As rochas da Unidade Serra da Boa Vista e da Nappe Liberdade apresentam valores relativamente altos de índice do intemperismo químico, indicando que a maior parte de suas fontes esteve sob as ações de alteração química durante longos períodos de tempo e pode estar relacionada à rochas mais antigas ou mais facilmente alteráveis. Com valores menores, as rochas da Unidade Santo Antônio, com CIA entre 53 e 62, sugerem uma história diferente de sedimentação que indica rápida erosão e soterramento dos sedimentos. A química dos metawackes do Sistema de Nappes Carrancas (WESTIN; CAMPOS NETO, 2013), com CIA principalmente entre 60 e 67, sugerem uma evolução sedimentar distinta àquela dos metawackes da Unidade Santo Antônio, indicando maiores taxas de alteração química (Figura 5-1).
Os elementos traço sugerem que as fontes dos sedimentos das rochas da Unidade Serra da Boa Vista e da Nappe Liberdade eram predominantemente crustais de composições intermediárias à ácidas, enquanto que as fontes da Unidade Santo Antônio seriam mais empobrecidas, com contribuição importante de rochas derivadas diretamente do manto. Os padrões de ETR de todas as rochas estudadas apresentam anomalias negativas de Eu condizente com sedimentos pós-Arqueanos provenientes de rochas ígneas cristalizadas em profundidades menores do que 40 km (Figura 5-3). O anfibolito da Unidade Santo Antônio exibe padrão flat de ETR médios e pesados, sem anomalias significantes de Eu, o que pode evidenciar sedimentos de bacia em ambiente de arco, com fonte preferencialmente andesítica (Figura 5-3 C).
Nas relações entre Th/U versus Th, Th/Sc versus Zr/Sc, εNdt versus 87Sr/86Srt e εNdt
versus Th/Sc, todas as amostras registram uma assinatura de margem ativa o que sugere um ambiente de deposição tectonicamente instável e orogênico, a partir da erosão de rochas crustais antigas (Unidade Serra da Boa Vista), com influência de rochas de arco magmático diferenciado (Nappe Liberdade) e de rochas empobrecidas de arco magmático continental e de arco de insular intraoceânico (Unidade Santo Antônio) (Figuras 5-2 e 5-11).
As rochas-fonte da Unidade Serra da Boa Vista apresentam idades mais antigas que o Toniano, com densidades importantes de idades no Mesoproterozoico (1089-1277 Ma e 1374-1485 Ma), no Estateriano-Orosiriano (1730-1971 Ma) e no Riaciano (2071-2143 Ma). Em todos os intervalos, os cristais de zircão exibem valores de εHf positivos e negativos e anomalias negativas de Eu, com destaque para o intervalo de 1089-1277 Ma e de 1374- 1485 Ma quando valores de εHf alcançam +7,03 e +8,12, e anomalias de Eu de 0,78 e 0,52, respectivamente. Os resultados de geoquímica isotópica em rocha-total indicam mistura de
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fontes mantélicas empobrecidas, entre 1,5-2,28 Ga, com rochas crustais para os sedimentos desta unidade, com valores negativos de εNd680 (entre -8,23 e -14,75) e razões 87Sr/86Sr altas (0,72898 a 0,73242) (Tabela 8-1).
Tabela 8-1. Resumo dos principais registros isotópicos e químicos das rochas metassedimentares estudadas. As idades aqui plotadas referem-se às idades resultantes em de diagrama weighted average.
