forte componente extensional (como exemplificado na Fig. la), sugerindo urn regime tectonico fracamente extensional a fracamente compressivo, 0 que

.:

CARACTERISTICAS DA SUBDUC<;Ao, PALEOCLIMA E EVENTOS EROSIVOS / ' PALEOPROTEROZOICOS (2,1 - 1,88 Ga) E SEUS EFEITOS NA ESTRUTURA<;Ao

/ DA PARTE SUL DO cRATON AMAZONICO

Caetano Juliani 1.2.3(cjuliani@usp.bl), Carlos Marcello Dias Fernandes 3.4(cmdf@ufpa .bl);

- Lena Virginia Soares Monteiro 1.4(lena.monteirotipusp.br)

1Instituto de Geociencias - USP,PPG em Recursos Minerais e Hidrogeologia;2PPG em

Geoquimica e Geotectonica; 3Instituto de Geociencias - UFPA; 4lN CT-Geociam INTRODU<;Ao

o

extenso vulcanismo felsico a intermediario comumente explosivo que recobre

grandes areas no Craton Amazonico foi originalmente considerado como do tipo A, produto do magmatismo intraplaca, ocorrido em ca. 1,88 Ga, apesar da dificuldade de entendimento de que urn processo geol6gico explosivo possa afetar areas de dimens6es quase continentais em apenas I a 2 Ma. Posteriormente, foram reconhecidas na Provincia Mineral do Tapajos, vulcanicas calcio-alcalinas de alto potassic de idades semelhantes as das vulcanicas alcalinas

do tipo A, assim como vulcanicas calcio-alcalinas de ca. 2,0 Ga, levando a interpretacao de que 0 vulcanismo felsico teria ocorrido exclusivamente nessas duas epocas. Entretanto,

estudos recentes tern demonstrado a existencia de sistemas vulcanicos calcio-alcalinos com idades de ca. 1,97 a 1,95, de 1,90 a 1,89 e de 1,87 a 1,85 Ga, alem do magmatismo do tipo A de ca. 1,88-1,87 Ga, 0 que evidencia uma evolucao complexa do magmatismo

paleoproterozoico, ainda que em fase inicial de melhoria da compreensao. As sequencias de vulcanicas calcio-alcalinas incluem basalto andesitico,andesito, dacito, riodacito e riolito de diferentes idades, com predominancia de riolitos, com as quais se associam granitos,

granod ioritos,tonalitos e quartzo-dioritos,alem de diversas geracoesde p6rfiros riodacfticosa riolfticos. Suas caracteristicas geoquimicas indicam afinidades com rochas geradas em

eventos de subduccao de placa oceanica sob uma placa continental (Juliani et al. 2013), diferentemente do sistema acrescionario com subduccao do Tipo Bate entao admitido (e.g. Cordani 2006). Suas composicoes quimicas sao semelhantes as das rochas meso-cenozoicas dosAndes,do oeste dos EUA e do Mexico.

Entretanto, algumas caracteristicas geol6gicas e geomorfol6gicas no Craton Amazonico sao muito distintas daquelas observadas em or6genos meso-cenozoicos, como os

citados acima. Em relacao

a

geologia, nao se observam dobramentos intensos (com vergencias bern definidas), zonas de empurrao e rochas metam6rficas de alta pressao e

barrowianas tipicas desses or6genos. De fato, ocorre apenas metamorfismo na facies prehnit

a-pumpellyita (tipico de campos geotermais) e algumas rochas de facies xistos verdes,alem de

deformacao ruptil em zonas de falhas, com raras falhas inversas ou de empurrao. Notarn-se, entretanto, sistemas de rifts orientados segundo ~EW e basculamentos em blocos. A geomorfologia define urn mar de morros e terrenos de relevo relativamente suave, sem cadeias de montanhas. Esses aspectos sao aparentemente contradit6rios com 0 ambiente

tectonico indicado pela geoquimica das rochas e dos is6topos radiogenicos e, portanto, merecem uma avaliacao mais detalhada,

a

luz de conceitos tectonicos mais atuais.

