PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM EVOLUÇÃO CRUSTAL E RECURSOS
NATURAIS DO DEGEO/EM/UFOP
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA DA FORMAÇÃO CAPELINHA COMO UMA UNIDADE BASAL DO GRUPO MACAÚBAS EM SUA ÁREA TIPO, MINAS GERAIS
Marco Paulo de Castro
Ouro Preto, novembro de 2014
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CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA DA FORMAÇÃO CAPELINHA COMO UMA UNIDADE BASAL DO GRUPO
MACAÚBAS EM SUA ÁREA TIPO, MINAS GERAIS
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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
Reitor
Prof. Dr. Marcone Jamilson Freitas Souza Vice-Reitor
Prof. Drª. Célia Maria Fernandes Nunes Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação
Prof. Dr. Valdei Lopes de Araújo ESCOLA DE MINAS
Diretor
Prof. Dr. José Geraldo Arantes de Azevedo Britto Vice-Diretor
Prof. Dr. Wilson Trigueiro de Sousa
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA Chefe
Prof. Dr. Fernando Flecha de Alkmim
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CONTRIBUIÇÃO ÀS CIÊNCIAS DA TERRA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICA DA FORMAÇÃO CAPELINHA COMO UMA UNIDADE BASAL DO GRUPO MACAÚBAS EM SUA
ÁREA TIPO, MINAS GERAIS
MARCO PAULO DE CASTRO
Orientadora
Gláucia Nascimento Queiroga
Co-orientador
Maximiliano Martins
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais do Departamento de Geologia da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto como requisito
parcial para à obtenção do Título de Mestre Ciências Naturais, Área de Concentração: Geologia Estrutural e Tectônica
OURO PRETO
2014
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Universidade Federal de Ouro Preto – http://www.ufop.br Escola de Minas - http://www.em.ufop.br
Departamento de Geologia - http://www.degeo.ufop.br/
Campus Morro do Cruzeiro s/n - Bauxita 35.400-000 Ouro Preto, Minas Gerais
Tel. (31) 3559-1600, Fax: (31) 3559-1606 e-mail: [email protected]
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ISNN 85-230-0108-6
Depósito Legal na Biblioteca Nacional Edição 1ͣ
Catalogação elaborada pela Biblioteca Prof. Luciano Jacques de Moraes do Sistema de Bibliotecas e Informação - SISBIN - Universidade Federal de Ouro Preto
Castro, Marco Paulo de.
Caracterização geológica da Formação Capelinha como uma Unidade Basal do Grupo Macaúbas emsua Área Tipo, Minas Gerais [manuscrito] / Marco Paulo de Castro.
– 2014.
114f . : il . : color; grafs; tabs; mapas; anexos.
Orientador: Gláucia Nascimento Queiroga.
Coorientador: Maximiliano Martins.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Ouro Preto. Universidade Federal de Ouro Preto – campus Ouro Preto. Departamento de Geologia. Programa de Pós-graduação em Evolução Crustal e Re.
Área de concentração Geologia Estrutural e Tectônica.
1. Geologia histórica. 2. Grupo Macaúbas. 3. Tempo geológico. 4. Orógeno Araçuaí. I. Queiroga, Gláucia Nascimento. II. Martins, Maximiliano. III.
Universidade Federal de Ouro Preto. IV. Título.
CDU: 550.93 (815.1)
http://www.sisbin.ufop.br
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Agradecimentos
Teria sido impossível escrever esta dissertação sem o apoio dos meus pais. Sou profundamente grato a eles.
Agradeço a Lorena por fazer música dentro de mim.
Devo gratidão especial a meus orientadores Gláucia e Max e a pequena Elisa por dividi-los comigo.
Contribuições importantes foram dadas também pelos professores Antonio Carlos Pedrosa- Soares, Fernando Alkmim, Ivo Dussin, Issamu Endo e pela turma de mapeamento geológico 2012/2 da Universidade Federal de Ouro Preto.
Por proporcionar grande hospitalidade, sou agradecido ao Sr. Gotardo Pimenta, Bié e a todos que cruzaram nosso caminho nos arredores de Capelinha.
