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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Petrografia, geoquímica, geologia isotópica e geocronologia dos diques máficos do sul do estado do Espírito Santo, Orógeno Araçuaí
Authors: Raissa Santiago Mendes
First Advisor: Fabricio de Andrade Caxito
First Co-advisor: Mirna Aparecida Neves
First Referee: Antonio Carlos Pedrosa Soares
Second Referee: Gláucia Nascimento Queiroga
Abstract: Na costa do sudeste do Brasil, enxames de diques máficos intrudiram o embasamento pré-cambriano, colocados em importantes estruturas regionais de tendências NW-SE, como os lineamentos de Alegre e Piúma. Durante muito tempo, a maioria desses diques foi relacionada com a ruptura do Gondwana Ocidental e com os derrames basálticos da província ígnea Paraná-Etendeka. Recentemente, no entanto, datações U-Pb sugeriram que pelo menos alguns desses diques teriam sido colocados em ca. de 500-490 Ma, durante o colapso gravitacional do Orógeno Araçuaí. Para esclarecer esta questão, apresenta-se aqui o primeiro estudo sistemático de diques máficos no sul do estado do Espírito Santo. Os resultados indicam que os diques colocados nos mesmos lineamentos estruturais podem, de fato, ser separados em dois grupos, de acordo com distintas características petrográficas, geoquímicas, isotópicas e geocronológicas. Os diques do Grupo 1 são toleíticos, mostram REE moderadamente fraccionado, 87Sr/86Sr(i) de 0,7041 - 0,7065, Nd(t) de -3,4 a -5,5 e TDM entre 0,8 e 1,5 Ga. As fontes do manto são, provavelmente, representadas por SCLM (manto litosférico subcontinental) enriquecido no campo de estabilidade do espinélio (<40 km). Os diques do grupo 2 são alcalinos, mostram REE altamente fracionado, maior 87Sr/86Sr(i) de 0,7064 - 0,7088, Nd(t) mais negativo Nd(t) <-12 e TDM mais antigo em torno de 1,7-1,9 Ga. As fontes do manto eram profundas (> 40 km), no campo de estabilidade da granada, e foram diferenciados por cristalização fracionada com assimilação crustal muito importante. Os zircões mais novos recuperados dos diques do Grupo 1 apresentaram uma idade Concordia de 141,9 ± 1,9 Ma, vinculando esse grupo com a evolução das bacias Fanerozóicas da costa brasileira. Por outro lado, os zircões mais jovens dos diques do Grupo 2 forneceram uma idade Concordia de 504,7 ± 6,9 Ma, indicando que esses diques são contemporâneos com os complexos intrusivos da Supersuite G5. Este grupo provavelmente está relacionado com a delaminação da crosta e slab break-off após a fase de colapso gravitacional do Orógeno Araçuaí. Os resultados sugerem que os lineamentos estruturais foram ativos em pelo menos três episódios distintos: primeiro, no Cambriano, durante o colapso do Orógeno Araçuaí, quando serviram de condutos tanto para os plutons da Supersuite G5 quanto para os diques alcalinos do Grupo 2; segundo, durante o rifte do Gondwana no Jurássico Superior-Cretáceo Inferior, quando serviram como condutos para os diques toleíticos do Grupo 1; e terceiro, durante o Cenozóico, quando foram reativados como falhas normais. Este estudo demonstra a importância da análise geoquímica, isotópica e geocronológica para a compreensão da evolução e do contexto geodinâmico dos enxames de diques máficos, especialmente em áreas com episódios de magmatismo máfico desenvolvidos em diferentes contextos tectônicos, provenientes de fontes distintas e diferenciados através de processos distintos no tempo e espaço.
Abstract: In the Southeastern Brazilian Coast, mafic dyke swarms crosscut the Precambrian basement, emplaced in important regional NW-SE trending structures such as the Alegre and Piúma lineaments. For a long time, the majority of those dykes were related to West Gondwana break-up and basalt flows of the Paraná-Etendeka igneous province. Recently, however, U-Pb dating suggested that at least some of those dykes were emplaced around 500-490 Ma ago, during the collapse of the Araçuaí Orogen. In order to clarify this issue, we present the first systematic study of mafic dykes in the Southern Espírito Santo State. Our results indicate that dykes emplaced in the same structural lineaments can, in effect, be separated in two groups, according to distinct petrographic, geochemical, isotopic and geochronological characteristics. Group 1 dykes are tholeiitic, show moderately fractionated REE, 87Sr/86Sr(i) of 0.7041 0.7065, Nd(t) of -3.4 to -5.5 and TDM between 0.8 and 1.5 Ga. Their mantle sources were shallow (<40 km in depth), probably represented by enriched SCLM (subcontinental lithospheric mantle) in the spinel stability field. Group 2 dykes are alkaline, show highly fractionated REE, higher 87Sr/86Sr(i) of 0.7064 0.7088, more negative Nd(t) < -12 and older TDM around 1.7-1.9 Ga. The mantle sources were deep (>40 km), in the garnet stability field, and they were differentiated through fractional crystallization with very important crustal assimilation. The youngest zircons recovered from the Group 1 dykes yielded a Concordia age of 141.9 ± 1.9 Ma, linking this group with syn-rift evolution of the Phanerozoic Brazilian Coast Basins. On the other hand, the youngest zircons from the Group 2 dykes yielded a Concordia age of 504.7 ± 6.9 Ma, thus indicating that those alkaline dykes are coeval with the intrusive complexes of the G5 Supersuite. This Group is probably related to crustal delamination and slab break-off following the gravitational collapse phase of the Araçuaí Orogen. Our results suggest that the structural lineaments were active in at least three distinct episodes: first, in the Cambrian, during the Araçuaí Orogen collapse, when they served as conduits for both the G5 Supersuite plutons and alkaline dykes of Group 2; second, during the Upper Jurassic Lower Cretaceous rifting of Gondwana, when they served as conduits for the tholeiitic dykes from Group 1; and third, during the Cenozoic, when they were reactivated as normal faults. This study demonstrates the power of geochemical, isotope and geochronological analysis for understanding the evolution and geodynamic context of mafic dyke swarms, especially in areas with overlapping mafic magmatism episodes developed in distinct tectonic settings, coming from distinct sources and differentiated through distinct processes in time and space.
Subject: Petrologia
Geoquímica
Tempo geologico
Espirito Santo (Estado)
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/IGCC-B5PQLM
Issue Date: 19-Oct-2017
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