A Unidade Santo Antônio tem a maior densidade de idades no Criogeniano-Toniano- Esteniano, cujos cristais de zircão apresentam valores de εHf positivos no intervalo mais jovem (682-699 Ma) com valores ente +4,10 e +13,84, e igualmente positivos e negativos (- 14,79 a +12,24) nas idades tonianas (764-785 Ma e 805-1005 Ma). As idades-modelo Hf- TDM mais jovens em cada um destes intervalos assemelham-se às idades de cristalização dos cristais, e a maioria dos dados encontram-se sobre a linha de evolução isotópica de
New Crust, sugerindo um intervalo de tempo pequeno para a evolução isotópica a partir do manto empobrecido, compatível com sedimentos provindos da erosão de arcos insulares ou de rochas vulcanoclásticas do arco (Figura 8-1 A). As demais fontes desta unidade apresentam idades no Ectasiano (1242-1262 Ma), Calimiano (1437 Ma) e Orosiriano (1884-
Elementos Terras Raras εHf TDM (Ma) TNC (Ma) Anomalia de
Eu εNd TDM (Ma) 87 Sr/86Sr 924 - 1089 -17,31 a +2,50 1728 a 2691 1450-2300 0,08 a 0,39 1149 - 1277 -16,15 a +7,03 1492 a 3222 1350-2900 0,06 a 0,78 1374 - 1485 -9,27 a +8,12 1966 a 2669 1500-2550 0,12 a 0,52 1730 - 1971 -15,62 a +5,72 1991 a 3534 1800-3200 0,31 a 0,65 2071 - 2143 -5,14 2268 2000 - 682 - 699 -3,14 a +13,84 743 a 2101 <1900 0,03 a 0,69 764 - 785 -17,48 a +11,90 832 a 2547 <2350 0,20 a 0,74 805 - 1005 -14,79 a +12,24 872 a 2722 <2550 0,20 a 0,89 1242 - 1262 -3,22 a +5,47 1628 a 2193 1350-1900 0,50 a 0,53 1437 -2,1 2280 2000 - 1884 - 1938 -7,97 a +7,45 2638 a 3026 2450-1900 - 2030 -8,40 a +3,21 2387 a 3115 2100-1950 - 791 -15,63 a -2,27 1866 a 2606 1650-2400 0,10 a 1,04 1093 - 1240 -5,75 a +3,35 1585 a 2253 1300-2100 0,05 a 0,54 1515 -9,49 a -3,67 2447 a 2751 2250-2500 0,12 a 0,63 1766 - 1864 -5,28 2782 2500 0,04
UNIDADE SERRA DA BOA VISTA - Nappe Andrelândia Idade
U-Pb (Ma)
Lu-Hf (mineral) Geoquímica isotópica em rocha- total -8,23 a -14,75 1798 a 2282 0,72898 a 0,73242
ROCHAS METASSEDIMENTARES - Nappe Liberdade
-9,11 a -7,30 1925 a 2111 0,71194 a 0,72213 UNIDADE SANTO ANTÔNIO - Nappe Andrelândia
-4,00 a +0,98 1164 a 1540 0,69851 a 0,70870
165 1938 Ma e 2030 Ma), com valores de εHf menos positivos. A geoquímica isotópica em rocha-total de Sm-Nd e Rb-Sr sugere mistura entre fontes crustais e rochas empobrecidas a partir dos valores pouco negativos a pouco positivos de εNd680 (entre -4,00 e +0,98) e baixos valores de 87Sr/86Sr (entre 0,69851 e 0,70870) (Tabela 8-1).
A área-fonte mais jovem da Nappe Liberdade apresenta idades toniana (791 Ma) com valores de εHf essencialmente negativos. Já as demais fontes desta unidade apresentam idades que predominam no Esteniano-Ectasiano (1093-1240 Ma), Ectasiano- Calimiano (1330-1515 Ma) e Estateriano-Orosiriano (1766-1864 Ma). Todos estes intervalos exibem valores de εHf negativos, com exceção das idades do Esteniano-Ectasiano, com valores que alcançam +3,35 (Figura 8-1 A). A geoquímica isotópica de Sm-Nd e Rb-Sr em rocha-total, sugere mistura de fontes essencialmente crustais, com valores negativos de εNd790 (entre -7,30 a -9,11) e razões isotópicas de 87Sr/86Sr encontram-se entre 0,71194 e 0,72213 (Tabela 8-1).
As concentrações de ETR em zircão detrítico mostram distintos padrões para cada unidade (Figura 8-1 B), sugerindo fontes diferentes principalmente entre a Unidade Santo Antônio e as demais. A Unidade Santo Antônio exibe os padrões menos enriquecidos em ETR pesados, sugerindo cristalização de zircão concomitante à outras fases minerais ricas em ETR pesados, como granada. Nos cristais de zircão desta unidade também são observadas as menores anomalias negativas de Eu e positivas de Ce. Já a Unidade Serra da Boa Vista e a Nappe Liberdade apresentam padrões mais inclinados com enriquecimento em ETR pesados em relação aos leves, e anomalias negativas de Eu e positivas de Ce. A média das concentrações de ETR por análise é menor nas da Unidade Santo Antônio do que nas demais.
Figura 8-1. (A) Diagrama εHf versus idade das três unidades estudadas; (B) Diagrama dos padrões dos elementos terras raras de cada uma das três unidades.
