info:eu-repo/semantics/article
ENSIALIC TECTONIC SETTING OF THE ARCHAEAN RIO DAS VELHAS GREENSTONE BELT: Nd AND Pb ISOTOPIC EVIDENCE FROM THE BONFIM METAMORPHIC COMPLEX, QUADRILÁTERO FERRÍFERO, BRAZIL
POSICIONAMENTO ENSÍALICO DO GREENSTONE BELT RIO DAS VELHAS: EVIDÊNCIAS ISOTÓPICAS DE Nd E Pb DO COMPLEXO METAMÓRFICO BONFIM, QUADRILATERO FERRIFERO, BRASIL
Autor
CARNEIRO, MAURÍCIO A.
TEIXEIRA, WILSON
CARVALHO JUNIOR, IRNEU MENDES DE
FERNANDES, RINALDO AFRANIO
Institución
Resumen
The Bonfim Metamorphic Complex is one of the sialic fragments that make up the Archaean crust of the Southern Sao Francisco Craton, eastern Brazil. The northern part of the Bonfim Metamorphic Complex, located in the Quadrilatero Ferrifero region, was investigated on the basis of petrology, geochemistry and U-Pb and Sm-Nd geochronology. This complex comprises eight lithostratigraphic units, six of them NeoArchaean in age, composed of trondhjemitic to granitic gneisses, intrusive granitoids and amphibolites. The other two units are Mesoproterozoic and probably Phanerozoic mafic dikes. The origin of rock protoliths of the Bonfim Metamorphic Complex goes back to the 3200 Ma ago, as suggested by inherited U-Pb age components and Sm-Nd (TDM) crust formation ages. The main evolution of the Northern Bonfim Metamorphic Complex was associated with the Rio das Velhas Tectonothermal Event (2780 - 2700 Ma) that correlates with major NeoArchaean events in the Southern Sao Francisco Craton. The Rio das Velhas event, in the Northern Bonfim Metamorphic Complex, is characterized by widespread metamorphism, calc-alkaline (tonalite bodies) and tholeiitic magmatism within both the sialic crust and Rio das Velhas greenstone belt. The geological features together with geochemical signatures suggest a convergent margin setting for the Neoproterozoic evolution, which final steps are represented by an intrusive granite activity dated by U-Pb zircon at 2703 ± 24/20 Ma. During the Proterozoic, the NeoArchaean crust was affected by thermotectonic overprints, under low-grade facies metamorphic conditions, as suggested by resetting of the Rb-Sr (whole rock), and K-Ar (mineral) isotopic systems. Finally, from the petrological, geochemical and geochronological data, this paper presents a global tectonic model for the geological evolution from the Meso- to NeoArchaean in the Quadril&tero Ferrifero region. This model comprises the following geological setting and processes: active margins, mantelic plumes, magma mixing and mingling, partial melting of the lower Archaean sialic crust by mantelic underplating, extensional tectonics and ocean basin generation, ultramafic, mafic, calc alkaline and granite magmatism, tectonic inversion and closing basin during the Rio das Velhas Tectonothermal Event. O Complexo Metamorfico Bonfim é um dos vários fragmentos de idade arqueana que constituem a crosta sialica da porção meridional do Craton do São Francisco, situado na região leste do território brasileiro. A porção setentrional do Complexo, localizada na região do Quadrilátero Ferrífero, consiste de oito unidades litoestratigráficas, das quais seis são neoarqueanas e formadas por gnaisses de composiçao trondhjemitica a granitica, granitoides intrusivos e diques anfiboliticos. As outras duas, uma e do Mesoproterozóico e a outra, provavelmente, do Fanerozoico. A nucleação primitiva deste complexo teve inicio no Mesoarqueano, há cerca de 3200 Ma atras, como sugerido pelas idades modelo Sm-Nd (TDM) e pela herança isotopica de Pb encontrada no nucleo de zircoes dos gnaisses estudados. No entanto, esta crosta primitiva foi severamente retrabalhada no decorrer do Evento Tectonotermal Rio das Velhas (2780 - 2700 Ma). No decorrer deste evento, além do metamorfismo impresso nas rochas do Complexo Metamorfico Bonfim Setentrional, a crosta sialica e o greenstone belt Rio das Velhas, na regiao do Quadrilatero Ferrifero, foram palco de magmatismo calcio-alcalino e tholeiitico. As caracteristicas geologicas deste evento, suportadas pela assinatura geoquimica das rochas do Complexo Metamorfico Bonfim Setentrional, sugerem um ambiente tectonico similar a aquele das margens convergentes atuais. Pequenos corpos e diques de rochas graniticas, com idade em torno de 2703 ± 24/20 Ma, datadas pelo metodo U-Pb em zircões, intrudem o Complexo Metam6rfico Bonfim Setentrional, encerrando a evolução tectonica neoarqueana da regiao estudada. Durante o Proterozoico, as rochas do Complexo Bonfim foram sucessivamente afetadas por processes metam6rficos de baixo grau que promoveram reajustes isotopicos variaveis nos sistemas Rb-Sr (rocha total) e K-Ar (em minerais). Finalmente, a partir dos dados petrologicos, geoqufmicos e geocronologicos dispomveis, apresenta-se um modelo tectonico global para explicar a evolução tectonica do Quadrilatero Ferrifero do Meso- ao Neoarqueano. Este modelo envolve os seguintes ambientes e processes geológicos: margens convergentes, plumas mantelicas, mistura de magmas, acumulação de material mafico na base da crosta sialica arqueana e sua fusao parcial, injeção e contaminação magmatica, tectonica extensional, formação de bacias, oceanização, magmatismo granitico, calcio-alcalino, mafico e ultramafico, fechamento e inversao de bacia sedimentar durante o Evento Tectonotermal Rio das Velhas.