Geologia isotópica Sr-Nd do Complexo Santa Maria Chico, Cráton Río de la Plata

Abstract

Esta dissertação de mestrado está estruturada em torno do artigo “Isótopos de Sr e Nd na evolução do Complexo Santa Maria Chico, Cráton Río de la Plata, Sul do Brasil.” no qual são apresentados e discutidos dados isotópicos de Sr e Nd para rochas de protólitos ígneos do Complexo Santa Maria Chico (CSMC), no oeste do Escudo Sulrio- grandense, que corresponde a um fragmento do Cráton Río de la Plata. O CSMC é formado por rochas metamórficas paleoproterozoica de alto grau, que são subdivididas em i) associação máfica-ultramáfica (AMU, que registra metamorfismo de fácies granulito e consiste em metaultramafitos, granulitos, gnaisses gabroicos a anortosíticos; ii) associação tonalítico-trondhjemítica (ATT, metamorfismo de fácies anfibolito, contem ainda gnaisses graníticos subordinados); e iii) associação paraderivada (AP) com gnaisses quartzo-feldspáticos e silimanita gnaisses com mármores, quartzitos e BIFs subordinadas. AMU possui afinidade toleítica, baixos teores de SiO2 e alto MgO, enriquecimento em LILE e depleção em HFSE quando normalizado ao manto primitivo, com cristalização fracionada e pequenas assimilações crustais como principal processo de evolução magmática. As assinaturas isotópicas sugerem uma associação de origem mantélica com 87Sr/86Sr(2,1Ga) de 0,700924 a 0,704864; 143Nd/144Nd(2,1Ga) de 0,509903 a 0,510096; ƐNd(2,1Ga) -0,29 a 3,49 e TDM de 2,1 a 2,4 Ga. ATT é de afinidade cálcico-alcalina, mais diferenciada no teor de SiO2 com relação à AMU, enriquecida em LILE e HFSE normalizada ao manto primitivo, tendo cristalização fracionada e assimilações crustais muito atuantes durante a diferenciação, com fontes diferentes comparada à AMU. As assinaturas isotópicas também denotam origem mantélica, com 87Sr/86Sr(2,1Ga) de 0,701254 a 0,708815, 143Nd/144Nd(2,1Ga) de 0,511022 a 0,512171, ƐNd(2,1Ga) de -3,71 a 2,17 e TDM de 2,3 a 2,6 Ga. Ambas as associações apontam para o manto primitivo como fonte, com participação de crosta continental, uma vez que as razões se assemelham às da associação paraderivada, ocorrendo em ambientes dos arcos de ilha que evoluíram para arcos continentais no Cráton Río de la Plata, respectivamente, entre 2,4 e 2,1 Ga.

This Master Thesis is intended as a background for the paper “Sr and Nr isotopic constraints in the evolution of the Santa Maria Chico Complex, Río de la Plata Craton, South Brazil.” In which Sr and Nd isotope data for the igneous protoliths of Santa Maria Chico Complex (SMCC) are presented and discussed. Situated in the West of the Sulrio- grandense Shield, the SMCC corresponds to a fragment of the Río de la Plata Craton. SMCC is composed of Paleoproterozoic high grade metamorphic rocks, and is subdivided in i) Mafic-ultramafic unit (AMU, that records granulite facies metamorphism and comprises metaultramafics, granulites and gneisses of gabbroic to anorthositic composition; ii) Tonalitic-trondhjemitic unit (ATT, that records amphibolite facies metamorphism and comprises, beside tonalitic and trondhjemitic gneisses, subordinated granitic gneisses; and iii) Paraderived unit (AP) with quartzofeldspathic and sillimanite gneisses with minor occurrences of marble, quartzite and BIF. AMU has tholeiitic affinity, low SiO2 and high MgO, enriched in LILE and depleted in HFSE normalized to primitive mantle, with crystal fractioning and little crustal assimilation as its main magmatic evolution processes; isotope signature suggests mantellic source with 87Sr/86Sr(2,1Ga) from 0,700924 to 0,704864; 143Nd/144Nd(2,1Ga) from 0,509903 to 0,510096; ƐNd(2,1Ga) from -0,29 to 3,49 and TDM of 2,1 to 2,4 Ga. ATT has calc-alkaline affinity, more differentiate in the SiO2 amount compared to AMU, enriched in both LILE and HFSE normalized to primitive mantle, having important influence of crustal assimilation and crystal fractioning throughout magma evolution when compared to AMU; isotope signatures also denote mantellic source, with 87Sr/86Sr(2,1Ga) from 0,701254 to 0,708815, 143Nd/144Nd(2,1Ga) from 0,511022 to 0,512171, ƐNd(2,1Ga) from - 3,71 to 2,17 and TDM of 2,3 to 2,6 Ga. Both units have primitive mantle source, with participation of continental crust, since their isotope ratios are similar to those of the paraderived unit, occurring in an island arc environment that evolved to continental arc, in the Río de la Plata Craton, at 2.4 and 2.1 Ga, respectively.