Além da tendência não muito expressiva de um zoneamento longitudinal geoquímico e geocronológico do Arco Rio Doce, algo mais nítidas parecem ser as diferenças entre o seu segmento transversal norte quando comparado com os demais, como se demonstrará a seguir. Deve-se mencionar, entretanto, que ao longo dos três segmentos, setentrional, central e meridional do arco, os litotipos que compõem a Supersuite G1 correspondem predominantemente a tonalitos e granodioritos foliados, e seus equivalentes ricos em ortopiroxênios, geralmente com um volume excepcionalmente grande de fácies e enclaves máficos e dioríticos (Nalini Jr. et al. 2000, Pedrosa-Soares et al. 2011, Gonçalves et al. 2014, Tedeschi et al. 2015). Subordinadamente, plutons isolados de composição máfica a diorítica, ricos em fácies gabróicas e enderbíticas também podem ser encontrados (Novo et
al. 2010, Tedeschi 2013, Tedeschi et al. 2015).
O segmento norte, que se estende de Rio do Prado a Teófilo Otoni, como mostrado no capítulo 4, tem como particularidades a ocorrência de stocks de biotita granitos, intensamente foliados e migmatizados, com o predomínio de xenólitos sobre o volume de enclaves máficos a intermediários microgranulares (Tabela 5.1) (Gonçalves et al. 2014, 2015).
O segmento central e principal, compreendido entre Teófilo Otoni e Manhuaçu, foi estudado entre as cidades de Governador Valadares e Ipanema, como apresentado no capítulo 3, e tem como peculiaridades a ocorrência de hornblenda-biotita granitos com predomínio de enclaves máficos a intermediários microgranulares sobre os xenólitos. Além disso, os granitóides deste segmento formam grandes batólitos que estão muitas vezes livres de feições de deformação, metamorfismo e migmatização (Tabela 5.1). Exceção pode ser dada ao pluton Baixo Guandu, que aflora no setor extremo leste deste segmento, que exibe claras feições de migmatização (Pedrosa-Soares et al. 2011, Novo 2013, Gradim et al. 2014, Tedeschi et al. 2015).
No segmento sul do arco, os plutons potencialmente pertencentes à Supersuite G1 expostos a sul da cidade de Manhuaçu (MG) foram submetidos a intensa migmatização e também exibem feições típicas de deformação em estado sólido. Além disso, a região limítrofe entre os orógenos Araçuaí e Ribeira, na altura do paralelo 21º S, é marcada por uma série de zonas de cisalhamento transcorrentes dúcteis, preferencialmente de caráter dextral, que obliteraram zonas de empurrão previamente formadas (Alkmim et al. 2006, Silva et al. 2009). A conjuntura desses fatos, aliada à carência de estudos geocronológicos de detalhe, fizeram com que, em trabalhos anteriores, diversos corpos plutônicos fossem englobados como parte das rochas do embasamento cristalino, formalmente denominado de Complexo Quirino (Noce et al. 2003, Pedrosa-Soares et al. 2003, Tupinambá et al. 2007).
Tabela 5.1 – Sumário das principais características dos granitóides que constituem os três diferentes segmentos da Supersuite G1, Arco Magmático Rio Doce. Ver texto para maiores detalhes.
Entretanto, uma melhor caracterização de campo, estudos petrográficos de detalhe, novos dados litoquímicos e principalmente o conjunto de novas idades de cristalização U-Pb em zircão de alguns corpos plutônicos dessa região levou a uma diferente interpretação. Diversos corpos de ortognaisses que estão expostos nas proximidades da região onde o arco Rio Doce foi definido (Figueiredo & Campos-Neto 1993) passaram a receber uma maior atenção, sendo estudados principalmente sob uma perspectiva geocronológica. Assim, corpos tais como o Batólito Muriaé (Figueiredo 2009, Tedeschi et al. 2015), Suite Divino (Novo 2009, Novo et al. 2010), stock Manhuaçu (Noce et al. 2006, Pedrosa-Soares et al. 2011), batólito Muniz Freire (Pedrosa-Soares et al. 2011), stock Serra do Valentim (Tedeschi et al. 2015), stock Conceição da Boa Vista (Novo 2013, Tedeschi
et al. 2015), complexos Serra da Bolívia (Heilbron et al. 2013) e Marceleza (Corrales 2015) passaram
a ser interpretados como pertencentes à Supersuite G1 revelando uma clara continuidade do arco magmático do Orógeno Araçuaí em direção aos domínios do Orógeno Ribeira.