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Sumário
AGRADECIMENTOS ... VII LISTA DE ILUSTRAÇÕES ... XIII LISTA DE TABELAS ... XVII RESUMO ... XIX ABSTRACT ... XXI
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO ... 1
1.1- Natureza do Problema e Justificativas ... 1
1.2- Localização e Acesso à Área Estudada ... 2
1.3- Objetivos ... 4
1.4- Metodologia ... 4
1.4.1- Revisão Bibliográfica ... 4
1.4.2- Trabalhos de Campo e Coleta de Amostras ... 4
1.4.3- Trabalhos de Laboratório ... 7
1.4.3.1- Petrografia Microscópica... 7
1.4.3.2- Análises Isotópicas ... 8
1.4.3.2.1- Método U-Pb LA-ICP-MS ... 8
1.4.3.2.2- Método Sm-Nd ... 9
1.4.3.4- Litoquímica ... 9
1.5- Aspectos Fisiográficos ... 9
1.6- Estruturação da Dissertação de Mestrado ... 11
CAPÍTULO 2. CONTEXTO GEOTECTÔNICO E GEOLOGIA REGIONAL ... 13
2.1- Arcabouço Geotectônico ... 13
2.2- Estratigrafia ... 18
2.2.1- Embasamento ... 18
2.2.1.1- Complexo Guanhães. ... 19
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2.2.2- Grupo Macaúbas ... 20
2.2.2.1- Formação Capelinha ... 24
2.2.3- Suíte Mangabeiras ... 26
2.3- Modelo Evolutivo ... 27
CAPÍTULO 3. GEOLOGIA DA REGIÃO DE CAPELINHA ... 33
3.1- Introdução ... 33
3.2- Estratigrafia ... 36
3.2.1- Unidades Pré-Estaterianas (Complexo Guanhães)... 37
3.2.2- Unidades Neoproterozóicas (Formação Capelinha – Unidade Inferior) ... 38
3.2.2.1- Rochas metamáficas da unidade inferior da Formação Capelinha ... 42
3.2.3- Unidades Neoproterozóicas (Formação Capelinha – Unidade Metapelítica) ... 45
3.2.4- Unidade Cambriana (Suíte Mangabeiras –G4) ... 49
3.2.5 – Coberturas Recentes ... 50
3.3- Geologia Estrutural ... 51
3.4- Análise do Metamorfismo ... 56
3.5- Litoquímica ... 59
3.6- Dados Isotópicos Sm-Nd ... 65
3.7- Geocronologia U-Pb(LA-ICP-MS) ... 66
3.7.1-Resultados U-Pb para rochas metamáficas de Capelinha ... 67
3.7.1.1- Amostra CP-01B ... 67
3.7.1.2- Amostra CP-03B ... 67
3.7.2- Resultados U-Pb para rochas metassedimentares ... 69
3.7.2.1- Amostra CP-01C ... 69
3.7.2.2- Amostra CP-02B ... 70
3.7.2.3- Amostra AT-31 ... 70
3.7.2.4- Amostra CP-12B ... 70
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CAPÍTULO 4. A FORMAÇÃO CAPELINHA REDEFINIDA COMO UNIDADE BASAL DO
GRUPO MACAÚBAS ... 75
CAPÍTULO 5. DISCUSSÕES ... 85
CAPÍTULO 6. CONCLUSÕES ... 89
REFERÊNCIAS ... 91
ANEXO 1 ... 101
ANEXO 2.1 ... 102
ANEXO 2.2 ... 104
ANEXO 3 ... 104
ANEXO 4 ... 106
ANEXO 5 ... 108
ANEXO 6 ... 110
ANEXO 7 ... 113
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xiii
Lista de Ilustrações
Figura 1.1: Mapa de localização e acesso à região estudada. ... 3
Figura 1.2: Mapa de localização das amostras ... 7
Figura 1.3: Mapa de elevação e aspectos do relevo. ... 10
Figura 2.1: Cenário geotectônico do Sistema orogênico Aracuaí-Congo Ocidental ... 15
Figura 2.2: Mapa geológico simplificado do orógeno Araçuaí . ... 17
Figura 2.3: Mapa geológico da região do Bloco de Guanhães ... 20
Figura 2.4: Coluna estratigráfica geral para o Grupo Macaúbas. ... 21
Figura 2.5: Distribuição das diferentes formações do Grupo Macaúbas ... 21
Figura 2.6: Cenário tectônico da bacia Macaúba visto em mapa ... 29
Figura 2.7: Fase de convergência inicial das margens da Bacia Macaúbas ... 30
Figura 2.8: (a) Estágio colisional, por volta de 560 Ma. (b) Colapso gravitacional, ... 31
Figura 3.1: Mapa geológico da região de Capelinha, enfatizando as assembléias litotectônicas e estruturas tectônicas ... 33
Figura 3.2: Mapa geológico da região estudada que abrange os municípios de Capelinha, São Cetano e a localidade do Campo do Boa, Minas Gerais, Brasil.. ... 35
Figura 3.3: Coluna estratigráfica geral da região de Capelinha.. ... 36
