Guanhães Basement Inlier: a história tectônica de um fragmento do paleocontinente São Francisco e consequências regionais
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Guanhães Basement Inlier: the tectonic history of a fragment of the São Francisco paleocontinent and regional consequences
Primeiro orientador
Membros da banca
Flávia Cristina Silveira Braga
Matheus Henrique Kuchenbecker do Amaral
Simone Cerqueira Pereira Cruz
Ticiano José Saraiva dos Santos
Matheus Henrique Kuchenbecker do Amaral
Simone Cerqueira Pereira Cruz
Ticiano José Saraiva dos Santos
Resumo
The Guanhães Basement Inlier (GBI) covers a large area of the western external
domain of the Araçuaí Orogen in the Minas Gerais state. Its Archean and
Paleoproterozoic assembly is composed of Meso- to Neoarchean orthogniesses and
granites, Statherian Borrachudos silicic large igneous province and two distinguish
metasedimentary sequences, which are separated by an erosional unconformity: the
BIF-bearing Serra da Serpentina Group and the Lower Espinhaço Supergroup-related
Serra de São José Group. With the purpose to elucidate the Paleoproterozoic tectonic
evolution of the GBI, several investigative methods were employed. Whole-rock
geochemical analysis of the Meloso Formation, the basal unit of the Serra da
Serpentina Group, reveal that its clastic sediments comprise mantle and upper crustal
derived source components, resultant from erosion of the mafic-ultramafic Serro
Alvorada de Minas Suite, the Minas-Bahia Orogen magmatic rocks, and the Archean
terranes. The results, in combination with published data, suggest the opening of a
back-arc basin stretching along the Mantiqueira magmatic arc in response to the
Minas-Bahia Orogen, where the Serra da Serpentina Group was deposited associated
with crustal thinning and local development of submarine volcanism. This assembly
shares similarities with the upper Minas Supergroup that comprises the Piracicaba,
Sabará, and Itacolomi groups suggesting a cogenetic sedimentation, although further
investigations are demanded. Geological and structural analysis, coupled with U-Pb
Hf isotope studies of detrital zircons from siliciclastic units across the GBI, in
combination with published data from the surroundings, delineates the link between
the provenance and timing of deposition of the Lower Espinhaço units and the
contemporaneous Borrachudos Suite emplacement and exhumation during the
Statherian. This link brings the concept of the Guanhães Crustal Core Complex as a
structural high that emerged during the lately stages of the Lower Espinhaço basin
opening. The results demonstrate that the Paleoproterozoic tectonic evolution of the
GBI is characterized by superposition of two distinct tectonic events, the earlier related
to the Rhyacian-Orosirian Minas-Bahia Orogen where the Serra da Sepentina were
deposited in a possible back-arc basin associated with the mafic-ultramafic Serro
Alvorada de Minas Suite. Later, during the Statherian Espinhaço rift system, the Serra
de São José Group and the coeval Borrachudos Suite magmatism represented a
protracted interplay between crustal core complex growth and rift development. This
work contributes to a more comprehensive understanding of the Paleoproterozoic
crustal evolution of the GBI, and it opens doors for further research in several directions
such as refinement of the geochronological framework, Structural detailed
investigations of the Guanhães Crustal Core Complex, and geochemical and isotopic
analyses to provide additional constraints about the tectonic evolution of the GBI.
Abstract
O Guanhães Basement Inlier (GBI) abrange uma extensa área do domínio externo do
Orógeno Araçuaí no estado de Minas Gerais. Sua assembleia Arqueana e
Paleoproterozoica é composta por ortognaisses e granitos Meso a Neoarqueanos,
pela grande província ígnea silícica Borrachudos de idade Estateriana e por duas
sequências metassedimentares distintas, as quais são separadas por uma
discordância erosiva: o Grupo Serra da Serpentina, portador de formação ferrífera
bandada, e o Grupo Serra de São José, relacionado ao Supergrupo Espinhaço
Inferior. Com o objetivo de elucidar a evolução tectônica Paleoproterozoica do GBI,
diversos métodos investigativos foram empregados. A análise geoquímica de rocha
total da Formação Meloso, a unidade basal do Grupo Serra da Serpentina, revela que
seus sedimentos clásticos compreendem componentes de fonte derivados do manto
e da crosta superior, resultantes da erosão da Suíte máfico-ultramáfica Serro-Alvorada
de Minas, das rochas magmáticas do Orógeno Minas-Bahia e de terrenos arqueanos.
Os resultados, em conjunto com dados publicados, sugerem a abertura de uma bacia
de retroarco ao longo do arco magmático Mantiqueira em resposta ao Orogêno Minas
Bahia, onde o Grupo Serra da Serpentina foi depositado associado ao afinamento
crustal e ao desenvolvimento local de vulcanismo submarino. Esta assembleia
apresenta similaridades com o Supergrupo Minas superior, que compreende os
Grupos Piracicaba, Sabará e Itacolomi, sugerindo sedimentos correlatos, embora
sejam necessárias investigações adicionais. A análise geológica e estrutural,
combinada com estudos de isótopos U-Pb-Hf de zircões detríticos de unidades
siliciclásticas distribuídas no GBI, juntamente com dados publicados dos arredores,
delineia a direta ligação entre a deposição das unidades do Espinhaço Inferior e à
colocação e exumação da Suíte Borrachudos durante o Estateriano. Esta ligação traz
o conceito da porção sul do GBI representar um Crustal Core Complex funcionando
como um alto estrutural que emergiu durante os estágios iniciais da abertura da bacia
Espinhaço. Os resultados demonstram que a evolução tectônica Paleoproterozoica
do GBI é caracterizada pela superposição de dois eventos tectônicos distintos, o mais
antigo relacionado ao Orógeno Riaciano-Orosiriano Minas-Bahia, onde o Grupo Serra
da Serpentina foi depositado em uma bacia de retroarco associada ao magmatismo
máfico- ultramáfico da Suíte Serro-Alvorada de Minas. Posteriormente, durante o
sistema de rifteamento Estateriano Espinhaço, o Grupo Serra de São José e o
magmatismo da Suíte Borrachudos representaram uma interação prolongada entre o
crescimento do crustal core complex e o desenvolvimento do rift. Este trabalho
contribui para uma compreensão mais abrangente da evolução crustal
Paleoproterozoica do GBI e abre portas para pesquisas futuras em diversas direções,
como por exemplo o refinamento geocronológico de unidades tanto
metassedimentares e ígneas, investigações estruturais mais detalhadas do Guanhães
Crustal Core Complex, além de análises geoquímicas e isotópicas para fornecer
interpretações adicionais sobre a evolução tectônica do GBI.
Assunto
Geologia estrutural, Geoquímica, Tempo geológico
Palavras-chave
Paleoproterozoic, Guanhães Basement Inlier, Serra da Serpentina Group, Lower Espinhaço Sequence, Siliciclastic rock geochemistry, Detrital zircon U-Pb-Lu isotopes, Tectonic evolution