SISTEMAS DE SUBDUC<;Ao MODERNOS: DEFORMA<;Ao E MAGMATISMO Os processos de subduccao nas margens continentais ativas do tipo Andino ou do

oeste dos EUA apresentam caracteristicas muito distintas em diferentes segmentos,tais com o:

o angulo mais ou menos acentuado do mergulho da placa oceanica, chegando ate a valores

muito baixos,caracterizando zonas dejlat subduction; arcos magmaticos muito volumosos ou nao, forte deforrnacao, com fold- e thrust-belts, ou deforrnacao e tectonica extensional no intra- e, principalmente no retro-arco; vulcanismo tendendo a bimodal ou definindo series

calcio-alcalinas estendidas e forte elevacao de cadeias de montanhas ou nao. Essas

caracteristicas podem ser explicadas segundo os seguintes end-members de margens

continentais ativas (Ramos 2010), bern como pelas transicoes entre eles,quais sejam:

a) Zonas com urn prisma acrescionario muito volumoso, formado por rochas

predominantemente oceanicas, com arcos magmaticos calcio-alcalinos extensos e muito

diferenciados,com forte encurtamento crustal e cinturoes de dobramento e de cavalgamentos

importantes e metamorfismo de alta pressao (xistos azuis) e barrowiano.

b) Zonas com forte erosao subcrustal, comforearc composto por rochas continentais

intensamente fraturadas que se incorporam na zona de subduccao, 0 que resulta em

subsidencia e esforcos extensionais. Nesse caso, 0 arco magmatico se associa a zonas de rifts,

com vulcanicas pouco evoluidas, predominando cornposicoes basicas ou sequencias

bimodais,com bacias tafrogenicas bern desenvolvidas no retro-arco.

Essas caracteristicas sao controladas pelo angulo de mergulho da placa em subduccao,

pela taxa relativa de convergencia, pela rnovirnentacao absoluta da placa cavalgante, pela

obliquidade da convergencia, pelas zonas de fraqueza na crosta continental, pelo tipo da

crosta oceanica em subduccao, pelo fluxo mantelico (e a eventual ascensao de plumas

mantelicas sob 0 continente) e pelo c1ima. Adicionalmente,a retomada do mergulho da placa

em subduccao apos urn perfodo de flat subduction, causado pela ultrapassagem do alto

mantelico anomalo e pelo adensamento causado pela sua desidratacao metam6rfica e

formacao de eclogitos, resulta em esforcos extensionais noforeland, no colapso extensional

no orogeno e em mudancas no magmatismo.

Ja ha algum tempo,diversos estudos tern demonstrado que 0 clima tern urn importante

papel na exurnacao dos terrenos metamorficos do orogeno. Entretanto, mais recentemente,

tern sido discutido 0 papel do c1ima na elevacao das cadeias de montanhas. De fato, 11I11

importante processo geologico que resulta na elevacao das cadeias de montanhas e 0

cisa lhamento que ocorre no acoplamento das placas calvalgante com a em subduccao,

E

nesse

canal de subduccao que se concentra 0 atrito que transfere as deformacoes para a placa

superio r e esse atrito esta diretamente relacionado com a quantidade de sedimentos, e

consequentemente de agua nas rochas em subduccao na trincheira. Em clima umido, a

trincheira

e

preenchida, resultando em menores taxas de atrito e menor alcamento das

montanhas, enquanto que, em c1ima arido, 0 cisalhamento no acoplamento das placas e

significativo,resultando no inverso.

