GEOLOGIA REGIONAL

GEOLOGIA REGIONAL

2.1- INTRODUÇÃO

A área de estudo da presente dissertação está situada na Província Geotectônica São Francisco (PGSF). Essa província contempla todo o Cráton do São Francisco (CSF), unidade geotectônica arqueana consolidada durante o evento Transamazônico, no Paleoproterozóico, e relativamente estável para os sucessivos eventos brasilianos neoproterozóicos (Almeida 1977, Almeida et al. 1981). Os atuais limites considerados para o Cráton do São Francisco se configuram na série de Faixas neoproterozóicas estabelecidas durante o Brasiliano, das quais se elencam Araçuaí-Ribeira, Brasília, Rio Preto, Riacho do Pontal e Sergipana (Almeida 1977).

Dentre as grandes unidades geológicas que compõem o Cráton do São Francisco, destaca-se aqui o Quadrilátero Ferrífero (QF, Fig. 2.1). O QF constitui uma unidade geotectônica localizada na porção meridional do Cráton do São Francisco abarcando uma área de cerca de 7000 km².

O Quadrilátero Ferrífero se destaca no contexto do CSF devido à sua relevância em termos econômicos, encerrando amplos jazimentos de ouro (Lobato et al. 2001) e de ferro (Rosière & Chemale Jr. 2000), aliados aos registros de sucessivos ciclos tectônicos que remontam à evolução pré- cambriana brasileira (Chemale Jr. et al. 1994, Alkmim & Marshak 1998, Endo & Machado 1998).

2.2- UNIDADES GEOLÓGICAS DO QUADRILÁTERO FERRÍFERO

A estratigrafia do Quadrilátero Ferrífero foi consolidada pelos levantamentos geológicos de Dorr (1969). A coluna litoestratigráfica proposta por este autor permanece como base para diversos estudos contemporâneos, que propuseram adaptações pontuais (Schorscher 1978, Ladeira 1980, Marshak & Alkmim 1989, Alkmim & Marshak 1998) (Fig. 2.2).

De modo geral, a estratigrafia do Quadrilátero Ferrífero proposta por Dorr (1969) pode ser divida em três grandes unidades geológicas, a saber, Terrenos Granito-gnáissicos Arqueanos (Sequência TTG), Sequência Vulcanossedimentar Arqueana (Supergrupo Rio das Velhas) e Sequência Sedimentar e Vulcano-sedimentar Proterozóica (Supergrupo Minas).

Figura 2.1- Mapa geológico regional do Quadrilátero Ferrífero com área de estudo assinalada. Extraído de

Alkmim & Marshak (1998).

2.2.1- Terrenos Granito-gnáissicos

A Unidade Granito-Gnáissica abrange a maior área do Quadrilátero Ferrífero. Configura-se em um conjunto de núcleos dômicos representados, por exemplo, pelos complexos Bação, Belo Horizonte, Bonfim, Caeté, Santa Bárbara, dentre outros (Carneiro 1992, Noce 1995).

As rochas que compõem esta unidade correspondem ora a corpos ígneos ora a gnaisses de composições TTG (Tonalito-Trondhjemito-Granodiorito), metamorfizados em fácies anfibolito e esporadicamente migmatizados (Noce 1995). Comumente são encontradas intrusões anfibolíticas e de granitoides potássicos em tais unidades (Romano et al. 2013, Lana et al. 2013).

Figura 2.2- Coluna estratigráfica do Quadrilátero Ferrífero, extraído de Alkmim & Marshak (1998).

Um acervo considerável de dados geocronológicos é disponível para as rochas desta unidade. Para as rochas de composição TTG, que possuem amplo domínio no contexto dos Terrenos Granito- Gnáissicos, análises U-Pb em zircão sugerem idades médias de cristalização entre o intervalo de 2900

Ma a 2750 Ma (Carneiro 1992, Machado & Carneiro 1992, Noce 1995). Ao menos duas gerações distintas são identificadas para as intrusões anfibolíticas, fato indicado pelas idades modelo Sm-Nd de 3120 Ma e 2960 Ma (Carneiro 1992 e Carneiro et al. 1998). Por fim, idades U-Pb aproximadas a 2700 Ma são obtidas para os granitóides potássicos (Romano et al. 2013).

