High- to ultrahigh temperature metamorphism in the Southern Brasília and Araçuaí orogens: implications to U-Pb zircon geochronology

Abstract

As regiões compreendidas pelo Complexo Caparaó e pela Nappe Socorro-Guaxupé, pertencentes respectivamente ao sul dos orógenos Araçuaí e Brasília Meridional, foram afetadas por metamorfismo de temperatura alta (≥850 °C) a ultra-alta (≥900 °C) ((U)HT) durante o ciclo Brasiliano. Rochas paraderivadas destas regiões podem ou não apresentar paragêneses minerais típicas (como safirina+quartzo e hercinita+quartzo) e exibem típico espalhamento concordante a sub-concordante nas idades U-Pb em zircão (em intervalos de até ca. 260 Ma), representando desafios tanto para a determinação das condições de temperatura e pressão do pico metamórfico quanto para a interpretação das idades metamórficas e de proveniência. O Complexo Caparaó situa-se nos domínios do Arco Magmático Rio Doce (Orógeno Araçuaí), e representa uma lasca tectônica onde rochas do embasamento e supracrustais se encontram justapostas. Foram identificados dois tipos de migmatitos paraderivados que registram metamorfismo UHT: hercinita-silimanita-granada migmatitos (1020-1035 °C, 7,0-7,1 kbar), contendo típicas paragêneses hercinita+quartzo; e ortopiroxênio-granada migmatitos (962-978 °C, 9,5-9,6 kbar), exibindo ortopiroxênio rico em Al. Análises U-Pb em zircão revelam idades metamórficas entre ca. 635-610 Ma, mais antigas que o pico metamórfico regional colisional (ca. 563 Ma), correspondendo ao período pré-colisional do orógeno e à formação do Arco Magmático Rio Doce. Interpreta-se que as fontes de calor responsáveis pelo metamorfismo UHT estão relacionadas tanto a um mecanismo de “janela de placa”, provocado pela subducção da dorsal oceânica, quanto a magma underplating e espessamento crustal durante a edificação do arco. A Nappe Socorro-Guaxupé (Orógeno Brasília Meridional) representa as raízes do arco magmático formado às margens do paleocontinente Paranapanema, exibindo rochas orto e paraderivadas afetadas por metamorfismo (U)HT. Análises U-Pb e Lu-Hf em zircão foram realizadas em seis amostras pertencentes ao Complexo São João da Mata (orto e paraderivadas), a fim de resgatar informações sobre os protólitos, sua história deposicional e desvendar os impactos do metamorfismo (U)HT no registro geocronológico. Foi identificada forte contribuição de protofontes relacionadas ao período de desenvolvimento do arco magmático (entre ca. 816-776 Ma), que exibem tanto assinaturas crustais (εHf(804-776) = -16 a -2) quanto moderadamente juvenis (εHf(816) = +3 a +9) - estas possivelmente relacionadas a um arco de ilhas de idade mínima Toniana (ca. 816 Ma). A partir de idades mínimas de cristalização de um leucossoma e um granito intrusivo foram interpretadas idades entre ca. 690-660 Ma para o início do metamorfismo UHT. A partir dos dados obtidos e de uma compilação de dados do metamorfismo UHT no Brasil, observa-se uma aparente correlação entre as ocorrências de metamorfismo UHT e o contexto de transição subducção-colisão no Sul dos orógenos Araçuaí e Brasília Meridional, embora ambos tenham evoluído diacronicamente.