Graphite schists, khondalites, metagranites and meta-ophiolites from Itapecerica (MG-Brazil) : records of rhyacian-orosirian orogeny in Southern São Francisco Craton
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Grafita xistos, kondalitos, metagranitos e meta-ofiolitos de Itapecerica (MG-Brasil): registros da orogenia riaciano-orosiriana no Sul do Cráton São Francisco
Primeiro orientador
Membros da banca
Edgar Batista de Medeiros Júnior
Jorge Geraldo Roncato Júnior
Rubia Ribeiro Viana
Stefano Albino Zincone
Jorge Geraldo Roncato Júnior
Rubia Ribeiro Viana
Stefano Albino Zincone
Resumo
The Itapecerica supracrustal succession in the southern São Francisco Craton, around
Itapecerica (MG), appear as elliptical geophysical anomalies containing, in their internal
portions, sillimanite-cordierite-garnet-biotite gneiss (khondalite) with anatectic record,
quartzite, graphite schist and banded iron formation, whose protoliths from oceanic
basin have ages in the context of the Rhyacian-Orosirian orogeny. With mixed pelite to
wacke compositions and organic matter accumulation, part of the original sediments
comes from the erosion of different sources of an active continental margin setting.
Metaultramafic rocks and amphibolites wtih tholeiitic affinity and E-MORB signature
occur associated to this succession, suggesting to be meta-ophiolitic fragments. During
metamorphic peak, the organic matter became graphite (δ13C -21.23 to -27.89 ‰)
around 729 ºC and the aluminous sediments became khondalite at 715–772 ºC and 5.5–
7.5 kbar around 2090 ± 26 Ma (monazite U-Th-PbT). These conditions represent the
transition of amphibolite to granulite facies in which the khondalite and amphibolite
underwent anatexis during continental collision with crustal thickning followed by
tectonic exgumation to generated the Água Rasa metagranite of the external part of the
anomalies (εNd(t) -0.5 to -2.7 and 87Sr/86Sr(t) 1.04 to 1.08) at 2077 ± 24 Ma (monazite UTh-PbT). The post-peak decompressional stage due to orogen collapse triggered
hydrothermal processes with percolation of C-O-H fluids, leading to the graphite
recrystallization around 611 ºC. The decompression process proceeded generating the
Água Rasa metagranite between 1941±23 Ma (monazite U-Th-PbT) and 1934±74 Ma
(zircon U-Pb). This process is also recorded in the khondalite at 1937 ± 32 Ma
(monazite U-Th-PbT) from the resetting of the monazite U-Th-Pb system during the
orogenic collapse. A possible suture zone in the Itapecerica/Cláudio region formed by
the collision between Divinópolis and Campo Belo/Bonfim complexes during the
Rhyacian-Orosirian orogeny, involving the Itapecerica oceanic basin alongside Cláudio
Shear Zoneand forward to Minas Basin, is a suggestive geological setting of the
investigated region. Similarities between the khondalite rocks of this study and of the
North China suggest that the São Francisco-Congo Craton was near the North China
Craton in the supercontinent Columbia for the 2.1–1.9 Ga period.
Abstract
A sucessão supracrustal de Itapecerica no Sul do Cráton São Francisco, ao redor de
Itapecerica (MG), revela-se em anomalias geofísicas elípticas contendo, nas suas
porções internas, sillimanita-cordierita-granada-biotita gnaisse (khondalito) com
registro anatético, quartzito, grafita xisto e formação ferrífera bandada, cujos protólitos
são de bacia oceânica com idades no contexto da orogenia Riaciano-Orosiriana. Com
composições mistas de pelito a grauvaca e acúmulo de matéria orgânica, parte dos
sedimentos originais são proveniente da erosão de diferentes fontes de ambiente de
margem continental ativa. Rochas metaultramáficas e anfibolitos com afinidade toleítica
e assinatura E-MORB ocorrem associados a esta sucessão, sugerindo se tratarem de
fragmentos meta-ofiolíticos. Durante o pico do metamorfismo, a matéria orgânica se
transformou em grafita (δ13C -21,23 a -27,89 ‰) em torno de 729 ºC e os sedimentos
aluminosos se transformaram em khondalito a 715-772 ºC e 5,5-7,5 kbar há 2090 ± 26
Ma (U-Th-PbT em monazita). Essas condições representam a transição da fácies
anfibolito para granulito, nas quais o khondalito e o anfibolito sofreram anatexia
durante colisão continental com espessamento crustal seguido de exumação tectônica e
geraram o metagranito Água Rasa da parte externa das anomalias (εNd(t) -0,5 a -2,7 e
87Sr/86Sr(t) 1,04 a 1,08) há 2077 ± 24 Ma (U-Th-PbT em monazita). O estágio
descompressivo pós-pico decorrente do colapso do orógeno disparou processos
hidrotermais com percolação de fluidos C-O-H, recristalizando a grafita em torno de
611 ºC. O processo de descompressão continuou gerando o metagranito Água Rasa
entre 1941 ± 23 Ma (U-Th-PbT em monazita) e 1934 ± 74 Ma (zircão U-Pb), processo
este também detectado no khondalito há 1937 ± 32 Ma (U-Th-PbT em monazita) a partir
do reset do sistema U-Th-Pb da monazita durante o colapso orogênico. Uma possível
zona de sutura na região de Itapecerica/Cláudio formada pela colisão entre os
complexos Divinópolis e Campo Belo/Bonfim durante a orogenia Riaciano-Orosiriana,
envolvendo a bacia oceânica de Itapecerica com prolongamento pela Zona de
Cisalhamento de Cláudio em direçãoàBacia Minas, é um cenário geológico sugestivo
para a região investigada. As semelhanças entre as rochas khondalíticas deste estudo e
as do Norte da China sugerem que o Cráton São Francisco-Congo estava próximo ao
Cráton do Norte da China no supercontinente Columbia durante o período de 2.1-1.9
Ga.
Assunto
Petrologia – Itapecerica (MG), Geoquímica – Itapecerica (MG), Metamorfismo (Geologia), Alteração hidrotermal, Tempo geológico
Palavras-chave
Grafita, Kondalito, Metagranito, Anfibolito, Metaperidotito, Ofiolito, Petrologia, Geoquímica, Geocronlogia, Trajetória P-T-t, Metamorfismo, Hidrotermalismo, Proveniência, Anatexia, Cráton São Francisco