Gênese e evolução tectônica do cráton Luis Alves, Sul do Brasil

Abstract

O Cráton Luis Alves (CLA) é um terreno granulítico de médio-grande porte Neoarqueano-Paleoproterozoico que funcionou como uma das massas de terra que deram estrutura para o desenvolvimento do Orógeno Brasiliano – Pan Africano no Neoproterozoico durante a amalgamação do supercontinente Gondwana Oeste. O CLA é composto por unidades Paleoproterozoicas e foi intrudido e recoberto parcialmente por unidades Neoproterozoicas do ciclo Brasiliano. O Complexo Granulítico de Santa Catarina (CGSC), de idade Sideriana-Riaciana, é predominante no CLA e divide-se em quatro unidades geológicas, (i) Complexo Ultramáfico Barra Velha composto por metapiroxenitos à plagioclásio, (ii) Sequência Metassedimentar Joinville composta por BIF, quartzito e granulitos pelíticos, (iii) Ortognaisses Luis Alves composto por granulitos máficos e félsicos, e (iv) Suíte Rodeio-Rio da Luz composta por granitos à piroxênio. Com levantamento aerogeofísico de alta resolução, integração de dados geológicos-estruturais e dados litogeoquímicos, foi possível definir unidades e estruturas principais, bem como blocos e setores geológicos distintos e particulares ao CLA. O levantamento aeromagnetométrico revelou uma estrutura regional de forma elipsoidal a sigmoide, com aproximadamente 70 x 50 km, delimitada por lineamentos magnéticos de 1ª ordem que correspondem a zonas de cisalhamento regionais, e com estruturas internas particulares. Essa estrutura é interpretada como um metamorphic core complex (MCC), o que traz implicâncias de interpretação e condicionantes geotectônicas e de geodinâmica. O estudo litogeoquímico nos BIFs, granulitos máficos e félsicos, e nos granitos à piroxênio, demonstrou os ambientes magmáticos, tectônicos e deposicionais que deram origem aos protólitos e as rochas hoje granulíticas. Os granulitos máficos e félsicos demonstraram afinidade com ambiente de arco de ilhas com fusão parcial de rochas da costa oceânica em sua geração. Também demonstraram afinidades no campo e nos resultados litogeoquímicos, apresentando assinaturas e padrões litogeoquímicos que alinham e se complementam. Da mesma forma, os granitos à ortopiroxênio também se complementam e formam trends com os dados dos granulitos félsicos. Os BIFs do CLA são divididos em duas fácies com base em sua mineralogia: fácies óxido e silicato. O quartzo e a magnetita predominam na fácies óxido, enquanto na fácies silicato também contém ferrosilita, granada e olivina. Os dados geoquímicos expuseram que a principal fonte para ambas as fácies, silicato e óxido dos BIFs do 2 CLA, é a água do mar com maior influência de fontes hidrotermais de baixa T, seguida de contribuição menos importante de sedimentação continental. A fácies óxido representaria a sedimentação mais próxima das fontes hidrotermais e com fraca influência da sedimentação clástica continental, enquanto a fácies silicato representaria uma zona contrastante mais próxima do continente com sua influência. Os BIFs do CLA não têm uma associação direta e clara com apenas um dos tipos de depósito. Dependendo das fácies analisadas, podem apresentar mais características do tipo Algoma ou Superior. Essa ambigüidade de informações nos leva a inferir que os BIFs do CLA são representativos de um ambiente de transição do tipo Algoma para o tipo Superior. Após esse cenário de arco de ilhas com uma bacia adjacente, próxima a uma zona divergente e fontes hidrotermais, esses protólitos foram subductados e condicionados ao metamorfismo granulítico, formando um large hot orogen e um platô orogênico. Junto com este metamorfismo granulítico houve a fusão parcial dessas rochas, que acabaram por dar origem aos granitos da Suíte Rodeio-Rio da Luz. Esse cenário de colagem de grandes placas tectônicas com formação de um platô orogênico com metamorfismo granulítico e fusão parcial na sua crosta inferior, foi seguido de um evento extensional. Esse evento possibilitou a ascensão de rochas dúcteis da crosta média-inferior e a formação e exumação de um MCC, que hoje compõe grande parte do CLA, no final do Riaciano. O CLA permaneceu estável até a amalgamação do Supercontinente Gondwana Oeste.