2.2.2- Supergrupo Rio das Velhas

Definido inicialmente por Dorr (1969) como Série Rio das Velhas e promovido a Supergrupo por Loczy & Ladeira (1976) e Menezes Filho et al. (1977), o Supergrupo Rio das Velhas (SGRV) se refere a um greenstone belt de idade arqueana situado sobretudo na porção interna do Quadrilátero Ferrífero (Schorscher 1978).

O SGRV é dividido da base para o topo em Grupo Nova Lima e Grupo Maquiné (Dorr 1969). Schorscher (1979) denominou a porção basal do SGRV como Grupo Quebra Osso. Inúmeras subdivisões estratigráficas informais são propostas para o SGRV, estas também com base em aspectos sedimentológicos e estratigráficos (Zuchetti et al. 1996, Baltazar & Silva 1996, Zuchetti et al. 1998, Baltazar & Zuchetti 2007). A tabela 2.1 elucida as múltiplas subdivisões estratigráficas propostas para o SGRV.

Devido principalmente à complexidade tectono-estrutural da qual o Supergrupo Rio das Velhas é dotado, Zuchetti & Baltazar (1998) propuseram sua compartimentação do SGRV em domínios litoestruturais delimitados por falhas regionais. Estes autores sugeriram a divisão do SGRV em Bloco Nova Lima, Bloco Caeté, Bloco Santa Bárbara e Bloco São Bartolomeu. Na presente dissertação, porém, optou-se por abordar o SGRV a partir de sua subdivisão litoestratigráfica, pois melhor se aplica à área de estudo (Fig. 2.3).

Embora complexo em termos estruturais, o Supergrupo Rio das Velhas registra metamorfismo predominantemente de fácies xisto verde, evidenciado sobremaneira pela preservação de texturas e estruturas reliquiares e pela presença de mineralogia típica desta fácies (Noce et al. 1992, Fonseca & Jordt-Evangelista 2013). Localmente o metamorfismo no SGRV grada a fácies anfibolito inferior (Jordt-Evangelista & Silva 2005).

Tabela 2.1- Subdivisões estratigráficas propostas para o Supergrupo Rio das Velhas. Supergrupo Rio das Velhas

Grupo

Formação

Unidade

Ladeira 1980 Zuchetti et al. 1996

Unidade

Associação de

fácies

Zuchetti et al. 1998

Maquiné Casa Forte –

Capanema

Não-Marinha Córrego do Engenho

Jaguará Chica Donda

Palmital Rio das Pedras Ressedimentada

Nova Lima – Metassedimentar Clástica Andaimes Costeira/Litorânea Pau D´Óleo Córrego da Paina Ressedimentada Fazenda Velha Catarina Mendes Córrego do Sítio Mindá Metassedimentar Química Mestre Caetano Vulcanoclástica Ribeirão Vermelho Santa Quitéria Sedimentar química- pelítica Morro Vermelho Vulcanossedimentar- química Metavulcânica Ouro Fino

Vulcânica-plutônica Máfico-Ultramáfica Quebra

Osso – Vulcânica-plutônica Máfico-Ultramáfica

2.2.2.1- Grupo Quebra Osso

O Grupo Quebra Osso indiviso foi descrito e adicionado à base do SGRV por Schorscher (1979). É constituído, de forma geral, por rochas intrusivas e derrames ultrabásicos a básicos, tais como metaperidotitos, metakomatiito peridotíticos, metakomatiitos, metagabros e metabasaltos. As rochas metaultramáficas são comumente observadas serpentinizadas e talcificadas em diferentes proporções.