A composição isotópica de Sm-Nd da Unidade Santo Antônio (Figura 8-2 A), com εNd680 entre -4,00 e +0,98 e idades-modelo TDM entre 1164 Ma e 1540 Ma, é a mesma
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obtida por Santos (2011) para os metawackes das nappes superiores (Andrelândia, Carmo da Cachoeira e Liberdade, εNdt entre +0,04 e +1,75, TDM entre 1089 Ma e 1278 Ma e εNd atual entre -5 e -7). Os demais metawackes analisados por Santos (2011) apresentam padrões e comportamentos isotópicos que diferem dos acima descritos. Os metawackes da estrutura autóctone e das nappes inferiores apresentam, em sua maioria, idades modelo no Estateriano (1624-1698 Ma), εNdt negativos (entre -4,84 e -5,40) e εNd atual entre -10 e -14. Essas rochas compartilham a assinatura de Nd dos metawackes do Sistema de Nappes Carrancas (TEIXEIRA, 2011; WESTIN; CAMPOS NETO, 2013). A partir destes comportamentos isotópicos é possível distinguir e individualizar dois conjuntos de rochas com evoluções distintas: metawackes do Sistema de Nappes Andrelândia, com εNdt pouco positivo a pouco negativo e com idades modelo mais jovens que o Calimiano; metawackes com εNdt negativo e idades TDM que variam do Calimiano ao Mesoarqueano, referente aos demais.
A composição isotópica de Nd dos metawackes da Nappe Andrelândia, Unidade Santo Antônio, assemelha-se às composições dos arcos de Mara Rosa e Anicuns (Figura 8-2 B).
Figura 8-2. (A) Diagrama εNdt versus idade (Ga) com os dados da Unidade Santo Antônio das amostras aqui
estudadas, das amostras analisadas por Santos (2011), assim como os resultados referentes ao metawackes do Sistema de Nappes Carrancas (SNC) (TEIXEIRA, 2011; WESTIN; CAMPOS NETO, 2013); (B) Diagrama εNdt versus idade (Ga) das três unidades analisadas, dos metawackes do Sistema de Nappes Carrancas (SNC) (TEIXEIRA, 2011; WESTIN; CAMPOS NETO, 2013) e das rochas do arco de ilha de Mara Rosa e Anicuns (FUCK et al., 2014; JUNGES; PIMENTEL; MORAES, 2002; LAUX et al., 2004, 2005; MATTEINI et al., 2010; PIMENTEL; FUCK; GIOIA, 2000; PIMENTEL et al., 1997).
O fim da sedimentação da Unidade Santo Antônio se deu a partir de 680 Ma (idade resultante a partir do conjunto de cristais de zircão mais jovens), e por mais que as idades mais jovens da Unidade Serra da Boa Vista sejam do Toniano (~920 Ma), ela encontra-se estratigraficamente no topo da estrutura alóctone, indicando que sua sedimentação foi posterior a deposição da Unidade Santo Antônio (camada intermediária), e portanto após
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A relação entre as idades de cristalização de zircão e as idades máximas de sedimentação obtidas em diagramas weigthed average são exibidas na Figura 8-3 (CAWOOD; HAWKESWORTH; DHUIME, 2012), e corroboram com a hipótese de que a Unidade Santo Antônio e a rocha metapelítica da Nappe Liberdade foram depositadas em ambiente convergente (idade de cristalização – idade de deposição < 150 Ma). No entanto, para as amostras da Unidade Serra da Boa Vista e para a rocha metapsamítica da Nappe Liberdade, segundo o diagrama confeccionado por Cawood, Hawkesworth e Dhuime (2012) a partir de um banco de dados específicos, as idades de cristalização subtraída nas idades de deposição resultaram em valores maiores que 200 Ma, o que segundo estes autores configurariam bacias de ambientes extensionais ou margens passivas. Essas relações contradizem o que todos os outros dados sugerem.
Figura 8-3. Diagrama da Idade de cristalização – idade de sedimentação (IS) versus proporção cumulativa (CAWOOD; HAWKESWORTH; DHUIME, 2012). ID Unidade Serra da Boa Vista e Unidade Santo Antônio = 680 Ma e ID Nappe Liberdade = 790 Ma.