Figura 3.4: A) Gnaisse migmatítico do Complexo Guanhães. B) Bandamento em gnaisse do Complexo Guanhães. C) Quartzito grosseiro (hidrotermalito). D) Fotomicrografia de anfibolito do Complexo Guanhães. A textura é nematoblástica ... 38
Figura 3.5: A) Fotomicrografias de rochas metassedimentares da unidade metapsamítica da Formação Capelinha. A) Textura granolepidoblástica em xisto. B) Quartzito impuro de textura granoblástica. C) e D) Textura granoblástica em quartzito. ... 40
Figura 3.6: A) Quartzito micáceo da unidade metapsamítica, base da Formação Capelinha. B) Variação composicional em quartzito da Formação Capelinha. C) Quartzito puro. D) Rocha metamáfica (anfibolito) da Formação Capelinha (unidade metapsamítica). E) Paredão de quartzito puro que aflora na margem do rio Fanado. F) Quartzo xisto rico em biotita.. ... 41
Figura 3.7: Colunas tectono-estratigráficas da região de Capelinha ... 42 Figura 3.8: A) Contato entre quartzito micáceo e rocha metamáfica. B) Localidade do Campo do Boa.
C) Rocha metamáfica composta por anfibólio e plagioclásio. D) Rocha metamáfica (anfibolito). E)
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Detalhe para grandes cristais de anfibólio associados a uma porção diferenciada de rocha metamáfica..
... 43 Figura 3.9: Fotomicrografias de rochas metamáficas com ênfase nas assembléias mineralógicas e microestruturas: A) Textura granonematoblástica em anfibolito. B) Cristais de rutilo (Rt) em anfibolito da região de Capelinha. C) Cristais de rutilo (Rt) associados a titanita (Ttn). D) Textura porfiroblástica/poiquiloblástica. E) Porfiroblastos de plagioclásio (Pl) com macla. F) Grandes cristais de hornblenda (Hbl) e minerais opacos (Opq) em rocha metamáfica. ... 45
Figura 3.10: A) Xisto peraluminoso que compõem o topo da Formação Capelinha. B) Xisto peraluminoso com boudins de quartzo. C) Pedreira localizada a leste da cidade de Capelinha onde afloram xistos peraluminosos. D) e E) Detalhe para a clivagem de crenulação. F) Quartzito impuro. G) Xisto carbonoso afetado por dobramentos cerrados. H) Mica xisto com granada e rara cianita. . ... 47 Figura 3.11: Fotomicrografias de rochas metassedimentares da unidade metapelítica da Formação Capelinha: A) Textura granolepidoblástica do xisto aluminoso. B) Grandes porfiroblastos de granada (Grt) emersos em matriz granolepidoblástica. C) Porfiroblásto de granada (Grt) limonitizado. D) Textura granolepidoblástica em mica xisto da unidade metapelítica.. ... 48 Figura 3.12: Coluna estratigráfica do segmento da Formação Capelinha exposto a leste da cidade homônima (vide figura 3.2 para localização) enfatizando a intercalação entre quartzitos e mica xistos, bem como a presença de xistos grafitosos.. ... 49 Figura 3.13: A) Pegmatito de composição granítica da Suíte Mangabeiras (G4). Note os cristais de biotita (negros) centimétricos. B) Pegmatito da Suíte Mangabeiras. C) Pegmatitos da Suíte Magabeiras que afloram no leito do rio Fanado, a oste da cidade de Capelinha. D) Pegmatito da Suíte Mangabeiras alterado. E) Fotomicrografia de pegmatito da Suíte Mangabeiras composto por quartzo (qz) + microclima (Mc) + biotita (Bt). F) Pegmatito da Suíte Mangabeiras mineralizado em berilo. ... 50 Figura 3.14: A) Estratificação cruzada acanalada de pequeno porte. B) Dobras fechadas mostrando dobras da fase Fn. C) Sn+1 em posição plano axial às dobras da fase Fn+1. D) Relação entre a clivagem de crenulação (Sn+1) e as dobras da fase Fn+1. E) Clivagem de crenulação (Sn+1) muito bem formada em xisto peraluminoso da Formação Capelinha. F) Veio de quartzo paralelo à foliação Sn. G) Fotomicrofia de xisto aluminoso da unidade metapelítica da Formação Capelinha evidenciando estruturas da fase Fn (Sn) e Fn+1 (Sn+1). H) Fotomicrografia de anfibolito da Formação Capelinha. A foliação (Sn) é marcada por grandes critais de hornblenda (Hbl). ... 