2.2.2.2- Grupo Nova Lima

O Grupo Nova Lima (GNL) representa a transição do domínio vulcânico ao domínio sedimentar no contexto de abertura da Bacia Rio das Velhas (Dorr 1969, Schrank et al. 1990). O GNL é representado por rochas magmáticas básicas a ultrabásicas em sua porção inferior associadas a metassedimentos químicos e clásticos em sua porção superior (Zuchetti & Baltazar 1998). Três eventos magmáticos de natureza ácida encerram a deposição do Grupo Nova Lima há cerca de 2792 ± 11 Ma, 2773 ± 7 Ma e 2751 ± 9 Ma (Machado et al. 1992 e 1996, Noce 1995).

Ladeira (1980) propôs uma subdivisão informal ao Grupo Nova Lima. Segundo este autor, as rochas abarcadas pelo GNL poderiam ser agrupadas em Unidade Metavulcânica, Unidade Metassedimentar Química e Unidade Metassedimentar Clástica. Posteriormente, Zuchetti et al. (1996) sugeriram uma compartimentação do Grupo Nova Lima em 12 unidades litoestratigráficas, integradas por Zuchetti et al. (1998) em 6 associações de litofácies. Estas subdivisões são listadas na Tabela 2.1.

Nesta revisão adotou-se os termos utilizados por Ladeira (1980), correlacionando-os às demais nomenclaturas estratigráficas propostas por Zuchetti et al. (1996, 1998).

Unidade Metavulcânica

Segundo Ladeira (1980), a Unidade Metavulcânica do Grupo Nova Lima corresponde a derrames básicos-ultrabásicos associados a rochas ácidas em menor escala. Compreendem metakomatiitos e metabasaltos com texturas reliquiares (e.g blastospinifex, pillow-lavas reliquiares), frequentemente associados a serpentinitos, talco xistos, esteatitos, clorita xistos e anfibólio xistos.

Esta unidade é correlacionável à unidade Ouro Fino (Zuchetti et al. 1996) e à associação de fácies Vulcânica Máfica-Ultramáfica de Zuchetti et al. (1998).

Unidade Metassedimentar Química

Segundo Ladeira (1980), a Unidade Metassedimentar Química do Grupo Nova Lima corresponde à sedimentação associada a componentes químicos. Compreendem metacherts, formação ferrífera bandada, quartzo-carbonato xistos e filitos subordinados.

Esta unidade é correlacionável às unidades Morro Vermelho, Santa Quitéria, Ribeirão Vermelho e Mestre Caetano de Zuchetti et al. (1996) e às associações de fácies vulcanossedimentar- química, sedimentar química-pelítica e vulcanoclástica de Zuchetti et al. (1998).

Unidade Metassedimentar Clástica

A Unidade Metassedimentar Clástica corresponde à sedimentação estritamente clástica, empobrecida em componentes vulcânicos e/ou químicos (Ladeira 1980). Constitui-se de quartzo-mica xistos, quartzo filitos e quartzitos associados a níveis conglomeráticos.

Esta unidade por sua vez é correlacionável às unidades Mindá, Córrego do Sítio, Catarina Mendes, Fazenda Velha, Córrego da Paina, Pau d’Óleo e Andaimes de Zuchetti et al. (1996) e às associações de fácies ressedimentada e costeira de Zuchetti et al. (1998).

2.2.2.3- Grupo Maquiné

Segundo Dorr (1969), o Grupo Maquiné representa depósitos de bacia molássica do tipo flysch, assentados sobre o Grupo Nova Lima a partir de contatos gradacionais a tectônicos.

O Grupo Maquiné é representado na base pela Formação Palmital (O’Rourke 1957) e no topo pela Formação Casa Forte (Gair 1962), ao passo que Zuchetti et al. (1996, 1998) propuseram a compartimentação deste grupo em unidades litoestratigráficas integradas a associações de litofácies (Tabela 2.1).

Formação Palmital

A Formação Palmital constitui-se de xistos intercalados a quartzitos micáceos, além de metargilitos, metarenitos e metagrauvacas subordinados. Corresponde à Unidade Rio das Pedras de Zuchetti et al. (1996) e à associação de fácies Ressedimentada (Zuchetti et al. 1998).

