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Tesis de Habilitación
DOI
10.11606/T.44.2013.tde-04062013-164954
Documento
Autor
Nombre completo
Valdecir de Assis Janasi
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 1999
Tribunal
Ulbrich, Horstpeter Herberto Gustavo Jose (Presidente)
Nardi, Lauro Valentim Stoll
Oliveira, Marcos Aurelio Farias de
Teixeira, Wilson
Wernick, Eberhard
Título en portugués
Petrogênese de granitos crustais na Nappe de Empurrão Socorro-Guaxupé (SP-MG): uma contribuição da geoquímica elemental e isotópica
Palabras clave en portugués
Geoquímica
Geoquímica Isotópica
Petrologia Ígnea
Resumen en portugués
A geração de magmas crustais na Nappe de Empurrão Socorro-Guaxupé (NESG) foi investigada a partir de dados petrográficos, geoquímicos e isotópicos (Sm-Nd, Rb-Sr) de diferentes tipos de granitos e de rochas metamórficas que podem constituir seus protolitos. As rochas metassedimentares da NESG foram divididas em três grupos: metagrauvacas "primitivas" (com contribuição importante de arcos magmáticos neoproterozóicos) têm ‘T IND.DM’ (Nd) tão baixos quanto 1,2 Ga; metapelitos com assinatura de margem passiva têm ‘T IND.DM’ (Nd) entre 1,8 e 2,1 Ga; e metagrauvacas "evoluídas" (com contribuição predominante de fonte continental antiga), aflorantes na região de Atibaia, também têm ‘T IND.DM (Nd) entre 1,8 e 2,2 Ga. Os granulitos têm em geral baixo ‘ANTPOT.87 Sr’/’ANTPOT.86 Sr’ (<0,711), mas seus ‘épsilon’Nd variam amplamente (-0,6 até -28,1 à época do metamorfismo principal). A distribuição das rochas metamórficas na metade setentrional da NESG permite o reconhecimento de dois blocos crustais distintos: o Bloco Alfenas-Guaxupé, dominado por granulitos migmatíticos, residuais, de longa vida crustal (‘T IND.DM’ Nd > 1,8 Ga) e o Bloco Machado, a sul, em que evidências de um embasamento antigo não foram encontradas, e as‘T IND.DM’ Nd têm forte concentração em torno de 1,5 Ga. A idade do metamorfismo principal, ao qual se associa o evento anatético regional, foi determinada em 625 ‘+ ou –‘ 5 Ma, intervalo em que se situam as idades U-Pb de todos os granitos crustais aqui estudados. Os granada-biotita granitos tipo Nazaré Paulista foram gerados nos níveis mais rasos do segmento exposto (a ca. 5 kbar) pela fusão a ca. 750º C (por quebra de muscovita) de metagrauvacas imaturas que tiveram fontes de longa vida crustal. As características químicas (e.g., altos teores de Sr, Ba, ETRL, Th) e isotópicas (‘épsilon’ Nd IND.625’ = -13 a -16; ‘ANTPOT.87 Sr’/’ANTPOT.86 Sr’=0,713-0,719) desses granitos indicam fontes com características intermediárias entre as dos granada-biotita gnaisses e dos biotita gnaisses granodioríticos regionais. Os granada-biotita gnaisses não podem ter sido a fonte única desses granitos através de reações de quebra da muscovita em condições de equilíbrio; os maiores teores de Sr e Ba nos granitos demandariam, nesse caso, a introdução de água livre durante a anatexia, ou fusão em desequilíbrio. Em níveis intermediários da crosta (ca. 7 kbar), na região de Pinhal (SP), protolitos quartzo-feldspáticos isotopicamente um pouco menos "evoluídos" (‘épsilon’ Nd IND.625’= -10 a -13; ‘ANTPOT.87 Sr’/’ANTPOT.86 Sr’ = 0,708-0,716) deram origem a dois tipos principais de biotita granitos róseos anatéticos: o Subtipo 1, portador de allanita e titanita, com fontes metaluminosas, e o subtipo 2, portador de monazita, que teve maior contribuição de fontes com Rb/Sr mais alto. Comparados aos granitos Nazaré Paulista, os granitos Pinhal foram gerados a temperaturas mais altas (ca. 850º C para o Subtipo 1), compatíveis com a fusão associada à quebra da biotita. A maior parte da biotita deve ter sido consumida nessas reações; em decorrência, os granitos Pinhal alcançam os mais altos teores de Rb de todos os granitos crustais da região, e seus resíduos granulíticos devem ter altos Ba/Rb e K/Rb. Granitos tipo Pinhal que ocorrem dentro do Bloco Machado têm a assinatura isotópica mais primitiva observada nas rochas metamórficas