53 Figura 3.15: Estereogramas das estruturas de pequena escala relacionadas as fases de deformação Fn e Fn + 1: A) Estereograma sinóptico de contornos de igual área para a foliação(Sn). B) Estereograma sinóptico de contornos de igual área plotado para a lineação mineral (Lm). C) Estereograma sinóptico de contornos de igual área plotado para a clivagem de crenulação (Sn+1). D) Estereograma sinóptico de contornos de igual área plotado para a lineação de crenulação (Lc). ... 54 Figura 3.16: Seções litoestruturais da Faixa de Dobramentos Capelinha (CFB); vide mapa geológico da figura 3.2 para localização dos perfis. ... 55 Figura 3.17: A) Bloco diagrama representando as fases deformacionais Fn e Fn+1, as estruturas relacionadas e o estilo estrutural. B) Estereograma plotado para as estruturas lineares de pequena escala relacionadas às fases de deformação Fn e Fn + 1. ... 56
xv
Figura 3.18: Fotomicrografias de xistos e anfibolitos mostrando as assembléias minerais, paragêneses e microestruturas: A) Xisto peraluminoso em escala microscópica. B) Paragênese típica de xisto peraluminoso: biotita (Bt) + muscovita (Ms) + quartzo (Qz) + granada (Grt) + estaurolita (St) + cianita (Ky). C) Pseudomorfo de granada limonitizado (Grt). D) Fibrolita sin-cinemática (Sil) orientada ao longo da foliação (Sn). E) Mica xisto composto por muscovita (Ms), biotita (Bt) e quartzo (Qz) orientados paralelamente à foliação (Sn). F) Xisto composto majoritariamente por muscovita (Ms) + biotita (bt). G) Xisto aluminoso rico em silimanita (Sil), indicando condições de mais alta temperatura no metarmofismo barrowiano. H) Porfiroblasto de granada sin-cinemática. I) Textura granonematoblástica em anfibolito. ... 58 Figura 3.19: Diagrama blastase mineral versus deformação (as linhas sólidas representam as fases minerais mais frequentes)... 59 Figura 3.20: Diagrama TAS (Álcalis total versus sílica) de Le Maitre (1989) ... 62 Figura 3.21: A) Diagrama Álcalis versus Sílica de Irvine e Baragar (1971) com o limite entre os campos alcalino e subalcalino. B) Diagrama AFM (Álcalis, FeO e MgO) de Irvine e Baragar (1971).
... .62 Figura 3.22: A) Diagrama discriminatório de basaltos baseado nas variações de Zr/Y-Y. B) Diagrama de classificação de basaltos segundo as proporções de FeOt-MgO-Al2O3 (Pearce et al., 1977). C) Diagrama para classificação de basaltos Segundo os parâmetros Nb*2-Zr/4-Y. Meschede (1986). D) A) Diagrama Th-Ta-Hf para basaltos (Wood, 1980). ... 63 Figura 3.23: A) Diagrama de elementos terras raras para as amostras de anfibolito da região de Capelinha. B) Diagrama de elementos terras raras para as amostras de anfibolito da região de Capelinha. C) Spidergrama de elementos traço para as amostras de anfibolito da região de Capelinha de acordo com o padrão MORB (Pearce, 1983). Comparação com a média de várias privíncias basálticas continentais (CFB) Thompson et al. (1983) e a média dos basaltos Gangila (Tack et al.
2001).. ... 65 Figura 3.24: Imagem de Catodoluminescência (CL) dos grãos de zircão representativos das rochas metamáficas de Capelinha (amostras CP-01B e CP-03B). ... 68 Figura 3.25: Diagramas Concordia: A) Anfibolito Capelinha (amostra CP-01B). Idade de cristalização magmática. B) Anfibolito Capelinha (amostra CP-03B). Metamorfismo Neoproterozóico.
C) Anfibolito Capelinha (amostra CP-03B). Metamorfismo Neoproterozóico por análises em titanitas..
