Origem e significado tectônico dos complexos metavulcano-sedimentares do Cinturão Irumide Sul na Província de Tete, NW de Moçambique

Abstract

Nesta tese foi investigada a origem e evolução dos complexos metavulcano-sedimentares do Cinturão Irumide Sul na Província de Tete, noroeste de Moçambique. Os complexos Zâmbuè, Fíngoè, Cazula e Chidzolomondo foram selecionados para o estudo de proveniência de zircão detrítico com a datação U-Pb e avaliação das composições isotópicas Lu-Hf, geoquímica de rocha total e química mineral. O Cinturão Irumide Sul consiste em um cinturão de idade Mesoproterozoica formado a margem norte do Cráton do Zimbábue e que compõem o conjunto de cinturões orogênicos do Ciclo Grenviliano na região sudeste da África. A sua evolução registra um Ciclo de Wilson completo com a abertura e o fechamento de um oceano existente entre os crátons Zimbabwe e Bangweulu entre 1400-1000 Ma, caracterizando a Orogênese Irumide. Os complexos supracrustais do cinturão foram interpretados como bacias de margem passiva e bacias de arco deformadas e metamorfizadas durante a colisão entre os dois crátons. O Supergrupo Zâmbuè compreende uma sucessão de ortoquartzitos e meta-arcóseos com a ocorrência subordinada de xistos calci-silicaticos, mármores e um complexo basal de orto e paragnaisses. Os complexos Fíngoè e Cazula são compostos por meta-arenitos, xistos calci-silicáticos e metapelitos intercalados com rochas metavulcânicas félsicas, máficas e ultramáficas. O Complexo Chidzolomondo compreende gnaisses básicos a intermediários de origem vulcânica, gnaisses pelíticos, calci-silicáticos e quartzo-feldspáticos migmatíticos, metamorfizados na fácies granulito. A datação U-Pb em zircão detrítico de cinco amostras metassedimentares dos complexos estudados mostraram áreas fonte principais mesoproterozoicas com idades entre 1360 e 1080 Ma. As determinações isotópicas Lu-Hf em zircão mostraram valores de εHf(t) predominantemente positivos entre +2 e +10 e as idades modelo HfTDM entre 2,0 e 1,2 Ga, indicando uma assinatura isotópica juvenil, relacionada ao magmatismo de arco do cinturão. As contribuições menores de cristais de zircão Arqueano e do Paleoproterozoico evidenciam a proximidade do arco com um núcleo cratônico, ou mesmo a existência de um embasamento ensiálico para o cinturão. As idades máximas de deposição variaram entre 1121 e 1077 Ma, caracterizando um padrão de proveniência marcado por picos de idade muito próximos às idades máximas de deposição, atestando que os complexos foram formados como bacias relacionadas ao arco magmático. A datação das bordas dos cristais de zircão obtidas em amostras de gnaisse pelítico, metagabro e gnaisses charnoquíticos do Complexo Chidzolomondo evidenciaram a ocorrência de ao menos três eventos metamórficos no cinturão. Estes eventos registram a transição da fase acrescionária para a fase colisional da Orogênese Irumide. O evento M1 é relacionado a fase acrescionária e ao magmatismo sin-colisional com idade de 1092 Ma. O evento M2 registra o metamorfismo do pico da colisão continental em ~1060 Ma. O evento M3 registra o metamorfismo de contato associado à intrusão dos corpos gabróicos e charnoquíticos no ambiente pós-colisional com idades de magmatismo e metamorfismo em ~1025 Ma.

This thesis investigated the origin and evolution of the metavolcano-sedimentary complexes of the Southern Irumide Belt in Tete Province, northwest Mozambique. The Zâmbuè, Fíngoè, Cazula and Chidzolomondo complexes were selected for evaluation of the source areas through detrital zircon U-Pb dating and Lu-Hf isotopic determination, whole-rock geochemistry and mineral chemistry. The Southern Irumide Belt consists of a Mesoproterozoic orogenic belt formed to the north of the Zimbabwe Craton which makes up the Grenvillian orogenic Cycle in southeastern Africa. The evolution of the belt records the opening and closure of an ocean between the Zimbabwe and Bangweulu cratons between 1400-1000 Ma, characterizing the Irumide Orogeny. The supracrustal complexes of the belt were interpreted as deformed and metamorphosed passive margin and arc-related basins. The Zâmbuè Supergroup comprises a succession of orthoquartzites and meta-arkoses with subordinate occurrence of calcic-silicatic schists, marbles and a basal complex of ortho and paragneisses. The Fíngoè and Cazula complexes are composed of metasandstones, calcic-silicatic schists and metapelites interlayered with felsic, mafic and ultramafic metavolcanic rocks. The Chidzolomondo Complex comprises basic to intermediate granulitic gneisses of volcanic origin, pelitic, calcic-silicatic and quartz-feldspathic gneisses. U-Pb detrital zircon dating from five metasedimentary samples of the complexes show similar source areas, with ages between 1360 and 1080 Ma. The provenance pattern marked by age peaks very close to the maximum depositional ages shows that the complexes were formed as arc-related basins. The dating of metamorphic rims in zircon crystals from a pelitic gneiss, a metagabbro and a charnockitic gneiss of the Chidzolomondo Complex evidenced the occurrence of at least three metamorphic events in the belt. These events record the transition from the accretionary phase to the collisional phase of the Irumide Orogeny. The M1 event is related to the accretionary phase and syn-collisional magmatism at ca. 1092 Ma. The M2 event records the peak metamorphism of the continental collision at ~1060 Ma. The M3 event records the thermal metamorphism related to the intrusion of gabbroic and charnockitic bodies in the post-collisional setting with metamorphism and magmatism ages at ~1025 Ma.