O predomínio de idades mais jovens, do Criogeniano e Criogeniano-Toniano, está nas rochas da Unidade Santo Antônio (em azul na Figura 8-4) e na rocha metapelítica da
Nappe Liberdade (em verde na Figura 8-4), no entanto é notável a distinta evolução isotópica do Hf para os cristais de zircão, nestes intervalos de idade, entre as duas unidades. Quando a Unidade Santo Antônio evidencia detritos vulcanoclásticos contemporâneos a um arco vulcânico intraoceânico de fonte em manto empobrecido, o conjunto de idades entre ca. 690 e 860 Ma na Nappe Liberdade indica área-fonte evoluída, a
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partir de idades-modelo no Paleoproterozoico, provavelmente relacionada a um arco vulcânico continental (margem continental ativa). Diferentemente, as rochas da Unidade Serra da Boa Vista e a rocha metapsamítica da Nappe Liberdade indicam fontes mais antigas que o Toniano (em laranja e verde claro na Figura 8-4 A), sem influência de arcos magmáticos neoproterozoicos como visto nas rochas anteriores. Fontes do Esteniano- Ectasiano (1093-1277 Ma) para as três unidades, e do Estateriano-Orosiriano (1730-1971 Ma) para as duas unidades da Nappe Andrelândia, apresentam características isotópicas empobrecidas, indicando influência de rochas máficas nestas idades. Influência máfica também ocorre no intervalo do Ectasiano-Calimiano para a Unidade Serra da Boa Vista (1374-1485 Ma com εHf de até +8,12).
Figura 8-4. (A) Diagrama da idade versus distribuição cumulativa e (B) histograma das idades de todas as amostras da três unidades estudadas juntamente com os intervalos de idades das possíveis áreas-fonte dos sedimentos. Arco Mgamático de Goiás (Arenópolis, Mara Rosa e Anicuns) (LAUX et al., 2004, 2005; PIMENTEL; FUCK; GIOIA, 2000; PIMENTEL; HEAMAN; FUCK, 1991; PIMENTEL et al., 1997); Nappe Socorro-Guaxupé (DUFFLES et al., 2016; GENGO, 2014; VINAGRE et al., 2014); Orógeno Sunsás (TEIXEIRA et al., 2010); Província Rondoniano-San Ignácio (BETTENCOURT et al., 2010; TEIXEIRA et al., 2010); Terreno Juruena- Jamari (SCANDOLARA et al., 2016); Cráton Rio Apa (CORDANI et al., 2010a; FALEIROS et al., 2016); províncias Ventuari-Tapajós e Maroni Itacaúnas (CORDANI; TEIXEIRA, 2007); rochas metabásicas do Grupo Votuverava (CAMPANHA et al., 2015; FALEIROS et al., 2011; SIGA JR et al., 2011a); Embasamento do Terreno Apiaí (SIGA JR et al., 2011b, 2011c); Complexo Pouso Alegre (CIOFFI et al., 2016; WESTIN et al., 2016); Cinturão Mineiro (TEIXEIRA et al., 2015).
169 As idades neoproterozoicas no Criogeniano-Toniano são encontradas nas rochas dos arcos insulares de Arenópolis, Mara Rosa, Anicuns-Itaberaí, no arco magmático continental de Goiás e na Nappe Socorro-Guaxupé (DUFFLES et al., 2016; GENGO, 2014; LAUX, 2004; LAUX et al., 2005; PIMENTEL; FUCK; GIOIA, 2000; PIMENTEL; HEAMAN; FUCK, 1991; PIMENTEL et al., 1997; VINAGRE et al., 2014) (Figura 8-4).
Idades de 0,10-1,25 Ga, encontradas em cristais detríticos de composição isotópica de fonte intermediária à empobrecida, são idades tipo-Grenville e coincidem com as encontradas no Orógeno Sunsás, enquanto que as idades entre 1,30-1,50 Ga são observadas na Província Rondoniano-San Ignácio (BETTENCOURT et al., 2010; TEIXEIRA et al., 2010) e em rochas dos terrenos Jamari, Jauru e Juruena (SCANDOLARA et al., 2016,
in press; TEIXEIRA et al., 2010). Estas observações posicionam o Cráton Amazônico junto ao paleocontinente Rodínia, enquanto que a existência de arcos insulares intraoceânicos do Arco Magmático de Goiás (0,9-1,0 Ga) sugere que um grande oceano separava, entre outros, Amazônia e São Francisco enquanto que o núcleo de Rodínia se formava, entre Laurentia e Oeste África-Amazônia (CORDANI et al., 2010b) (Figura 8-4).
O anfibolito retroeclogítico e a rocha metavulcânica, com idades de cristalização ígnea entre 1,45-1,48 Ga, sugerem correlação às rochas metabásicas do Grupo Votuverava do Terreno Apiaí (CAMPANHA et al., 2015; FALEIROS et al., 2011; SIGA JR et al., 2011a), onde as idades e as tipologias de cristais de zircão se assemelham (Figura 8-4).