The Luis Alves Craton (LAC) is a medium-large-sized Neoarchean-Paleoproterozoic granulitic terrain that functioned as one of the landmasses that provided structure for the development of the Brasiliano – Pan African Orogen in the Neoproterozoic during the amalgamation of the West Gondwana supercontinent. The LAC is composed of Paleoproterozoic units and was intruded and partially covered by Neoproterozoic units of the Brasiliano cycle. The Santa Catarina Granulitic Complex (SCGC), of Siderian- Rhyacian age, is predominant in the LAC and is divided into four geological units, (i) Barra Velha Ultramafic Complex composed of plagioclase-bearing metapyroxenites, (ii) Joinville Metasedimentary Sequence composed of BIF, quartzite and pelitic granulites, (iii) Ortogneisses Luis Alves composed of mafic and felsic granulites, and (iv) Rodeio-Rio da Luz Suite composed of orthopyroxene-bearing granites. With highresolution aerogeophysical survey, integration of geological-structural data and lithogeochemical data, it was possible to define main units and structures, as well as geological blocks and sectors that are distinct and particular to the LAC. The aeromagnetometric survey revealed a regional structure of ellipsoidal to sigmoid shape, with approximately 70 x 50 km, delimited by 1st order magnetic lineaments that correspond to regional shear zones, and with particular internal structures. This structure is interpreted as a metamorphic core complex (MCC), which brings interpretation implications and geotectonic and geodynamic constraints. The lithogeochemical study in the BIFs, mafic and felsic granulites, and in the orthopyroxene-bearing granites, demonstrated the magmatic, tectonic and depositional environments that gave origin to the protoliths and the granulitic rocks today. The mafic and felsic granulites demonstrated affinity with the island arc environment with partial melting of oceanic coast rocks in their generation. They also demonstrated affinities in the field and in the lithogeochemical results, presenting signatures and lithogeochemical patterns that align and complement each other. Likewise, the orthopyroxene-bearing granites also complement each other and form trends with the felsic granulites data. LAC BIFs are divided into two facies based on their mineralogy: oxide and silicate facies. Quartz and magnetite predominate in the oxide facies, while in the silicate facies it also contains ferrosilite, garnet and olivine. The geochemical data showed that the main source for both facies, silicate and oxide of LAC BIFs, is seawater with greater influence from low-T hydrothermal vents, followed by a less important contribution from continental sedimentation. The oxide facies would represent the sedimentation closest to the hydrothermal vents and with weak influence of the continental clastic sedimentation, while the silicate facies would represent a contrasting zone closer to the continent with its influence. LAC BIFs do not have a direct and clear association with just one of the deposit types. Depending on the analyzed facies, they may present more characteristics of the Algoma or Superiortype. This ambiguity of information leads us to infer that the LAC BIFs are representative of an environment of transition from the Algoma-type to the Superior-type. After this island arc scenario with an adjacent basin, close to a divergent zone and hydrothermal vents, these protoliths were subducted and conditioned to granulitic metamorphism, forming a large hot orogen and an orogenic plateau. Along with this granulitic metamorphism, there was a partial melting of these rocks, which eventually gave rise to the granites of the Rodeio-Rio da Luz Suite. This scenario of collage of large tectonic plates with formation of an orogenic plateau with granulitic metamorphism and partial melting in its lower crust, was followed by an extensional event. This event allowed the rise of ductile rocks from the lower-middle crust and the formation and exhumation of an MCC, which today makes up a large part of the LAC, at the end of the Rhyacian. The LAC remained stable until the amalgamation of the West Gondwana Supercontinent.