHe são datadas do Paleozoico, enquanto as idades de TFA e AHe são Mesozoicas e Cenozoicas. Além disso, a partir das idades e dados térmicos, com a construção de modelos inversos em softwares especializados, foi possível determinar diversos episódios de resfriamento e reaquecimento, determinar taxas de denudação e espessuras de seções denudadas e construir modelos geodinâmicos para cada uma dessas regiões. A região composta pela litosfera do Cráton São Francisco apresentou as idades mais antigas e registrou dados térmicos do Paleozoico, enquanto a Faixa Araçuaí iniciou esse registro apenas no Mesozoico, evidenciando um forte controle reológico entre esses domínios. A erosão das ombreiras do rifte durante o Mesozoico também foi registrado nas Faixas Araçuaí e Ribeira norte e praticamente ausente no Cráton São Francisco. Ainda, observou-se que a presença de intrusões ígneas, diques alimentadores e a reativação de falhas, zonas de cisalhamento e zonas de fraturas de direção NW-SE e E-W auxiliaram na manutenção de temperaturas elevadas, gerando as idades mais jovens obtidas, o que torna a análise das regiões transicionais importantes na compreensão da evolução Fanerozoica da Província Mantiqueira.

The Mantiqueira Province is the orogenic system resulting from the amalgamation of pre-Neoproterozoic cratonic blocks that formed the Gondwana supercontinent during collisional events from the Neoproterozoic to the Ordovician. The cratons are named São Francisco, Rio de la Plata and Luís Alves Cratons, while the orogenic belts are, from south to north, the Dom Feliciano Belt, Ribeira Belt and Araçuaí Belt. In addition to these essentially Precambrian domains, there are Paleozoic to Cenozoic sedimentary basins on the South American Platform and those that make up the continental margin, dating from the Meso to the Cenozoic. Some regions of the belts close to the continental margin behave as transitional regions of different natures, such as rheological, topographic and thermochronological. This work aims to understand the tectonothermal evolution of two of these transitional regions between Mantiqueira Province and adjacent cratons during the Phanerozoic, using three low-temperature thermochronometers: apatite fission track, (U-Th)/He in both apatite and zircon. The combined use of these methods makes it possible to obtain thermal data from the upper kilometers of the crust and estimate cooling ages. The ages of the samples in this work for the ZHe method are dated to the Paleozoic, while the ages of TFA and AHe are Mesozoic and Cenozoic. Furthermore, based on the ages and thermal data, with the construction of inverse models in specialized software, it was possible to determine several episodes of cooling and reheating, determine denudation rates and thicknesses of denuded sections and build geodynamic models for each of these regions. The region composed of the lithosphere of the São Francisco Craton presented the oldest ages and recorded thermal data from the Paleozoic, while the Araçuaí Belt began this record only in the Mesozoic, showing a strong rheological control between these domains. The erosion of rift shoulders during the Mesozoic was also recorded in the northern Araçuaí and Ribeira Belts and practically absent in the São Francisco Craton. Furthermore, it was observed that the presence of igneous intrusions, feeding dikes and the reactivation of faults, shear zones and fracture zones of NW-SE and E-W directions helped to maintain high temperatures, generating the youngest ages obtained, which makes the analysis of transitional regions important in understanding the Phanerozoic evolution of the Mantiqueira Province.