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Title: Petrogênese de rochas metaultramáficas do Quadrilátero Ferrífero e adjacências e geocronologia de terrenos associados.
Authors: Fonseca, Gabriela Magalhães da
metadata.dc.contributor.advisor: Jordt, Hanna Evangelista
Queiroga, Gláucia Nascimento
Keywords: Geocronologia
Geoquímica
Issue Date: 2017
metadata.dc.contributor.referee: Jordt, Hanna Evangelista
Medeiros Júnior, Edgar Batista de
Zincone, Stéfano Albino
Szabo, Gergely Andres Julio
Uhlein, Alexandre
Citation: FONSECA, Gabriela Magalhães da. Petrogênese de rochas metaultramáficas do Quadrilátero Ferrífero e adjacências e geocronologia de terrenos associados. 2017. 108 f. Tese (Doutorado em Evolução Crustal e Recursos Naturais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2017.
Abstract: No Quadrilátero Ferrífero (QF), Cinturão Mineiro (CM) e Complexo Mantiqueira (CMA) encontram-se muitos corpos de esteatito e serpentinito e raros corpos de rochas metaultramáficas que preservam algum mineral e/ou textura da rocha ígnea original. O estudo petrogenético comparativo destes corpos objetivou obter informações sobre o tipo de magmatismo ultramáfico nas adjacências de Rio Manso, Amarantina, Mariana, Lamim, Queluzito e Lagoa Dourada. Adicionalmente foi realizada uma investigação detalhada, em termos geoquímicos e geocronológicos, dos terrenos de gnaisses atribuídos ao Complexo Mantiqueira (CMA) e Complexo Santa Bárbara (CSB) encaixante de inúmeros corpos ultramáficos a leste do QF. Os afloramentos das rochas metaultramáficas ocorrem na forma de blocos de metros a decâmetros, são maciços e estão encravados em terrenos gnáissicos do embasamento de composição granítica a tonalítica, que frequentemente apresentam intercalações de anfibolitos concordantes com a bandamento. Com exceção das amostras de Rio Manso que possuem textura spinifex, os metaperidotitos preservam uma textura equigranular plutônica com minerais ígneos como olivina, piroxênio e espinélio distribuídos em uma matriz metamórfica fina composta por talco, serpentinas, cloritas, anfibólios e minerais opacos. Os corpos das rochas encaixantes são constituídos por gnaisses de composição granítica a tonalítica, em alguns locais apresentam intercalações de níveis anfibolíticos, geralmente concordantes com o bandamento. Os metaperidotitos, com exceção das amostras de Rio Manso que possuem textura spinifex, possuem textura equigranular, que é característica de origem plutônica, com minerais ígneos preservados como olivina, piroxênio e espinélio distribuídos em matriz metamórfica fina com talco, serpentinas, cloritas, anfibólios e minerais opacos. O estudo geoquímico dos corpos ultramáficos do QF e CM, especialmente em relação ao conteúdo de ETR, juntamente com dados de petrografia, química mineral e metamorfismo, mostrou que as rochas metaultramáficas são semelhantes a peridotitos komatiiticos. A comparação da composição química com rochas komatitiiticas de outras partes do mundo mostra que os metaperidotitos são quimicamente semelhantes aos komatiitos não-desfalcados em alumínio, com conteúdo de MgO > 22% em peso e TiO2 < 0,9% em peso. Os litotipos encontrados no QF possuem empobrecimento em ETRL, possivelmente refletindo a fonte mantélica, enquanto as rochas do CM são enriquecidas em ETRL, sugerindo uma fonte de manto, possivelmente metassomatizado, mais rica nesses elementos. Portanto, os resultados deste trabalho sugerem que houve dois eventos de magmatismo ultramáfico nas regiões estudadas. O mais antigo, no QF (regiões de Amarantina, Rio Manso e Mariana), que teve como fonte manto empobrecido, está associado ao greenstone belt Rio das Velhas arqueano. O segundo tipo, no CM (regiões de Lamim, Queluzito e Lagoa Dourada) possivelmente originou-se a partir de manto metassomatizado durante acreção do arco magmático paleoproterozoico que deu origem ao CM. Os terrenos gnáissicos atribuídos ao CMA a leste do QF foram caracterizados com detalhe por serem encaixantes de inúmeros corpos metaultramáficos. Predominam biotita gnaisses, leucognaisses e augen gnaisses que possuem características químicas de três grupos: TTGs, formados pela fusão de rochas metaígneas máficas, biotita gnaisse, provenientes da fusão de TTGs e metassedimentos, e granitos híbridos de alto-K, formados por mistura de magmas. Geocronologia U-Pb em zircão via LA-ICPMS resultou em idades mais antigas do que as descritas na literatura para o CMA e são correlacionadas a eventos magmáticos que ocorreram no QF. Foram encontradas idades herdadas de 3202, 2974 e 2789 Ma, mostrando que já existia crosta arqueana no CMA. As amostras com idade magmática mais antiga vão de 3146 a 3140 Ma. Correspondente ao evento Rio das Velhas II tem-se três amostras de 2812 a 2778 Ma. Relacionadas ao evento Mamona, cinco amostras com intervalo de idades entre 2738 Ma e 2678 Ma, sendo que nove amostras apresentam idades de cristalização magmática mais novas do que 2680 Ma, mostrando que no CMA houve intenso magmatismo de idade inferior ao evento Mamona. Estes litotipos mais jovens, de 2501 a 2440 Ma, podem ter sido a fonte para os sedimentos da Serra do Caraça. Idades metamórficas entre 2100 a 1978 Ma ocorrem em diversas amostras e são equivalentes ao Ciclo Transamazônico. Como as idades obtidas para as rochas atribuídas na literatura ao CMA são mais antigas do que as idades postuladas por diversos autores para este Complexo, sugere-se que o CSB se estende mais para leste, o que constitui uma relevante contribuição para o conhecimento do embasamento oriental do QF.