... 69 Figura 3.26: Imagens de catodoluminescência (CL) (amostras CP-01C, CP-02B e CP-12B) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) (amostra AT-31) dos grãos de zircão das rochas metassedimentares da Formação Capelinha. ... 72 Figura 3.27: Histogramas de freqüência mostrando dados de idade U-Pb em amostras de rochas metasedimentares da Formação Capelinha. Unidade metapsamítica (amostras CP-01C, CP-02B e AT- 31) e unidade metapelítica (amostra CP-12B).. ... 73 Figura 4.1: Mapa geológico de parte do Orógeno Araçuaí que mostra a distribuição do Grupo Macaúbas (modificado de Pedrosa-Soares et al., 2011).. ... 77 Figura 4.2: Mapa geológico da região de Capelinha (Castro, 2014). ... 78
xvi
Figura 4.3: Colunas estratigráficas da Formação Capelinha na sua área-tipo. ... 79 Figura 4.4: A) Quartzito micáceo da unidade inferior. B) Contato entre quartzito micáceo da unidade inferior com rocha metamáfica da mesma unidade. C) Detalhe da rocha metamáfica. D) Xisto peraluminoso da unidade superior. ... 80 Figura 4.5: Diagrama concórdia para o anfibolito CP01B da unidade inferior da Formação Capelinha.
... 81 Figura 5.1: Modelo esquemático que ilustra o cenário do rifte assimétrico continental onde foram depositados os sedimentos e onde se formaram os protólitos das rochas metamáficas da Formação Capelinha. ... 87 Figura 5.2: Coluna estratigráfica do Grupo Macaúbas com a inclusão da Formação Capelinha na base.
Modificado de Pedrosa-Soares et al. (2008, 2011)... 88
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Lista de Tabelas
Tabela 1.1 – Síntese das amostras coletadas e das análises realizadas. * Amostra cedida por Fernando Flecha de Alkmim. ** Amostra cedida pela orientadora da dissertação.. ... 6 Tabela 2.1 - Contribuições ao estudo da região de Capelinha... 27 Tabela 3.1– Teores de elementos maiores (% peso), traços (ppm) e terras raras (ppm) para oito amostras de anfibolito da região de Capelinha. ... 64 Tabela 3. 2 – Dados isotópicos Sm-Nd para amostras de anfibolito de Capelinha. ... 70
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Resumo
A Formação Capelinha é composta na região homônima por uma unidade basal predominantemente metapsamítica, formada por mica xistos, xistos quartzosos e quartzitos, puros ou micáceos, com magmatismo básico associado, e por uma unidade majoritariamente metapelítica, superior, composta por xistos peraluminosos granatíferos, às vezes com estaurolita e/ou cianita. No sentido de determinar o papel das rochas metabásicas e metassedimentares da Formação Capelinha na evolução do Orógeno Araçuaí, foram realizados estudos estratigráficos, estruturais, geoquímicos e geocronológicos (U-Pb em zircões ígneos através de LA-ICP-MS e Sm-Nd em rocha total). Os dados obtidos demonstram que a Formação Capelinha apresenta uma extensão territorial muito mais abrangente do que postulada na sua definição original. No atual estágio de conhecimento, verifica-se que a estruturação geral da Faixa de Dobramentos Capelinha (FDC) se assemelha a um cinturão de dobramentos assimétricos e invertidos, com a unidade inferior da Formação Capelinha se inserindo nos núcleos de anticlinais quilométricos. O acervo estrutural indica vergência para sul, contra o Bloco de Guanhães, onde a superfície de descolamento se revela na forma de uma falha de cinemática normal destral que separa as rochas arqueanas do Complexo Guanhães das rochas metassedimentares metamáficas Neoproterozóicas do Grupo Macaúbas. Três determinações geocronológicas pelo método U-Pb LA-ICP-MS nos quartzitos da unidade inferior indicam idade máxima de sedimentação em torno de 970 Ma. As análises litoquímicas realizadas a partir de amostras de rocha metabásica confirmam uma composição basáltica e afinidade toleítica da rocha gerada em ambiente continental intra-placa.
