Evolução tectônica dos ortognaisses dos complexos Juiz de Fora e Mantiqueira na região de Juiz de Fora, MG: Geologia, petrologia e geoquímica

• Autor(a) principal: Duarte, Beatriz Paschoal
• Data de Publicação: 1998
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44134/tde-05012016-153129/
• topic: Brasil; Geologia; Geoquímica; Not available.; Petrologia

A área investigada (região de Juiz de Fora) está inserida no contexto do segmento central da Faixa Ribeira gerada no Neo-Proterozóico/Cambriano durante a Orogênese Brasiliana, na borda sul/sudeste do Cráton do São Francisco. Três escamas de empurrão, imbricads de SE para NW, cavalgam o domínio autóctone: Domínio Tectônico Andrelândia (escama inferior), Domínio Tectônico Juiz de Fora (escama intermediária); e Domínio Tectônico Paraíba do Sul (escama superior). As seguintes unidades litológicas ocorrem no Domínio Tectônico Andrelândia: a) rochas metassedimentares do Ciclo Deposicional Andrelândia com intrusões de metabasitos mesoproterozóicos; e b) seu embasamento constituído de ortognaisses e metabasitos associados do Complexo Mantiqueira, cuja história evolutiva remonta ao Arqueano. Quatro associações litológicas compõem o Domínio Tectônico Juiz de Fora: a) paragnaisses pelíticos e semi-pelíticos com paragêneses diagnósticas para a fácies granulito (Unidade Jardim Glória); b) ortognaisses e metabasitos na fácies granilito (Complexo Juiz de Fora); c) rochas metassedimentares (correlatas ao Ciclo Deposicional Andrelândia) e metabasitos associados; e d) ortognaisses da Suíte Quirino-Dorândia (Complexo Paraíba do Sul). Duas rochas granitóides/charnockitóides intrusivas ocorrem: a) biotita gnaisses da Suíte Intrusiva Matias Barbosa; e b) grandas charnockito. Com exceção de sua porção nororeste, onde predominam contatos normais entre as unidades litológicas, a grande maioria dos contatos deste domínio é tectônica, configurando uma interdigitação entre escamas de rochas ortogranulíticas e escamas de rochas metassedimentares. Em face dos limites geográficos da área investigada, o Domínio Tectônico Paraíba do Sul tem expressão areal bastante reduzida, não tendo sido possível seu detalhamento. Duas associações distintas de rochas, englobadas no Complexo Paraíba do Sul, ocorrem neste Domínio: a) ortognaisses da Suíte Quirino-Dorândia; e b) biotita gnaisse bandado de provável origem sedimentar. Os dois domínios tectônicos investigados em maior detalhe (Domínio Tectônico Andrelândia e Domínio Tectônico Paraíba do Sul) mostram evolução metamórfica e estrutural semelhantes. No entanto, importantes diferenças em estilo estrutural ocorrem, o que é interpretado como conseqüência da superposição de diferentes níveis crustais durante intenso encurtamento promovido pela Orogênese Brasiliana. A fase principal de deformação (\'D IND.1\' + \'D IND.2\') foi responsável por: empilhamento estrutural dos domínios tectônicos; dobramentos apertados a isoclinais associados à foliação penetrativa (\'S IND.2\' ou \'S IND.1\' + \'S IND.2\'); zonas de cisalhamento associadas à formação de rochas miloníticas; e lineação de estiramento, ora mais, ora menos visível. A fase de deformação tardia (\'D IND.3\' e \'D IND.4\') foi responsável pelo dobramento e arqueamento da foliação principal. Esta fase é bastante heterogênea, gerando zonas de cisalhamento dúcteis-rúpteis que giram e localmente transpõem a foliação penetrativa da fase principal. Falhamentos de componente de movimentação normal também ocorrem associados a esta fase tardia. Dois pulsos metamórficos foram identificados. O mais novo (\'M IND.1\'), impresso em todos os domínios tectônicos estudados, se desenvolveu contemporaneamente à fase principal de deformação, o que é caracterizado pela materialização de sua paragênese na foliação principal, gerada durante a Orogênese Brasiliana. \'M IND.1\' evoluiu sob regime de pressão intermediária e teve ápice térmico durante o desenvolvimento de \'D IND.2\'. Para cada domínio, este metamorfismo mostrou ter evoluído sob condições específicas de temperatura e/ou pressão de fluidos. O Domínio Tectônico Andrelândia é caracterizado pelo desenvolvimento de paragêneses da fácies anfibolito superior (zona da sillimanita). O Domínio Tectônico Juiz de Fora registra evidências de que durante \'M IND.1\' houve gradientes de temperatura e/ou pressão de fluidos: as rochas metassedimentares sofreram reações de desidratação, enquanto que os ortogranulitos do Complexo Juiz de Fora foram hidratados, principalmente ao longo da foliação principal e zonas de cisalhamento referentes a \'D IND.2\'. As rochas metapelíticas (s.s) do Domínio Tectônico Juiz de Fora, em geral não desenvolveram paragêneses inequívocas para fácies metamórfica. Entretanto, nas rochas meta-semipelíticas este metamorfismo desenvolveu paragêneses com ortopiroxênio e processo de fusão parcial a vapor ausente. Com base em dados de campo, análise petrográfica e cálculos geotermobarométricos, o metamorfismo \'M IND.1\' evoluiu sob condições de T > 700 - 750 graus C, P entre 6 e 7 Kb e gradientes de \'P IND. H20\'. A integração dos dados permitiu a elaboração de modelo metamórfico desenvolvido ao longo de caminho P-T-t horário, com período de descompressão isotérmica. O pulso metamórfico mais antigo (\'M IND.o\') é somente registrado do Complexo Juiz de Fora e em alguns litotipos do