Petrograficamente, os litotipos presentes neste setor não diferem dos demais segmentos. Além disso, enclaves máficos estirados são comumente observados (e.g. Pedrosa-Soares et al. 2011, Tedeschi et al. 2015). Quimicamente, esses litotipos mostram ampla diversidade variando de termos básicos a ácidos, possuem características similares às de uma série cálcio-alcalina expandida, são metaluminosos a levemente peraluminosos, de médio- a alto-K, e exibem padrão de elementos terras raras e relações entre elementos traços, tais como Rb versus Y+Nb (Pearce et al. 1984), típicas de magmatismo relacionado à subducção (Novo et al. 2010, Pedrosa-Soares et al. 2011, Heilbron et al. 2013, Tedeschi et al. 2015).
Idades U-Pb em zircão, obtidos por SHRIMP ou LA-ICP-MS, estão sumarizadas na tabela 5.2. Em termos isotópicos, análises Sm-Nd de rocha total revelaram valores de Nd(t) entre -8 e -12, ao
passo que as idades modelo TDM variam predominantemente entre 1,7 Ga e 2,0 Ga, sugerindo uma
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Tabela 5.2 – Sumário de idades U-Pb em zircão de granitóides que constituem o segmento sul da Supersuite G1, Arco Magmático Rio Doce.
Geoquimicamente, as rochas G1 de todos os segmentos, são similares à uma série cálcio- alcalina, de médio- a alto-K, metaluminosa a levemente peraluminosa, predominantemente magnesiana, com típica assinatura de arco vulcânico, caracterizando portanto magmatismo associado à subducção (e.g. Frost et al. 2001, Pedrosa-Soares et al. 2011, Gonçalves et al. 2014, Tedeschi et al. 2015). Particularmente, os granitóides do segmento norte são ligeiramente mais peraluminosos (média de ASI = 1,07) que os granitóides dos segmentos central e sul (média ASI = 1,02 – segmento central, ver Gonçalves et al. 2014, 2015), fruto provavelmente da maior abundância de hornblenda nesses últimos.
Em termos geocronológicos e isotópicos não se pode fazer clara distinção entre os granitóides que compõem os diferentes segmentos do Arco Rio Doce, havendo uma grande superposição em termos de idades (U-Pb em zircão) e assinaturas isotópicas (Sm-Nd em rocha total, Lu-Hf em zircão) dos mesmos. Um sumário das principais características petrográficas e químicas dos granitos G1 dos três segmentos do arco, bem como a superposição acima mencionada é apresentado na Tabela 5.1.
5.3 – EVOLUÇÃO GEODINÂMICA DO ARCO RIO DOCE: UM MODELO
A formação do Arco Rio Doce, com os traços gerais explicitados acima, tem sido interpretada como resultante do consumo de litosfera oceânica na fase pré-colisional de desenvolvimento do
Orógeno Araçuaí (e.g., Pedrosa-Soares et al. 2001, 2011, Alkmim et al. 2006, Gonçalves et al. 2014, Tedeschi et al. 2015). O posicionamento relativo atual dos granitos G1, da Zona de Cisalhamento de Abre Campo, bem como o de outras unidades litotectônicas, como as lascas ofiolíticas incluídas na Formação Ribeirão da Folha (e.g., Pedrosa-Soares et al. 1998, Queiroga et al. 2007), sugerem além disso que a subducção, quando em atividade, dirigia-se para leste.