Formação Casa Forte

A Formação Casa Forte é composta por associações de quartzitos eventualmente sericíticos, quartzitos conglomeráticos e metaconglomerados polimíticos. Equivale às Unidades Chica Dona, Jaguara, Córrego do Engenho e Capanema (Zuchetti et al. 1996) e associação de fácies Não-Marinha (Zuchetti et al. 1998).

2.2.3- Supergrupo Minas

O Supergrupo Minas (SGM), denominado inicialmente por Derby (1906) como Série Minas, constitui a sucessão supracrustal proterozóica de maior expressão do Quadrilátero Ferrífero. O SGM é dividido estratigraficamente nos grupos Caraça, Itabira, Piracicaba e Sabará (Dorr 1969). A disposição espacial dos metassedimentos do SGM configura o formato quadrático característico do QF (Dorr 1969, Ladeira & Viveiros 1984).

De modo geral, o SGM representa um contexto de sedimentação plataformal no domínio do Quadrilátero Ferrífero, no período entre 2580 a 2050 Ma (Renger et al. 1994) ou 2600 a 2125 Ma (Machado et al. 1996). A transição para as unidades geológicas subjacentes (Terrenos Granito- Gnáissicos e Supergrupo Rio das Velhas se dá majoritariamente através de contatos tectônicos, porém transições a partir de discordâncias erosivas também são observadas (Dorr 1969).

2.2.3.1- Grupo Caraça

O Grupo Caraça constitui a sedimentação clástica inicial da Bacia Minas e se subdivide em Formação Moeda e Formação Batatal (Dorr 1969).

A Formação Moeda é composta por associações psamíticas, constituindo intercalações de quartzitos associados a níveis conglomeráticos e níveis pelíticos, ao passo que a Formação Batatal equivale em sua essência a metapelitos, estes por vezes com sulfetos associados (Dorr 1969, Renger et al. 1994).

2.2.3.2- Grupo Itabira

O Grupo Itabira indica transição da sedimentação clástica para química na bacia Minas. Sua divisão estratigráfica consiste na Formação Cauê na base e Gandarela no topo (Dorr 1969, Loczy & Ladeira 1976).

A Formação Cauê é constituída predominantemente por itabiritos silicosos a dolomíticos, associados a níveis dolomíticos e filíticos. Seu papel de destaque no contexto do Quadrilátero Ferrífero se deve pelo extenso jazimento de minério de ferro (Dorr 1969). A Formação Gandarela encerra dolomitos magnesianos, mármores, filitos carbonáticos e lentes itabiríticas subordinadas (Dorr 1969, Loczy & Ladeira 1976).

2.2.3.3- Grupo Piracicaba

Estratigraficamente acima do Grupo Itabira ocorre o Grupo Piracicaba, uma sucessão de origem detrítica e transgressiva disposta em quatro formações, a saber, Cercadinho, Fecho do Funil, Taboões e Barreiro (Dorr 1969).

Segundo Dorr (1969), a Formação Cercadinho é constituída de quartzitos hematíticos associados a níveis conglomeráticos e filíticos, enquanto a Formação Fecho do Funil é composta por dolomitos e filitos dolomíticos. De acordo com o autor supracitado, a Formação Taboões corresponde a quartzitos finos ao passo que a Formação Barreiro encerra filitos grafitosos, sericíticos gradando localmente a xistos.

2.2.3.4- Grupo Sabará

Descrito inicialmente como Formação Sabará (Gair 1958) e elevado a grupo por Renger et al. (1994), a partir das observações de Dorr (1969) e Ladeira (1980), o Grupo Sabará representa a sedimentação sin-orogênica durante o Evento Transamazônico, no Paleoproterozóico.

Em termos gerais, este grupo configura uma sequência metavulcanossedimentar, constituída por mica-xistos a clorita-xistos, associados a inúmeras variações de quartzitos, metaconglomerados, metagrauvacas e formações ferríferas subordinadas (Dorr 1969).

