Relações estruturais entre o Orógeno Araçuaí e o Grupo Bambuí e datação das zonas de falhas relacionadas nas regiões da Serra do Cipó e Lapinha da Serra, MG
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Alexandre Uhlein
Eliza Inez Nunes Peixoto
Eliza Inez Nunes Peixoto
Resumo
O Orógeno Araçuaí, localizado no sudeste do Brasil, é um componente de um sistema orogênico Neoproterozoico que se desenvolveu entre os crátons do São Francisco e do Congo, inserido no contexto do Gondwana Ocidental. Os limites entre o cráton e as falhas de empurrão externas do Orógeno Araçuaí ocorrem em um contato tectônico entre as rochas do Supergrupo Espinhaço, Grupo Macaúbas e do Grupo Bambuí, caracterizado como uma bacia foreland que foi afetada pela deformação thin skin dessas frentes de cavalgamento e que registra os primeiros fósseis de vida complexa, como Cloudina sp. Nesse contexto, esta pesquisa explora as relações estruturais entre o Grupo Bambuí e o Orógeno Araçuaí nos arredores das localidades de Lapinha da Serra e Serra do Cipó (MG), para compreender as fases deformacionais e a cinemática, além da geocronologia das unidades envolvidas na inversão estratigráfica. As análises estruturais nas Formações Serra de Santa Helena, Sete Lagoas e Lagoa do Jacaré, principais unidades aflorantes do Grupo Bambuí, sugerem um sistema de dobramentos D1, responsável por uma transpressão sinistral, com topo para W, e a geração de um sistema de dobras e fraturas. Cinco estruturas foram identificadas: acamamento sedimentar S0, foliação S1, foliação plano axial S2, lineação de estiramento mineral Lm e fraturas bidirecionais N-S e E-W. Os minerais constituintes (calcita, quartzo, biotita, muscovita, clorita e pirita) se organizam em fine-grained domain (FGD) e coarse-grained domain (CGD) nas amostras e lâminas analisadas, controlando a geometria e reologia das estruturas geradas por D1. Foram escolhidas seis amostras para geocronologia Rb–Sr em muscovita e biotita, e quatro amostras para geocronologia U–Pb em zircões e rutilos detríticos. As micas, derivadas de estruturas relacionadas a D1, registram idades isócronas entre 500–450 Ma, interpretadas como reativação de falhas causada pelo colapso gravitacional do Orógeno Araçuaí e como idade mínima de deposição das rochas do Grupo Bambuí. Foi definido a ação de um terceiro evento metamórfico/deformacional, no intervalo supracitado de 500-540 Ma. Os dados das análises U–Pb, realizadas nos quartzitos da Formação Matão-Duas Barras (Grupo Macaúbas), definidos neste trabalho, e da Formação Santa Rita (Supergrupo Espinhaço), registram uma assinatura de proveniência sedimentar que compreende uma ampla variedade de fontes, abrangendo grãos de 625 à 3748 Ma, em especial grãos Arqueanos e Paleoproterozoicos, o que significa grande contribuição do embasamento cratônico adjacente. As idades Paleoproterozoicas obtidas nos rutilos detríticos em correlação com as idades de deformação das micas sugerem um metamorfismo capaz de reiniciar as micas, mas não zircões e rutilos, permitindo a interpretação de um baixo metamorfismo e hidrotermalismo nas zonas de cisalhamento. A presença de grãos Neoproterozoicos (620-725 Ma) em uma amostra mapeada como Grupo Macaúbas (indiviso) restringe sua idade máxima de deposição ao estágio sin-orogênico do Orógeno Araçuaí. A presença dessas unidades intercaladas nas rochas metassedimentares pré-orogênicas exige novos estudos estratigráficos e tectônicos nas frentes de empurrão cráton/orógeno. As idades Rb–Sr demonstraram que as montanhas Neoproterozoicas que bordejavam essa bacia permaneceram com alto relevo durante o principal momento de diversificação biogeoquímica da história do planeta Terra.
Abstract
The Araçuaí Orogen, located in southeastern Brazil, is a component of a Neoproterozoic orogenic system that developed between the São Francisco and Congo cratons, inserted in the context of West Gondwana. The boundaries between the craton and the external thrust faults of the Araçuaí Orogen occur at a tectonic contact between the rocks of the Espinhaço Supergroup, Macaúbas Group and Bambuí Group, characterized as a foreland basin that was affected by the thin skin deformation of these thrust fronts and that records the first fossils of complex life, such as Cloudina sp. In this context, this research explores the structural relations between the Bambuí Group and the Araçuaí Orogen in the vicinity of Lapinha da Serra and Serra do Cipó (MG), to understand the deformational phases and kinematics, in addition to the geochronology of the units involved in the stratigraphic inversion. Structural analyses of the Serra de Santa Helena, Sete Lagoas and Lagoa do Jacaré formations, the main outcropping units of the Bambuí Group, suggest a D1 folding system, responsible for a sinistral transpression, with a top to the W, and the generation of a folds and fractures system. Five structures were identified: S0 sedimentary bedding, S1 foliation, S2 axial plane foliation, Lm mineral stretching lineation and bidirectional N-S and E-W fractures. The constituent minerals (calcite, quartz, biotite, muscovite, chlorite and pyrite) are organized in fine-grained domains (FGD) and coarse-grained domains (CGD) in the samples and thin sections analyzed, controlling the geometry and rheology of the structures generated by D1. Six samples were selected for Rb–Sr geochronology in muscovite and biotite, and four samples for U–Pb geochronology in detrital zircons and rutiles. The micas, derived from structures related to D1, record isochronal ages between 500–450 Ma, interpreted as reactivation of faults caused by the gravitational collapse of the Araçuaí Orogen and as the minimum age of deposition of the Bambuí Group rocks. The action of a third metamorphic/deformational event was defined in the aforementioned interval of 500-540 Ma. The data from the U–Pb analyses, performed on the quartzites of the Matão-Duas Barras Formation (Macaúbas Group), defined in this work, and of the Santa Rita Formation (Espinhaço Supergroup), record a signature of sedimentary provenance that includes a wide variety of sources, including grains from 625 to 3748 Ma, especially Archean and Paleoproterozoic grains, which indicates a large contribution from the adjacent cratonic basement. The Paleoproterozoic ages obtained in the detrital rutiles in correlation with the deformation ages of the micas suggest a metamorphism capable of reinitiating the micas, but not zircons and rutiles, allowing the interpretation of a low metamorphism and hydrothermalism in the shear zones. The presence of Neoproterozoic grains (620-725 Ma) in a sample mapped as the Macaúbas Group (undivided) restricts its maximum depositional age to the syn-orogenic stage of the Araçuaí Orogen. The presence of these intercalated units in pre-orogenic metasedimentary rocks requires new stratigraphic and tectonic studies at the craton/orogen thrust fronts. The Rb–Sr ages demonstrated that the Neoproterozoic mountains bordering this basin remained with high relief during the main period of biogeochemical diversification in the history of planet Earth.
Assunto
Tempo geológico, Falhas (Geologia) – Brasil, Sudeste, Cisalhamento
Palavras-chave
Grupo Bambuí, Orógeno Araçuaí, Geocronologia U-Pb, Geocronologia Rb-Sr, Zonas de cisalhamento, Margem cratônica