No cenário da aglutinação do Gondwana Ocidental, o segmento oceânico consumido corresponderia à porção terminal do Oceano Neoproterozóico Adamastor (Pedrosa-Soares et al. 1992, 2001, Brito-Neves et al. 1999, Cordani et al. 2003, Alkmim et al. 2006). A principal implicação decorrente de tal interpretação é a de que o fechamento deste ramo oceânico envolveu o consumo de uma dorsal meso-oceânica. O consumo de uma dorsal meso-oceânica (e.g., Thorkelson 1996, Meneghini et al. 2014, entre outros) tem, por sua vez, várias implicações geotectônicas sendo as mais importantes as seguintes:
formação e consequentes expansão e deriva de uma janela astenosférica (slab window) na litosfera oceânica em subducção (e.g., Dickinson & Snyder 1979, Thorkelson & Taylor, 1989);
perturbações dos sistemas magmáticos, causadas por anomalias termais, físicas e químicas, como consequência da entrada de um manto menos metassomatizado na cunha astenosférica (e.g., Thorkelson & Taylor, 1989, Thorkelson 1996);
magmatismo toleítico a alcalino sobre o slab window, combinado a magmatismo cálcio- alcalino que teria lugar fora do mesmo, isto é, no arco propriamente dito (e.g., Thorkelson 1996);
variação espacial dos atributos gerais do arco magmático, resultando em um zoneamento geoquímico e geocronológico do mesmo, cujas características dependem fundamentalmente da disposição relativa entre a dorsal e zona de subducção;
intrusões e derrames de basaltos nos sedimentos da fossa, consequência da aproximação entre a cadeia meso-oceânica e o eixo da trincheira (e.g, Meneghini et al. 2014).
No caso específico do Orógeno Araçuaí, a formação do Arco Rio Doce envolvendo a subducção de uma dorsal deve ter ocorrido com algumas particularidades, dentre quais destacam-se as seguintes:
pelo pouco que se conhece da mecânica do fechamento e considerando o confinamento do mesmo (ou seja, a existência da ponte cratônica ligando os crátons do São Francisco e Congo que o limita a norte), pode-se supor que as rotações das peças envolvidas devem ter sido próximas às da abertura do segmento oceânico;
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o segmento oceânico subduzido deveria se associar a um dorsal muito lenta, quase estagnada, por se tratar de ramo oceânico terminal (como acontece com o ramo final do Atlântico atual). Partindo destes pressupostos e considerando as informações da literatura acerca da subducção de dorsais pode-se ter um fechamento progressivo como ilustrado na figura 5.2. Segundo este modelo, e se considerada a natureza confinada do Orógeno Araçuaí (Pedrosa-Soares et al. 2001, Alkmim et al. 2006), haveria inicialmente a formação de um segmento oceânico em forma de V invertido (Fig. 5.2a). Dessa forma, seria mínima a formação de crosta oceânica em seu setor extremo norte (seção AA’ em Fig. 5.2a), ao passso que estaria em vigor o desenvolvimento de um oceano mais aberto para sul (seção BB’ em Fig. 5.2a). A instalação de um complexo de subducção e consumo da crosta oceânica promoveria a formação do Arco Magmático Rio Doce, Supersuite G1 (Fig. 5.2b). Ter-se-ia, segundo este modelo, que os plutons mais antigos seriam os dos extremos norte e sul, como indicado na figura 5.2b (número 1 na figura 5.2b). Particularmente, na porção norte, as dimensões do segmento de crosta oceânica não permitiria que se atingisse a profundidade crítica para produção de magma (ca. 100 Km; Winter 2001). Consequentemente, os plutons ali gerados seriam fruto indireto do consumo da dorsal meso-oceânica, que teria a função de fornecer calor e promover a fusão da crosta continental, agora convertida em placa superior (seção AA’ em Fig. 5.2b). Já no segmento sul, como mostrado na seção BB’ da figura 5.2b, haveria a formação de um arco magmático, de acordo com os padrões clássicos de geração dos mesmos (e.g. Winter 2001). Estágios posteriores de consumo de crosta oceânica e dorsal meso-oceânica, causariam a migração do arco magmático como indicado pelas setas na figura 5.2b. Se assim for, a disposição cronológica dos plutons do arco, se daria da seguinte maneira: i) os plutons mais antigos ocupariam os extremos norte e sul; ii) longitudinalmente os plutons mais jovens ocupariam uma posição mais próxima à trincheira; iii) plutons de um amplo intervalo de idades ocupariam um posição central; e iv) os plutons mais velhos ocupariam as posições mais distantes da trincheira (Fig. 5.2).
