Petrology of the Afonso Cláudio Intrusive Complex (Espírito Santo State, Araçuaí Orogen): insights from petrography, lithogeochemistry, U-Pb geochronology and Lu-Hf isotopes

Abstract

O Complexo Intrusivo Afonso Cláudio (ACIC, em inglês) é um corpo ígneo de forma quase elíptica com aproximadamente 73 km² de área. É localizado no estado do Espírito Santo, no sudeste do Brasil, e se insere com contexto geológico dos granitoides pós-colisionais (Supersuíte G5) do sistema orogênico Araçuaí-Congo Ocidental (AWCO, em inglês). Estes granitoides são associados a fase de colapso extensional (530-490 Ma) deste sistema orogênico e tem evolução associada a interação entre magmas mantélicos e crustais. Neste trabalho foram integrados dados de mapeamento geológico, petrografia, litoquímica, geocronologia U-Pb e isótopos de Lu-Hf com intuito de entender os processos ígneos que atuaram neste corpo ígneo. O ACIC está encaixado em ortognaisses da Supersuíte G1 do AWCO (granitoides pré-collisionais de idade entre 630-580 Ma) e paragnaisses neoproterozóicos do Complexo Nova Venécia. É constituído por dois núcleos máficos compostos de monzogabro e monzodiorito, circundados por quartzo monzonito. Entre estas rochas ocorrem zonas de mistura de magmas física (mingling) e química (mixing), onde jotunito e quartzo mangerito ocorrem localmente. Xenólitos de rochas encaixantes são encontrados no monzogabro, monzodiorito e no quartzo monzonito, assim como enclaves de monzogabro e monzodiorito, quase sempre circulares, são encontrados no quartzo monzonito. Ambas as rochas, máficas e félsicas, são enriquecidas em LILE e LREE, além disso, ambas mostram assinatura geoquímica álcali-cálcica de ambiente tectônico pós-colisional. Datação U-Pb em zircão revelou idades de cristalização magmática de 480,9 ±- 3,2 Ma para quartzo monzonito e 496,5 ± 3,6 Ma para monzogabro. Ambos litotipos possuem valores negativos de ɛHf em zircão (os valores médios são -11,78 para o quatzo monzonito e -10,41 para o monzogabro) e idades TDM de 1,79 Ga para o quartzo monzonito e 1,72 Ga para o monzogabro. Nossos resultados indicam que algum processo de contaminação crustal ocorreu nos magmas do ACIC antes ou durante a intrusão deste corpo ígneo. Falhas profundas relacionadas a forças extensionais, geradas no colapso orogênico, e a descompressão associada podem explicar os processos de fusão em crosta inferior e no manto litosférico e a subsequente ascensão dos magmas. São propostos dois modelos para a evolução do ACIC durante o estágio de colapso do AWCO. Ambos os modelos envolvem processos de contaminação crustal e assimilação somados a cristalização fracionada (processos AFC). Um dos modelos é a favor de contemporânea fusão crustal e mantélica, onde os magmas gerados teriam interagido para gerar um magma mais rico em álcalis. A cristalização deste magma teria produzido o monzogabro e o monzodiorito. Com a continuidade do colapso do orógeno, estas rochas máficas álcali-cálcicas recém formadas teriam se fundido parcialmente e gerado um magma monzonítico, do qual cristalizou o quartzo monzonito. Os enclaves máficos neste modelo seriam considerados como resíduos da fusão do monzogabbro e monzodiorito. O segundo modelo argumenta em favor de uma intrusão de um magma máfico mantélico em uma câmara magmática já preenchida com um magma félsico crustal. Estes magmas teriam interagido entre si e o magma máfico teria formado o monzogabro e o monzodiorito através de sua cristalização, enquanto o magma félsico teria formado o quartzo monzonito. Neste modelo, os enclaves máficos são interpretados como injeções do magma máfico no magma félsico. Ambos modelos podem ser sustentados pelas idades TDM e pelos valores ɛHf dos zircões. Nos dois modelos as zonas de mistura química e física de magmas seriam geradas pela interação dos magmas félsicos e máficos. Evidências de cisalhamento são encontradas localmente onde aflora o quartzo monzonito (principalmente nas bordas do ACIC) e estas evidencias podem indicar que alguma força transtensional atuou na região até o fim do resfriamento das rochas do ACIC. Devido à similaridade entre os plutons da Supersuíte G5 do AWCO, os modelos propostos para o ACIC também poderiam explicar a petrogênese de alguns outros plutons desta supersuíte.