Complexo Mantiqueira, nos quais uma paragênese granoblástica, diagnóstica para a fácies granulito, é claramente anterior ao desenvolvimento da foliação principal Brasiliana e às paragêneses a ela associadas. Enquanto que no Domínio Tectônico Andrelândia ocorrem faixas de pequena espessura e extensão de rochas granulíticas, as paragêneses de \'M IND.o\' são registradas em todos os litotipos do Complexo Juiz de Fora, inclusive em leucossomas e paleossomas de litotipos migmatíticos. Cálculos termométricos indicam temperaturas entre \'APROXIMADAMENTE\' 800 e 895 graus C para as condições pico do metamorfismo \'M IND.o\'.Em função da inexistência de barômetros adequados, as condições de pressão baixa a intermediária (?) deste pulso metamórfico foram avaliadas a partir da composição química do anfibólito em equilíbrio com a paragênese granulítica de \'M IND.o\'. A integração dos dados levou à elaboração de um modelo de metamorfismo passivo para \'M IND.o\', promovido por fluídos carbônicos e calor provenientes de magma básico acrescionado à base da crosta (underplating) durante um evento distensivo. Foi proposto um caminho P-T-t anti-horário para \'M IND.o\', com período de resfriamento isobárico. Os Complexos Juiz de Fora e Mantiqueira são constituídos de rochas que podem ser agrupadas em três trends distintos: 1) rochas iontermediárias a ácidas calcioalcalinas; b) rochas básicas toleíticas; e 3) rochas básicas de afinidade alcalina. A análise quantitativa, dos dados de litogeoquímica mostrou que, para ambas as unidades, a petrogênese das rochas básicas é dissociada daquela das rochas intermediárias a ácidas. A partir de critérios estatísticos e/ou petrológicos, foi possível individualizar suítes e/ou grupos dentro de cada uma destas unidades e efetuar seu modelamento petrogenético com base nos ETR. As rochas calcioalcalinas do Complexo Mantiqueira formam quatro agrupamentos petrogeneticamente distintos e restritos em termos de variação de \'SiO IND.2\'. A partir de modelamento geoquímico, processo de fusão parcial crustal é atribuído à gênese de cada uma destes agrupamentos. As rochas básicas toleíticas formam um agrupamento muito heterogêneo, o que é interpretado como geração a partir de fontes diversas. Foram encontradas assinaturas do tipo E-MORB e intra-placa continental. As rochas básicas alcalinas têm assinaturas típicas de ambiente intra-placa e dados de campo apontam para um contexto continental. Dentre as rochas calcioalcalinas do Complexo Juiz de Fora, pode ser individualizada uma suíte relativamente expandida de rochas cogenéticas. Sua gênese é atribuída a um complexo processo de diferenciação magmática, através da associação de cristalização fracionada e assimilação simples. As rochas básicas toleíticas desta unidade formam também um grupo petrogeneticamente heterogêneo entre si e em relação às rochas alcalinas. Esta heterogeneidade é interpretada como função do envolvimento de fontes distintas na gênese dos magmas geradores destas rochas. Dentre as rochas toleíticas ocorrem assinaturas de ambiente oceânico (N-MORB e E-MORB) e intra-placa continental (tipo platô e E-MORB).As rochas alcalinas caracterizam ambiente intra-placa oceânica ou continental. As assinaturas geoquímicas das rochas dos Complexos Juiz de Fora e Mantiqueira mostram-se análogas àquelas de ambientes tectônicos modernos. Ambas as unidades apresentam características químicas de ambientes extensionais (oceânicos e/ou continentais) para as rochas básicas e compressivos (arcos vulcânicos e/ou magmáticos) para as intermediárias e ácidas. Os dados obtidos sugerem que as rochas básicas de ambiente intra-placa representam um estágio tardio na evolução destes Complexos. A integração dos dados obtidos com os disponíveis na literatura mostra que os Complexos Juiz de Fora e Mantiqueira representam unidades litológicas distintas. As importantes diferenças geoquímicas e petrogenéticas identificadas são atribuídas à estabilidade do ambiente tectônico que gerou cada uma destas unidades. O ambiente de formação das rochas do Complexo Mantiqueira, de evolução Arqueana a Paleoproterozóica, era incapaz de gerar e manter câmaras magmáticas. Isto caracteriza grande instabilidade e um regime tectônico rápido, promovidos, provavelmente, por um alto fluxo térmico e um padrão turbulento de correntes de convecção mantélicas. Por outro lado, o ambiente de formação das rochas do Complexo de Juiz de Fora, de evolução Arqueana (?) a Paleoproterozóica, apresentava características tectônicas relativamente mais estáveis e, portanto, era capaz de gerar e manter câmaras magmáticas. Esta relativa estabilidade é atribuída a padrões mais organizados e estáveis de correntes de convecção mantélicas, provavelmente instalados no Paleoproterozóico, quando o fluxo térmico era mais baixo. Integrando os resultados obtidos, propõe-se que o Complexo Juiz de Fora tenha evoluído desde um ambiente compressivo de raiz de arco magmático até um ambiente distensivo que acolheu o metamorfismo granulítico destas rochas, promovido por underplating magmático. O cavalgamento do Domínio Tectônico Juiz de Fora (onde ocorre o Complexo Juiz de Fora) sobre o Domínio Tectônico Andrelândia (onde ocorre o Complexo Mantiqueira) ocorreu durante a Orogênese Brasiliana. Entretanto, suas posições relativas em períodos anteriores não são conhecidas.