Ainda não há registro no Orógeno Araçuaí dos demais processos esperados quando do consumo de uma dorsal oceânia ao longo de uma zona de subducção. Isso provavelmente se deve à complexidade de tal mecanismo ou mesmo à exposição de níveis crustais mais profundos ao longo do orógeno, bem como de processos de deformação e metamorfismo tardios que obliteraram e dificultam o reconhecimento das feições acima mencionadas (e.g., Thorkelson 1996, Meneghini et al. 2014, entre outros). Espera-se que a sugestão do modelo proposto neste trabalho seja objeto de estudos futuros, particularmente daqueles que visem um melhor entendimento da paleogeografia pré-colisional do Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental e formação de seu arco magmático.
Figura 5.2 – Modelo evolutivo proposto para a formação do Arco Magmático Rio Doce, Orógeno Araçuaí. a) Desenvolvimento inicial do oceano, formação de crosta oceânica; b) Consumo da litosfera oceânica, instalação de um complexo de subducção, formação e migração do arco magmático. 1 = plutons mais velhos; 2 = plutons mais jovens.
~
CONCLUSÕES
“... no vestige of a beginning – no prospect of an end.” James Hutton
6.1 – SUMÁRIO DOS RESULTADOS
A análise conjunta do arcabouço estrutural, estudos petrográficos ao microscópio ótico e eletrônico, dados geoquímicos de elementos maiores, traços e terras raras, resultados de química isotópica de Sm-Nd e Rb-Sr em rocha total e Lu-Hf em zircão, e idades U-Pb (LA-ICP-MS) de zircão, permitiu que as seguintes conclusões quanto as características de dois importantes segmentos do Arco magmático Rio Doce do Orógeno Araçuaí pudessem ser levantadas.
Para o segmento central, localizado entre os municípios de Teófilo Otoni e Manhuaçu, e aqui detalhado entre as cidades de Governador Valadares e Ipanema, no leste do estado de Minas Gerais, tem-se que:
O arco magmático continental Ediacarano Rio Doce do Orógeno Araçuaí compreende uma grande diversidade de rochas. Nesta parte do arco, as rochas variam de dioritos a alcali- granitos, sendo que tonalitos e granodioritos são, de longe, as rochas mais representativas do arco. Três grupos de rochas podem ser distinguidos neste segmento: i) rochas portadoras de ortopiroxênio, tonalitos e granodioritos ricos em enclaves (ETG), e granitos a tonalitos pobres em enclaves (GT).
Tais grupos representam diferentes níveis crustais de uma seção inclinada do arco magmático Rio Doce. A raiz do arco é formada por rochas ricas em ortopiroxênio, gabbros e dioritos, que representam as rochas mais primitivas, em termos do conteúdo de SiO2, e
nível crustal mais profundo. A similaridade composicional, superposição das idades e proximidade espacial das rochas intermediárias ricas e pobres em enclaves sugerem que elas sejam petrogeneticamente relacionadas, e representem magmas mais evoluídos e níveis crustais mais rasos da parte plutônica do arco.
A assembléia granítica identificada representa a raiz plutônica, sendo a contra-parte vulcânica – a cobertura do arco – representada por rochas vulcanoclásticas dacíticas e riolíticas do Grupo Rio Doce.
Neste segmento os granitóides do arco são quimicamente similares à uma série de rochas magnesianas, cálcio-alcalinas a alcali-cálcicas, metaluminosas a levemente peraluminosas, e portanto composicionalmente similares à granitóides do tipo Cordilherano de outras partes do mundo.
Idades U-Pb obtidas em zircão revelaram que as rochas estudadas se cristalizaram entre 625 e 578 Ma, com idades herdadas em torno de 2,1 Ga, que são sugestivas de que a crosta continental Riaciana foi envolvida na geração desta porção do arco. Os resultados obtidos neste segmento do arco corroboram os dados disponíveis na literatura, particularmente se considerado os estágios iniciais responsáveis pela construção do arco magmático do Orógeno Araçuaí.
