Metamorphism and graphitization in Cláudio suture zone (Minas Gerais): Implications for the paleoproterozoic collision of crustal blocks in southern São Francisco craton

Abstract

A porção sul do Cráton do São Francisco (CSF) abriga algumas das maiores minas de grafita do Brasil, localizadas na cidade de Itapecerica. Nas proximidades, foram encontradas ocorrências de grafita dentro da estrutura de escala regional conhecida como zona de cisalhamento de Cláudio (ZCC), possivelmente com relação geológica às das minas de Itapecerica. A ZCC corresponde a uma sutura geológica dextral NE-SW que separa os complexos metamórficos arqueanos Campo Belo/Bonfim e Divinópolis. Dentre outras rochas, a ZCC guarda sillimanita-cordierita-granada-biotita gnaisses (também conhecidos como paragnaisses khondalíticos) associados a rochas metassedimentares ricas em grafita. As condições de temperatura (T) e pressão (P) do pico metamórfico dos khondalitos são 850-950 ºC e 10-11 kbar, registradas pela reação de quebra da biotita, Bt + Sil + Qz ± Pl → Grt + Kfs + Melt. As condições de T e P do estágio pós-pico são 750–830 ºC e 4,5–5,3 kbar, registradas pela reação de consumo de melt, Grt + Sil + Melt → Crd + Bt + óxido de Fe. A geocronologia U-Th-Pb em monazita revela uma idade média de 2011 ± 20 Ma para o pico metamórfico e uma idade média de 1910 ± 20 Ma para o estágio pós-pico. O conjunto de dados obtido neste trabalho é muito semelhante em termos de evolução P e T ao Complexo Wulashan do Cráton do Norte da China (CNC). As rochas khondalíticas da ZCC e do Complexo de Wulashan foram submetidas a um metamorfismo de fácies granulito e percorreram trajetória P-T-t de sentido horário acompanhada de fusão parcial quando o CSF e CNC estiveram, provavelmente, conectados durante o Paleoproterozoico. Os dados de espectroscopia Raman e difração de raios X (DRX) mostraram que, em média, os cristais de grafita da zona de cisalhamento de Cláudio possuem alta cristalinidade e são semelhantes aos das minas de Itapecerica. A temperatura média encontrada pelo método de DRX (702 ºC) neste estudo está próxima às amostras de alto grau de metamorfismo nas minas de Itapecerica previamente estudadas. No entanto, esta temperatura ainda está abaixo dos ~900 ºC registrados pelos khondalitos locais. A hipótese para isso seria que a grafita desenvolveu alta cristalinidade, mas foi modificada durante a evolução do metamorfismo, ou durante a fase pós-colisional de percolação do fluido. Assim, os parâmetros de cristalinidade modificados levaram aos valores de temperatura relativamente baixos encontrados. A proximidade e similaridade do arcabouço geológico sugerem correlação entre as ocorrências das bacias precursoras que formaram a Itapecerica e a zona de cisalhamento de Cláudio. Do ponto de vista global, o fechamento de bacias precursoras e a formação da zona de cisalhamento Cláudio fazem parte das colisões de blocos crustais Arqueanos e Paleoproterozóicos que formaram o supercontinente Columbia e localmente marcam a colisão paleoproterozoica dos complexos metamórficos arqueanos Campo Belo/Bonfim e Divinópolis.