desse bloco (e.g., (‘épsilon’ Nd IND.625’ = - 5 a -7), e são em geral mais pobres em minerais acessórios (Subtipo 2); tipos portadores de monazita, contudo, estão presentes, e têm os mais baixos ‘épsilon’ Nd IND.625’ do conjunto estudado. Em níveis profundos da crosta, foram gerados magmas mangeríticos pera fusão de granulitos residuais. Duas suites contrastadas foram identifìcadas pela geoquímica elemental e isotópica. A suite Divinolândia (‘épsilon’ Nd IND.625’ = -10 a -12), dominada por mangeritos mais máficos associados a volumes menores de dioritos, ocorre em uma faixa setentrional de corpos tabulares, que invadiram o limite entre os Blocos Alfenas-Guaxupé e Machado, e deve ter sido gerada pela fusão a ca. 975º C de granulitos residuais, intermediários a máficos, de longa vida crustal, do Bloco Alfenas-Guaxupé. A suite São Pedro de Caldas (‘épsilon’ Nd IND.625’ = -3 a -6) inclui desde mangeritos até granitos hololeucocráticos, numa sequência contínua gerada por fracionamento e assimilação de magmas graníticos de composição similar à dos granitos Pinhal do Subtipo 1. Foi gerada a T ‘< ou =’ 950º C e P ‘> ou =’ l0 kbar, pela anatexia de granulitos de menor vida crustal (do Bloco Machado), pobres em Th, ETRL, U e Cs. Baixas proporções de fusão são indicadas pelo baixo mg#, pelo enriquecimento significativo em Nb e pelo aumento da razão Nb/Ta em relação aos protolitos. A fusão deve ter sido limitada pela disponibilidade do feldspato potássico; importante volume de plagioclásio residual deve responder pelo forte fracionamento entre Ba e Sr, de modo que os mangeritos mostram razões Ba/Sr superiores às de todos os protolitos conhecidos. A anatexia simultânea de um amplo segmento crustal, com temperaturas tão altas quanto ca. 975º C sendo alcançadas nas porções mais profundas do terreno hoje exposto, implica na eficiente introdução de calor mantélico, através de underplating máfico durante o regime compressional. A crosta inferior máfica assim formada não foi preservada; provavelmente quando a crosta atingiu uma espessura crítica ela foi eclogitizada, e então delaminada; entre as principais consequências desse processo, podem estar o soerguimento regional e a mudança do caráter do magmatismo observada nas ocorrências tardi-orogênicas.
Palabras clave en inglés
Não informadas pelo autor.
Resumen en inglés
The genesis of crustal magmas in the Socorro-Guaxupé Thrust Nappe (SGTN) was investigated using petrographic, geochemical and isotope (Sm-Nd, Rb-Sr) data obtained in several types of anatectic granites and metamorphic rocks that can correlate to their protholiths. Three groups of metasedimentary rocks were recognized: "primitive" metagreywackes (with important contributions from Neoproterozoic magmatic arcs) have Nd ‘T IND. DM’ as low as 1.2 Ga; metapelites (with passive margin signatures) have Nd ‘T IND. DM’ between l.8 and 2.1 Ga; and "evolved" metagreywackes (with major contributions from old continental sources) from the Atibaia region have also higher Nd ‘T IND.DM’ (Nd), between 1.8 and 2.2 Ga. The granulites have usually a low ‘ANTPOT.87 Sr’/’ANTPOT.86 Sr’ (<0,711), but their ‘épsilon’Nd vary widely (-0.6 down to -28.1 at the time of the main metamorphic event). The geographic distribution of the Nd T¡¡a of the metamorphic rocks in the northem half of the SGTN allows the recognition of two different crustal blocks: the Alfenas-Guaxupé Block is made up of old residual migmatitic granulites (Nd ‘T IND.DM’ > 1.8 Ga), whereas in the southern Machado Block no evidences of an old basement was found, and the Nd ‘T IND.DM’ are tightly concentrated around 1.5 Ga. The age of the main metamorphic event, to which the regional anatexis is associated, was determined at 625 ‘+ or –‘ 5 Ma; all the crustal granites here studied have U-Pb ages within this interval. The Nazaré Paulista garnet-biotite granites were generated at the shallowest (ca. 5 kbar) levels of the crust presently exposed by muscovite dehydration-melting (at ca.750º C) of "evolved" metagreywackes. The chemical (e.g., high Sr, Ba, ETRL, Th) and isotopic (‘épsilon’Nd IND. 625 = -13 to -16; ‘ANTPOT.87 Sr’/’ANTPOT.86 Sr’ = 0,713 - 0,719) characteristics of these granites suggest sources chemically intermediate between the local units of garnet-biotite gneisses and the (slighlty metaluminous) granodioritic biotite gneisses. The garnet-biotite gneisses cannot have constituted the only source of these granites through muscovite dehydration-melting under equilibrium conditions; the higher Ba and Sr contents of the granites would imply the external apport of water and/or disequilibrium melting. In intermediate levels of the crust (ca. 7 kbar), in the Pinhal region, quartzfeldspatic protholiths isotopically a little less "evolved', (‘épsilon’Nd IND.625’ = -10 to -13; ‘ANTPOT.87 Sr’/’ANTPOT.86 Sr’ = 0,708 - 0,716) were the sources of two main types of pink anatectic biotite granites. The Subtype 1, with allanite and titanite, derived from metaluminous sources, whereas the Subtype 2, with monazite, had greater contribution from sources with higher Rb/Sr. Compared to the Nazaré Paulista granites, the Pinhal granites were generated at higher temperatures (ca. 850º C for Subtype 1), within the range normally associated with biotite dehydration melting. Most of the biotite should have been consumed in these reactions; as a result, the Pinhal granites exhibit the highest Rb contents of all crustal granites studied here, and their granulitic residua are inferred to have high Ba/Rb and K/Rb, as Ba and K can have been partially retained in residual K-feldspar. Pinhal-type granites that occur in the Machado Block have a more primitive Nd isotope signature (‘épsilon’Nd IND.625’ = - 5 to -7). They are usually poor in accessory minerals (Subtype 3), but even garnet- and monazite-bearing (Subtype 2) granites from this region have low ‘épsilon’Nd IND.625’. In deeper levels of the crust, mangeritic magmas were generated by melting of residual granulites. Two contrasted suites were identified. The Divinolândia suite (‘épsilon’Nd IND.625’ = -10 to -12), dominated by more mafic mangerites associated to lesser volumes of diorites, appears as a northern belt of tabular bodies that appear to have been emplaced at the boundary between the Alfenas-Guaxupé and Machado Blocks. It was produced by melting at ca. 975º C of residual, intermediate to mafic granulites of the Alfenas-Guaxupé Block. The São Pedro de Caldas suite (‘épsilon’Nd IND.625’ = -3 to -6) includes a continuum from mangerites to hololeucocratic granites, a diversity generated by fractional crystallization plus assimilation of granitic magmas compositionally similar to the subtype 1 of Pinhal granites. It was produced at T’< or =’ 950º C and P’> or =’ l0 kbar, by anatexis of "younger" granulites from the Machado that were previously depleted in Th, ETRL, U and Cs. Low melting proportions are indicated by very low mg#, by the strong enrichment in Nb and by the higher Nb/Ta ratios as compared to the protholiths. The amount of melting should have been limited by the availability of K-feldspar; significant volumes of residual plagioclase are implied by the strong fractioning between Ba and Sr, in such a way that the mangerites have the highest Ba,/Sr ratios of all the studied rocks. The simultaneous anatexis of a wide crustal segment, with temperatures as high as 975º C being attained in the deepest portions of the terrane presently exposed, denotes an efficient introduction of mantle heat, through basic underplating during the compressive regime. The mafic lower crust so formed was not preserved; it was possibly eclogitized when the crust attained a critical thickness, and then delaminated. Such a process can have had important consequences for the exhumation of the granulitic terrane, and for a major change in the type of magmatism in the region.
 
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Fecha de Publicación
2013-06-05
 
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