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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.2016.tde-28092016-143315
Documento
Autor
Nome completo
Brenda Chung da Rocha
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2016
Orientador
Banca examinadora
Moraes, Renato de (Presidente)
Janasi, Valdecir de Assis
Martins, Lucelene
Soares, Antonio Carlos Pedrosa
Valeriano, Claudio de Morisson
Título em português
Idade, duração e condições P-T do metamorfismo de temperatura ultra-alta, anatexia e cristalização de fundido na nappe Socorro-Guaxupé
Palavras-chave em português
Cristalização de fundido
Fusão parcial
Monazita
Orógeno Brasília
Zircão
Resumo em português
A Nappe Socorro-Guaxupé (NSG) representa um arco magmático neoproterozóico intensamente erodido, desenvolvido na margem ativa da Placa Paranapanema. A NSG está localizada no Orógeno Brasília Sul, que registra a colisão Ediacarana entre a Placa Paranapanema e o paleocontinente São Francisco, relacionado com a aglutinação do Gondwana Ocidental. A NSG expõe uma seção espessa (ca. 10 km) de crosta inferior, composta dominantemente por granulitos e migmatitos, e por intrusões de charnockito-granito de alto-K cálcio-alcalinos que registram um expressivo magmatismo sin-colisional. A evolução temporal dos eventos de fusão parcial, metamorfismo de temperatura ultra-alta e cristalização de fundido da NSG é acessada através de um estudo integrado envolvendo técnicas de datação in-situ de zircão e monazita, análise textural detalhada, geotermobarometria, geoquímica de elementos-traço em fases acessórias e fases metamórficas principais, geoquímica de rocha-total e isótopos de Sr-Nd em dois afloramentos-chave na região de Alfenas (MG): Pedreira Alfenas (Unidade Metatexítica) e Pedreira Santa Terezinha (Unidade Granulítica). Cinco episódios distintos de geração de monazita foram reconhecidos em migmatitos com granada ± ortopiroxênio na Unidade Metatexítica. A monazita registra idades progressivas de ca. 631±4 Ma anteriores ao evento de fusão parcial, definindo assim um limite máximo de idade para o metamorfismo de fácies granulito na NSG. Monazita relacionada com apatita registra os estágios iniciais de descompressão a ca. 628±4 Ma. O crescimento abundante de zircão e monazita registra um evento de cristalização de fundido prolongado entre ca. 630-600 Ma, com crescimento episódico em ca. 625 Ma, ca. 615 Ma e ca. 608 Ma a 790-680 °C, baseado em termometria de Ti-em-zircão. O desenvolvimento de bordas de monazita ricas em Y e ETRP em ca. 600 Ma marcam os estágios finais de cristalização de fundido, concomitante com o consumo parcial de granada e crescimento extenso de biotita ao longo da trajetória retrometamórfica. Recristalização tardia promovida pela infiltração de fluidos é registrada em bordas de monazita ricas em Th em ca. 590 Ma. Idades de cristalização ígneas dos protólitos dos granulitos félsicos e granada granulitos se situam entre ca. 730-640 Ma, e são equivalentes ao intervalo de idades obtidos em xenocristais de zircão herdados dos leucossomas das Unidades Metatexítica e Granulítica, e são interpretadas como sendo o período de magmatismo de arco pré-colisional, com duração de pelo menos 90 m.y. As idades concordia de ca. 655-650 Ma obtidas nos granulitos félsicos e granada granulitos (Unidade Granulítica) refletem o principal período de magmatismo de arco pré-colisional. As condições de pico metamórfico foram determinadas a ca. 1030 °C a 11,7 kbar em megacristais de granada e ortopiroxênio dentro de leucossoma da Unidade Metatexítica e a ca. 900 °C at 12 kbar em granada granulito da Unidade Granulítica, o que caracteriza o metamorfismo de temperatura ultra-alta sin-colisional na NSG, aqui estabelecido em ca. 630-625 Ma. Magma basáltico pode ter atuado como importante fonte de calor adicional durante o metamorfismo de temperatura ultra-alta, dada a ocorrência de rochas máficas intrusivas sin-metamórficas nas proximidades dos leucossomas charnockítico (com ortopiroxênio) e com hornblenda na Unidade Granulítica. Padrões de ETR contrastantes nestes leucossomas fornecem evidência para a presença de fundidos fracionados (maior abundância de ETR e anomalia negativa de Eu) e cumulatos (menor abundância de ETR e anomalia positiva de Eu). As rochas estudadas apresentam evidência isotópica de participação de fontes mantélicas enriquecidas em sua origem, pois retrabalhamento crustal envolvendo crostas arqueanas ou paleoproterozóicas mais antigas não foram reconhecidas até o presente momento.
