Evolução petrológica e contexto geodinâmico das rochas intrusivas básicas ediacaranas do sudeste do cinturão Dom Feliciano, RS

Abstract

A ocorrência de magmas basálticos hidratados tem sido considerada um marcador petrogenético fundamental para analisar a evolução geodinâmica de cinturões orogênicos a pós-colisionais. Adicionalmente, estas rochas básicas documentam os processos de interação entre o manto e a crosta, contribuindo para a evolução crustal por meio da transferência de material e calor. No extremo sul do Brasil registra-se expressivo magmatismo junto ao Cinturão Dom Feliciano (CDF), como produto dos processos de colagem orogênica durante o Brasiliano-Pan-Africano. As áreas de estudo se localizam na porção oriental deste cinturão, no Terreno Pelotas, o qual se constitui essencialmente por granitoides Criogenianos e Ediacaranos, com rochas dioríticas e gabroicas subordinadas. O objetivo central desta Tese foi investigar a evolução petrológica e a cronologia do magmatismo vinculado às rochas intrusivas básicas, na porção sudeste do CDF. Para tal, foram realizados estudos de campo, análises mineralógicas, petrográficas, de composição mineral (EMPA-WDS), químicas em rocha-total, e geocronológicas (U-Pb SHRIMP/LA-ICP-MS em zircão) nos corpos mais representativos da área: Gabros Passo da Fabiana (GPF), Diorito Alto Alegre (DAA), e Diorito Capim Branco. As texturas e composições minerais apontam para uma evolução magmática complexa, com processos sobrepostos que resultaram em considerável dispersão composicional e textural. Estas feições foram interpretadas como produto de uma combinação, em diferentes graus, de acumulação, com processos evolutivos em sistema aberto causando considerável desequilíbrio. Temperaturas e pressões médias foram estimadas para os três corpos, variando entre 1018-1248 ºC, e 3-10,7 kbar. Sugere-se para estes magmas derivação a partir de líquidos fracionados de fontes peridotíticas, compatíveis com cumulados máficos de ambientes de arco. As afinidades químicas denotam líquidos subalcalinos, com assinatura cálcio-alcalina. Os dados geocronológicos indicaram que o posicionamento das rochas básicas analisadas (GPF e DAA) ocorreu no intervalo de 590-560 Ma. Assim, foi possível delinear que um importante componente do manto participou da evolução geodinâmica tardia do cinturão. Neste contexto, a redução das tensões compressivas possibilitou a geração e a colocação dos magmas basálticos hidratados, na porção sudeste do Cinturão Dom Feliciano.

The occurrence of hydrous basaltic magmas has been considered an essential petrogenetic marker to analyze the geodynamic evolution of orogenic to post-collisional belts. Additionally, these basic rocks record the mantle-crust interaction and contribute to the crustal evolution through material and heat transference processes. In southernmost Brazil, expressive magmatism occurs in the Dom Feliciano Belt (DFB), as a product of orogenic collage processes during the Brasiliano-Pan-African Orogeny. The study areas are located in the eastern portion of this belt (Pelotas Terrane), which consists essentially of Cryogenian and Ediacaran granitoids, with subordinate dioritic and gabbroic rocks. The main goal of this study was to investigate the petrological evolution and the chronology of the basic intrusive magmatism in the southeastern portion of the DFB. Field studies, and mineralogical, petrographic, mineral composition (EMPA-WDS), chemical whole-rock, and geochronological (U-Pb SHRIMP/LA-ICP-MS in zircon) analyses were carried out in the most representative bodies of the region: Passo da Fabiana Gabbros (PFG), Alto Alegre Diorite (AAD), and Capim Branco Diorite. The textures and mineral compositions point to a complex magmatic evolution, with superimposed processes that resulted in considerable scatter in chemical compositions, and diversified textures. These features were interpreted as the product of a combination, in different degrees, of accumulation, with open system evolutionary processes causing considerable disequilibrium. Mean temperatures and pressures were estimated for the three bodies, ranging from 1018-1248 ºC, and 3-10.7 kbar. We suggested that these magmas derive from fractionated liquids of a peridotite source, compatible with arc-related mafic cumulates. Chemical affinities point to subalkaline liquids, with calc-alkaline fingerprints. The geochronological data indicated that crystallization of the analyzed basic rocks (PFG and AAD) occurred between 590-560 Ma. Thereby, we conclude that an important mantle component was involved in the late geodynamic evolution of the belt. In this context, the reduction of the compressive tectonic settings enabled the generation and emplacement of the hydrous basaltic magmas, in the southeastern Dom Feliciano Belt.