DISCUSSAO

A correlacao de processos de subduccao fanerozoicos com terrenos precambrianos

e

muito dificultada pela falta de muitos registros geol6gicos,alern de provaveis diferencas nos

regimes tectonicos. Entretanto, a semelhanca do quimismo das rochas magmaticas

calcic-alcalinas estudadas, notadamente as filiacoes geoquimicas e os is6topos radiogenicos, com rochas formadas em orogenos paleozoicos a quaternaries sugere que eventos de subduccao paleoproterozoicos foram responsaveis pel a formacao dessas rochas na parte suI do Craton

Amazonico, A quase inexistencia de estruturas compressionais, como dobras e falhas de

ernpurrao,juntamente com a formacao de rifts e basculamentos no intra- (sui do Tapaj6s) e no

retro-arco (Sao Felix do Xingu), sugere que0 regime de subduccao predominante foi neutro a

levemente compressivo, na concepcao de Jarrard (1986). Nesse regime, 0 magmati sm o

deveria ser predominantemente basaltico a bimodal (Murphy et al. 2009, Ram os 20 I0).

Entretanto, na regiao em estudo, observam-se rochas intrusivas e vulcanicas orogenicas

calcio-alcalinas de series estendidas, tipicas de regimes compressivos, ainda que 0

magmatismo andesitico-dacitico seja relativamente menos abundante que 0 riolitico. Nesse

caso, a crosta relativamente espessa no Tapajos e a ausencia de vulcanismo basaltico

forte componente extensional (como exemplificado na Fig. la), sugerindo urn regime tectonico fracamente extensional a fracamente compressivo, 0 que nao resultaria em

deformacoes intensas e grande elevacoes de cadeias de montanhas. Urn aspecto significativo e a ausencia de rochas representativas do prisma acrescionario oceanico no Tapaj6s. Isso pode ser explicado por urn regime tectonico tendendo a extensional, resultando em forte erosao subcrustal, 0 que pode ter provocado urn recuo significativo da margem continental, com a remocao dos terrenos mais deformados, que deveriam registrar 0 evento metam6rfico associado com asubduccao,

Nota-se tam bern que 0 preenchimento das bacias de

rift

foram conternporaneas ao vulcanismo continental, com sistemas lacustres intra-Iobos de leques aluviais, com abundante contribuicao de piroclasticas e vulcanoclasticas epiclasticas associadas a depositos de sistemas fluviais entrelacados que gradam para sedimentos marinhos com estruturas de correntes bidirecionais (incluindo calci-arenitos com leitos de lamitos carbonaticos com evaporitos), tanto no intra- como no retro-arco. Essas sequencias gradam para 0 topo para arenitos arcoseanos e,posteriormente, para red beds.Esse ambiente seria comparavel com 0 que se verifica no arco vulcanico de Cascadia, onde uma placa oceanica jovem mergulha sob o continente. Considerando que estima-se que no Paleoproterozoico a geracao de crosta

oceanica foi mais eficiente e que ela se mantinha mais aquecida (de 150 a 300 DC),0 contexte

geologico para construcao dos arcos magmaticos no sui do Craton Arnazonico poderia ser comparado com 0 Jurassico no Chile Central, que e entendido por Ramos (20 I 0) como urn

estagio que precederia 0 arco compressive do tipo Chileno. as dados de isotopes estaveis

indicam que a agua mete6rica que se misturou a fluidos magmaticos para a formacao de mineralizacoes magmaticas-hidrotermais no Tapajos (Juliani et al. 2005) sao tfpicas de

regioes equatoriais com fortes taxas de evaporacao, alem de contribuicao de aguas marinhas, o que pode caracterizar urn ambiente tectonico semelhante ao observado nos Andes em ca.

125 Ma (Fig. Ib). A paleogeografia do Craton Amazonico nas proximidades do Equador e a velocidade absoluta da placa cavalgante pode ter mantido a subduccao neutra por um longo periodo, resultando em fraco alcamento orogenetico,fazendo com que 0 estagio da tectonica e da orogenia do tipo que ocorre nos Andes Chilenos (fortemente compressiva, com grande encurtamento crustal e com 0 desenvolvimento de fold- e thrust-belts) nao pudesse ser

alcancada. Contribui para isso forte erosao 2, I e 1,97 Ga na parte sui do Tapaj6s, com remocao de 3 a 5 km de rochas, 0 que pode ter suprido sedimentos a trincheira. Complementarmente, 0 clima relativamente seco no arco, como atestado pelos depositos de

arenitos arcoseanos e arcoseos, pode ter resultado em perfodos de trincheira faminta e de acentuada erosao subcrustal.