Título em inglês
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Palavras-chave em inglês
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Resumo em inglês
The Socorro-Guaxupé Nappe (SGN) consists of a deeply eroded Neoproterozoic magmatic arc, developed at the active margin of Paranapanema Plate. The SGN is located within the southern Brasília Orogen, that records the Ediacaran collision between the Paranapanema Plate and the São Francisco paleocontinent, related to the assembly of western Gondwana. The SGN exposes a thick section (ca. 10 km) of the lower crust, mainly composed of granulites and migmatites, and by widespread high-K calc-alkaline charnockite-granite intrusions that record the syn-collisional magmatism. The timing of partial melting, ultra-high temperature (UHT) metamorphism and melt crystallization in the SGN is constrained by an integrated study involving zircon and monazite in-situ dating techniques, detailed textural analysis, geothermobarometry, trace element geochemistry in accessory phases and main metamorphic minerals, whole-rock geochemistry and Sr-Nd isotopes in two key outcrops in the Alfenas region (MG): Alfenas Quarry (Metatexite Unit) and Santa Terezinha Quarry (Granulite Unit). Five monazite growth episodes are recognized in (orthopyroxene)-garnet-bearing migmatites within the Metatexite Unit. Monazite preserves prograde growth ages of ca. 631±4 Ma prior to the partial melting event, providing an upper age limit for the granulite-facies metamorphism in the SGN. Apatite-related monazite records the initial stages of decompression at ca. 628±4 Ma. Abundant zircon and monazite growth records a protracted melt crystallization event between ca. 630-600 Ma, with episodic growth in ca. 625 Ma, ca. 615 Ma e ca. 608 Ma at 790-680 °C, based on Ti-in-zircon thermometry. The development of Y+HREE-rich monazite rims documents the final stages of melt crystallization, concomitant to retrograde garnet breakdown and extensive biotite growth along the retrograde metamorphic path. Late recrystallization promoted by fluid infiltration is recorded by Th-rich monazite rims at ca. 590 Ma. Igneous crystallization ages from protoliths of the felsic and garnet granulites range from ca. 730-640 Ma, similarly to the age range of inherited xenocrystic zircon cores from leucosomes in both Metatexite and Granulite Units, and are interpreted to constrain the pre-collisional arc magmatism lasting for at least 90 m.y. The concordia ages of ca. 655-650 Ma obtained from the felsic and garnet granulites (Granulite Unit) reflect the main period of pre-collisional arc magmatism. Peak metamorphic conditions were attained at a ca. 1030 °C a 11.7 kbar, recorded by (orthopyroxene)-garnet-bearing leucosome within the Metatexite Unit, and at ca. 900 °C, 12 kbar recorded by garnet granulites within the Granulite Unit, which characterizes the syn-collisional UHT metamorphism in the SGN, here established in ca. 630-625 Ma. Basaltic magma underplating could be a potential heat source for UHT metamorphism, given the occurrence of syn-metamorphic mafic rocks in close spatial relation to in-situ hornblende- and orthopyroxene-bearing leucosomes within the Granulite Unit. Contrasting REE patterns in these leucosomes provide evidence for the presence of both fractionated melt (higher REE abundance and negative Eu anomaly) and cumulates (lower REE abundance and positive Eu anomaly). Studied samples from the Granulite Unit show isotopic evidence for enriched-mantle sources in their origin, as crustal recycling involving either Archean or Paleoproterozoic older crust have not been recognized yet.
 
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Data de Publicação
2016-09-30
 
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