O zonamento composicional da contra-parte plutônica do arco, as características químicas gerais e sua assinatura isotópica, indicam que o arco Rio Doce foi construído predominantemente sobre um fragmento de crosta continental mais antigo, provalvemente de idade Riaciana, durante cerca de 50 Ma, entre 630 e 580 Ma. Essa hipótese é particularmente verdadeira se considerada a relação espacial das rochas Rio Doce com as rochas dos complexos Juiz de Fora e Pocrane. Embora, atualmente, tal proximidade espacial seja fruto de encurtamento tectônico, os dados isotópicos de Sr e Nd e idades modelo Sm-Nd sugerem que a crosta Paleoproterozóica deve ter sido envolvida na formação do arco magmático Rio Doce.
Características químicas e mineralógicas sugerem que diferentes processos ígneos devem ter sido envolvidos no desenvolvimento do arco Rio Doce. Estes processos são: i) cristalização fracionada de magmas mantélicos de composição gabróica, juntamente com a assimilação de rochas encaixantes, quando tais magmas ascenderam e se alojaram na crosta continental; ii) mistura de magmas crustais e mantélicos, com os enclaves máficos representando uma evidência que suporta tal processo; iii) fusão parcial de fontes plutônicas de composição ácida a intermediária, relativamente ricas em biotita e hornblenda. À luz do conhecimento atual é impossível avaliar a real contribuição de cada um desses processos. Provavelmente, tais processos tiveram diferentes importâncias em porções distintas do arco Rio Doce e competiram na sua formação.
As mais altas razões iniciais de 87Sr/86Sr, combinadas com valores mais negativos de Nd(t),
e mais baixas razões iniciais de 143Nd/144Nd para o arco Rio Doce quando comparadas com
outros arcos continentais, tais como: o arco magmático Paleoproterozóico do Orógeno Ungava, o arco Paleozóico Famatiniano e a Suite intrusiva Mesozóica de Tuolumne, são fortemente sugestivas que a colocação do arco Rio Doce teve lugar sobre uma crosta continental mais madura, com mínima adição de material juvenil.
Para o segmento norte, ou sua terminação intracontinental, localizado entre os municípios de Teófilo Otoni e Rio do Prado, no nordeste do estado de Minas Gerais, tem-se que:
Os granitóides que compõem este segmento do arco consistem de granodioritos, tonalitos e em menor quantidade de monzogranitos, parcialmente deformados e migmatizados.
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Diferentemente dos granitos do tipo-I ricos em hornblenda e biotita (ASI = 1,02), dos segmentos central e sul do arco, os granitóides da Supersuite G1 do extremo norte, em geral não contém hornblenda, são pobres em enclaves máficos e exibem características (ASI = 1,07) de ambos os granitos tipo-I e transicionais I/S (sensu Grosse et al. 2011). Quimicamente, os granitóides correspondem a rochas ácidas, magnesianas, levemente
peraluminosas, cálcicas a cálcio-alcalinas, de médio a alto-K, portanto similares a granitos do tipo Cordilherano descritos em outras partes do mundo.
Idades U-Pb obtidas em zircão indicam que esta porção terminal do arco se desenvolveu entre 618 e 574 Ma e passou por um processo de migmatização entre 589 e 555 Ma, no curso do metamorfismo regional que atingiu o Orógeno Araçuaí. As idades obtidas nos núcleos dos zircões sugerem significativa contribuição de rochas do embasamento e também do Complexo Jequitinhonha na geração deste segmento do arco.
Composição isotópica de Sr e Nd, combinada com os dados Lu-Hf de zircão também apontam para um forte envolvimento da crosta continental na geração dos granitóides estudados.
Fusão parcial e mistura entre rochas meta-sedimentares e meta-ígneas (anfibolitos) foram provavelmente os principais processos envolvidos na geração do braço terminal do arco. Entretanto, trabalhos futuros em locais chave são requeridos para uma melhor avaliação das fontes mantélicas e crustais na produção da Supersuite G1 no segmento norte do Arco Rio Doce.
Albert Einstein
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