Idades do Calimiano ao Orosiriano (1,55-1,75 Ga) não representam densidades importantes em grande parte das amostras, no entanto ocorrem em todas as unidades e podem ser observadas no Terreno Jamari-Juruena (SCANDOLARA et al., 2016, in press). Já no intervalo entre 1,70-2,00 Ga, a densidade de dados é importante, principalmente nas Unidade Serra da Boa Vista e nas rochas metassedimentares da Nappe Liberdade, e em menor expressão na Unidade Santo Antônio, sendo encontradas no embasamento do Terreno Apiaí (CAMPANHA et al., 2015; FALEIROS et al., 2011; SIGA JR et al., 2011a), no Cráton Rio Apa (FALEIROS et al., 2016) e na Província Ventuari-Tapajós (CORDANI; TEIXEIRA, 2007) (Figura 8-4).
Para os cristais de zircão do Orosiriano-Riaciano (2,00-2,35), restritos às unidades Serra da Boa Vista e Santo Antônio, são sugeridas três principais áreas-fonte, duas no continente oriental São Francisco-África: Complexo Pouso Alegre (CIOFFI et al., 2016; WESTIN et al., 2016) e Cinturão Mineiro (TEIXEIRA et al., 2015); e uma no continente ocidental Rodínia: Província Maroni-Itacaúnas CORDANI; TEIXEIRA, 2007) (Figura 8-4). A alta densidade de cristais com idades neste intervalo na Unidade Serra da Boa Vista sugere sedimentação sin-colisional com influência do Cráton São Francisco como fonte para parte de seus sedimentos.
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8.2 Metamorfismo de alta pressão e evolução da subducção
Os retroeclogitos da base da Nappe Liberdade, estudados nesta Dissertação, não preservam as fases minerais de crescimento sob alta pressão, como onfacita, descrita por Campos Neto e Caby (1999). Entretanto exibem feições texturais sugestivas de paragênese pretérita em condições de fácies eclogito recristalizada em fácies anfibolito, são elas: coronas de plagioclásio em torno de cristais de granada indicando a descompressão; cristalização simplectítica entre plagioclásio + quartzo + diopsídio, sugerindo a substituição de cristais de onfacita, ou de clinopiroxênio de alto Al e Si; cristalização de hornblenda, em texturas simplectíticas com plagioclásio, ou substituindo o diopsídio.
Os cristais de zircão em sua maioria são arredondados e ovoides com alto urânio, sem zoneamento e raramente são visíveis núcleos herdados de cristais ígneos preexistentes, a partir dos quais sobrecresceram. Estes grãos apresentam razões Th/U extremamente baixas (0,004-0,029), são pobres em ETR, exibem fraco enriquecimentos à fraco empobrecimentos em ETR pesados (razão YbN/GdN entre 3,42 a 0,45) e menores anomalias negativas de Eu, que diferem dos cristais do protólito ígneo (ver Figura 7-5). O empobrecimento observado em ETR pesados e as menores anomalias negativas de Eu sugerem recristalização subsolidus (HOSKIN; BLACK, 2000) e que eles se desenvolveram em presença de fases minerais ricas em ETR pesados, como granada. Estes cristais metamórficos de zircão apresentam razões 176Hf/177Hf semelhantes aos do protólito, sugerindo recristalização ou precipitação in-situ, a partir de cristais preexistentes (CHEN; NI; XIE, 2007).
Os grãos de granada desta rocha são do tipo almandina com núcleos enriquecidos em MgO, MnO e empobrecidos em CaO em relação às suas bordas (Figuras 7-9 e 7-10). Eles apresentam núcleos mais enriquecidos em ETR, com padrão empobrecido em ETR pesados e menores anomalias negativas de Eu. As bordas dos cristais usualmente apresentam enriquecimento em ETR pesados e maiores anomalias negativas de Eu (Figura 7-6).
O coeficiente de partição ETRDZR/GRT próximo a 1 sugere que houve crescimento concomitante entre zircão e núcleo da granada, enquanto que valores maiores foram observados entre zircão/borda, ilustrando o favorecimento dos ETR pesados ao zircão. O empobrecimento em ETR pesados dos cristais de zircão e o coeficiente de partição entre zircão e granada indicam que o crescimento concomitante se deu quando da cristalização do núcleo da granada, portanto no início da descompressão (figura 7-7).