2.2.3.5- Grupo Itacolomi

O Grupo Itacolomi, antiga Série Itacolomi de Guimarães (1931), tem sua área de ocorrência restrita à porção sul do Quadrilátero Ferrífero e corresponde a quartzitos, quartzitos conglomeráticos e lentes de conglomerados com seixos de itabirito, filito, quartzito e quartzo de veio (Dorr 1969). Segundo Alkmim & Marshak (1998) o Grupo Itacolomi configuraria o registro da deposição sedimentar a partir do colapso orogênico ao término do Evento Transamazônico.

2.3- EVOLUÇÃO TECTÔNICA

A evolução tectônica de terrenos polideformados, a exemplo do Quadrilátero Ferrífero, é complexa, não consensual e de difícil caracterização. Diversos estudos propõem modelos evolutivos para o QF, dentre os quais se evidenciam os trabalhos de Dorr (1969), Ladeira & Viveiros (1984), Marshak & Alkmim (1989), Chemale Jr. et al. (1991), Zuchetti et al. (1996, 1998), Alkmim &

Marshak (1998) e Endo & Machado (1998). A compilação das propostas de todos os autores supracitados permite individualizar ao menos três grandes eventos tectônicos para a região abarcada pelo QF, nomeados na presente dissertação D1, D2 e D3.

Evento D1

O Evento D1 corresponde à Orogênese Pré-Minas de Dorr (1969). Tal evento, atrelado exclusivamente ao Supergrupo Rio das Velhas e seu embasamento (Terreno Granito-Gnáissico) foi responsável pela geração das estruturas mais antigas do Quadrilátero Ferrífero (Dorr 1969, Zuchetti et al. 1996, 1998). Proeminente na porção oeste do QF, este evento se caracteriza por estruturas segundo a direção ENE-WNW, normalmente associadas a dobramentos isoclinais e falhas de empurrão entre as unidades litoestratigráficas do SGRV. De acordo com Dorr (1969) este evento foi o responsável pela discordância angular existente entre o Supergrupo Rio das Velhas e o Supergrupo Minas. Chemale Jr. et al. (1991) dataram este evento por volta de 2,7 Ga, durante o Arqueano.

Evento D2

O Evento D2 equivale às manifestações da Orogenia Transamazônica no QF, durante o Paleoproterozóico (Chemale Jr. et al. 1991, Alkmim et al. 1993, Alkmim & Marshak 1998, Endo & Machado 1998). Segundo Alkmim & Marshak (1998), este evento registra dois grandes conjuntos estruturais no Quadrilátero Ferrífero. O primeiro conjunto de estruturas consiste em megadobras e cinturões de cavalgamentos com vergência para NW conexas à sequência supracrustal do Supergrupo Minas. De acordo com Alkmim & Marshak (1998) este evento ocorreu há cerca de 2125 Ma, após o fechamento da bacia de margem passiva Minas. O segundo conjunto estrutural descrito por Alkmim & Marshak (1998) equivale à formação do padrão estrutural de domos e quilhas (Dome and Keel) oriundos do colocação de domos do embasamento em meio às rochas supracrustais do SGM. De acordo com estes autores, este conjunto estrutural estaria associado ao colapso orogênico pós Transamazônico, por volta de 2095 Ma.

Evento D3

O Evento D3 corresponde ao Ciclo Brasiliano no contexto do Quadrilátero Ferrífero (Almeida 1977, Chemale Jr. et al. 1991, Alkmim & Marshak 1998, Endo & Machado 1998, 2002). Os registros do Ciclo Brasiliano são proeminentes na porção oriental do QF, associados à tectônica de falhas reversas com vergência para W-NW, soerguimento de blocos do embasamento e instauração de zonas

de cisalhamento transpressivas dextrais (Alkmim & Marshak 1998). São observados também, para este evento, reativação tectônica de estruturas pré-existentes, encurtamento crustal e inversão de bacias proterozóicas, a exemplo do Grupo Itacolomi (Alkmim & Marshak 1998, Endo & Machado 2002). Em um contexto mais amplo, o Ciclo Brasiliano atuou nas faixas móveis Neoproterozóicas que demarcam os limites atuais do Cráton do São Francisco (Almeida 1977, Alkmim 2004).