As estruturas profundas EW da crosta continental no Tapaj6s identificadas pelos dados geoffsicos sao continuas as zonas de cisalhamento arqueanas de Carajas, indicando existencia de urn embasamento arqueano para as rochas sedimentares e vulcanicas dos arcos magmaticos paleoproterozoicos. Essas estruturas devem ter tido urn importante papel na distribuicao dos esforcos no arco, alern de tam bern servirem de conduto para ascensao do magma e para formacao das caldeiras vulcanicas (Juliani et al. 2005, 2013). Intenso metassornatismo

potassico afeta grande volumes de rochas no Tapaj6s e esse tipo de alteracao e inicial nas mineralizacoes do tipo porfiro, forman do sistemas quase explosivos (Cathles & Shannon 2007), 0 que implica em grande volume de agua no magma e em vulcanismo explosivo, 0

que, por sua vez, pode ser associado com a subduccao de placa oceanica, com estagios de angulos de mergulho relativamente baixos. Murphyet al. (2009) verificaram que, na Taupo Volcanic Zone (Nova Zelandia), 0 magmatismo e influenciado pela ascensao do manto aquecido sob uma crosta atenuada, resultando em predominancia de andesitos onde 0 regime

compressivo e intenso, e em predominancia de riolitos e caldeiras com ate 50 km controladas pelas estrutural onde 0 regime e extensional. Mecanismo semelhante pode ser interpretado,a

>125 Ma

,mu.AACEXTENSION

{Ju<auk . &ly o-.t_

(a]

luz dos dados discutidos anteriormente, para parte sui do Craton Amazonico, reforcando a interpretacao do regime extensional a levemente compressivo. De modo geral, pode ser notado que as rochas igneas calcio-alcalinas do periodo considerado da parte sui do Craton Amazonico sao relativamente ricas em ferro, 0 que muitas vezes faz com que as mesmas

sejam consideradas como do tipo A. Reddyet al.(2009) indicam que as aguas marinhas entre 2,0e 1,8 Ga foram relativamente ricas em 6xidos de ferro e,sendo essas aguas incorporadas

a

crosta oceanica alterada no assoalho oceanico, 0 ferro pode tel' sido adicionado aos magmas

na zona de MASH. Esse enriquecimento em ferro

e

uma caracteristica das rochas Igneas e do metassomatismo potassico nos sistemas do tipo p6rfiro da Amazonia, pois resulta na

cristalizacao de feldspato potassico de cor vermelha, por vezes forte, ao inves do tipico feldspato rosado observado em sistemas p6rfiro do tipo Andino. Com 0 detalhamento dos estudos, a identificacao de variacoes na filiacao do magmatismo ao longo do tempo seria esperavel, assim como diferentes tipos, mais ou menos menos significativos, de regimes de subduccao no periodo entre 2,1e 1,85 Ga.

Adicionalmente, a amalgarnacao do Terreno Juruena ao Craton Arnazonico pOI' volta de 1,78 Ga, ocorreu provavelmente com uma subduccao para sui, com componente lateral importante, ainda em regime tectonico neutro a levemente compressivo, evidenciado pela erosao do prisma acrescionario e pelo extenso e intenso cinturao de transcorrencia WNW, que

deforma as rochas do arco rnagrnatico .

._"".,.,.;qtIP"

~ '"

Figura 1. Regimes: (a) francamente extensional na Nicaragua;(b) com extensao intra-arco no Chile

Central (ca. 125 Ma), previo

a

orogenia que resultou na elevacao dos Andes (Ramos 2010),

comparavel ao modelo interpretado para a parte sui do Craton Amazonico.

AGRADECIMENTOS

CT-MineraI/MCT/CNPq (Proc.: 550.342/2011-7), INCT- Geociam (Proc.:573.733/20082) -MCT/CNPq/FAPESPA/PETROBRAs.

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