metadata.dc.description.abstracten: In the regions of the Quadrilátero Ferrífero (QF), the Mineiro belt (MB) and the Mantiqueira Complex (MC) many bodies of steatite and serpentinite can be found as well as rare bodies of metaultramafic rocks that preserve some mineral and/or texture of the original igneous rock. The comparative petrogenetic study of these bodies aimed to obtain information about the type of ultramafic magmatism in the regions of Rio Manso, Amarantina, Mariana, Lamim, Queluzito and Lagoa Dourada. In addition, detailed geochemical and geochronological investigation was carried out on gneissic terrains attributed to the MC and the Santa Bárbara Complex (SBC) east of the QF, that host a large number of ultramafic bodies. The outcrops of the metaultramafic rocks occur in the form of meters to decametres massive blocks. The country rocks are gneisses of granitic to tonalitic composition, that often present intercalations of amphibolite, generally concordant with the banding. With the exception of the Rio Manso samples that are characterized by spinifex texture, the metaperidotites preserve an original plutonic equigranular texture with igneous minerals such as olivine, pyroxene and spinel distributed in a fine metamorphic matrix with talc, serpentines, chlorites, amphiboles and opaque minerals. The geochemical study of the ultramafic bodies of QF and MC, especially in relation to the REE content, together with the petrography, mineral chemistry and metamorphism, has shown that the metaultramafic rocks are similar to komatiitic peridotites. A comparison of the chemical composition with komatititic rocks from other parts of the world shows that the metaperidotites are chemically similar to the aluminium undepleted komatiites, with MgO > 22 wt% and TiO2 <0.9 wt%. The lithotypes found in the QF are depleted in LREE, possibly reflecting the mantle source, while the MB and MC rocks are enriched in LREE, suggesting a possibly richer, thus a more metasomatized mantle source in these elements. Therefore, the results of this work suggest that there were two events of ultramafic magmatism in the studied regions. The oldest, in the QF (regions of Amarantina, Rio Manso and Mariana), which had a depleted mantle source, is directly associated with the Archean Rio das Velhas greenstone belt. Moreover, the type found in the MB (regions of Lamim, Queluzito and Lagoa Dourada) possibly originated from a metasomatized mantle during accretion of the paleoproterozoic magmatic arc that gave origin to MB. The gneissic terrains attributed to the MC to the east of the QF were characterized with detail in terms of geochemistry and geochronology because they host a large number of metaultramafic bodies. Biotite gneisses, leucogneisses and augen gneisses have chemical characteristics of three specific groups: TTGs, formed by the fusion of mafic meta-igneous rocks, biotite gneiss originated from the fusion of TTGs and metasediments, and the high K-hybrid granites formed by mixing of magmas. U-Pb zircon geochronology via LA-ICP-MS resulted in older ages than those described in the literature for the MC which can be correlated to magmatic events that occurred in the QF. Inherited ages of 3202, 2974 and 2789 Ma were found, showing that an Archean crust was preexistent in the terrains attributed to the MC. The oldest magmatic ages obtained range from 3146 to 3140 Ma. There are three samples dated from 2812 to 2778 Ma that can be related to the Rio das Velhas II event. Five samples with an age range between 2738 Ma and 2678 Ma were related to the Mamona event, while nine samples present magmatic crystallization ages younger than 2680 Ma, thus showing that in the MC there was intense magmatism younger than the Mamona event. Younger samples, from 2501 to 2440 Ma, could have been the source for the sediments of the Serra do Caraça. Metamorphic ages between 2100 and 1978 Ma were found in several samples and are equivalent to the Transamazonic Cycle. Since the obtained ages for the rocks atributed in the literature to the Mantiqueira Complex are much older than the ages postulated by many authors for this complex, we suggest that the Santa Bárbara Complex extends farther to the east, constituting a relevant contribution to the knowledge of the oriental basement of the QF.
Description: Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/9349
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