Dados Sm-Nd indicam idade-modelo (TDM) no intervalo entre 1700 e 1500 Ma e εNd (956 Ma) variável entre -0,04 e -3,66. Os estudos geocronológicos U-Pb, feitos em cristais de zircão de duas amostras de anfibolito, revelam idade de cristalização magmática em ca. 956 Ma e idade de recristalização metamórfica em torno de 569 Ma. Todas as estruturas e a zoneografia metamórfica Barroviana clássica refletem o estágio colisional do orógeno Araçuaí. Uma determinação geocronológica pelo método U-Pb LA-ICP-MS realizada em xisto da unidade superior indica uma idade máxima de sedimentação em torno de 1123 Ma. Considerando as relações de contato, as características gerais dos anfibolitos da região de Capelinha e os dados geocronológicos obtidos para as unidades metassedimentares, a idade de cristalização magmática obtida (957±14 Ma) sugere um magmatismo sinsedimentar, contemporâneo ao estágio de rifteamento que levou a abertura da bacia Macaúbas no período Toniano, com a Formação Capelinha posicionando-se estratigraficamente na base do Grupo Macaúbas, como possível equivalente lateral das unidades pré-glaciais.
xx
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Abstract
The Capelinha Formation, in the homonymous region, consists of a dominant metapsamitic basal unit formed by mica schists, quartz schists and quartzites, pure or micaceous, with lenses of metamafic rocks, and an upper metapelitic unit, mainly composed of peraluminous schists with garnet, staurolite and/or kyanite. In order to determine the role of the metabasic and metasedimentary rocks of the Capelinha Formation in the evolution of the Araçuaí orogen, stratigraphical, structural, geochemical, isotopical and geochronological studies were performed. The obtained data show that the Capelinha Formation presents a more comprehensive territorial extension than postulated in its original setting. At the current stage of knowledge, the Capelinha Fold Belt (CFB) resembles an inverted and asymmetric fold belt, with the lower unit inserted in the core of kilometric anticlines. The structural assets indicate tectonic vergence to the south, against the Guanhães Block, where detachment surface reveals itself as a normal fault with dextral kinematic component that separates the Archean rocks of the Guanhães Complex from metasedimentary and metamafic rocks that belong to the Neoproterozoic Macaúbas Group. Three geochronological determinations by U-Pb LA-ICP-MS method in the lower quartzite unit indicate a maximum age of sedimentation around 970 Ma. The metamafic rocks, metamorphosed to amphibolite facies, have tholeiitic basalt protoliths with a dominant within-plate signature, Sm-Nd TDM model ages ranging from 1700 to 1500 Ma and negative epsilon Nd (ƐNd (957 Ma) ranging from -0,04 to -3,66). U-Pb zircon ages for the amphibolites constraint magmatic crystallization at 957 Ma and metamorphic recrystallization at around 569 Ma. All the structures and the classic Barrowian metamorphic zoneography reflect the collisional stage of the Araçuaí orogen. A geochronological determination using U-Pb LA-ICP-MS method, performed on a peraluminous schist of the upper unit, indicates a maximum age of sedimentation around 1123 Ma.
Based on the contact relationships, petrographic features and new geochronological studies, the Capelinha Formation can be related to the continental rift stage of the Macaúbas basin (precursor in the Araçuaí orogen), with synsedimentary magmatism, and may represent the lateral equivalent to the pre-glacial units developed during the Tonian time.
1
CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO
1.1 – NATUREZA DO PROBLEMA E JUSTIFICATIVAS
Um exercício bastante complexo em orógenos Pré-cambrianos é a reconstituição da paleogeografia e dos ambientes tectônicos pré-colisionais e dos estágios iniciais do ciclo de Wilson.
Neste contexto, bacias do tipo rifte continental com magmatismo associado se tornaram alvo de extensiva investigação, e sua sedimentação, estrutura e tectonismo, bem como as características do magmatismo associado são agora relativamente bem compreendidos (Gawthorpe & Leeder, 2000;
Morley, 2002). O magmatismo é obviamente parte integrante da história de uma bacia sin-rifte e em conjunto com a assembleia de rochas, representam elementos chave para entendimento dos eventos que antecederam a quebra continental.
O orógeno Araçuaí se estende desde o limite leste do Cráton do São Francisco até o litoral atlântico, aproximadamente entre os paralelos 15º e 21º S e representa o segmento setentrional da Província Mantiqueira, incluindo a Faixa de Dobramentos Araçuaí (Almeida, 1977) e a região a leste dela, rica em rochas graníticas e metassedimentares de alto grau, que constitui a porção interna e o núcleo metamórfico-anatético desse orógeno.
O estágio rifte da Bacia Macaúbas, precursora do orógeno Araçuaí, é muito bem documentado no setor proximal (domínio externo) desse sistema orogênico, particularmente na região de Diamantina e a norte desse município e está representado por um conjunto de rochas metassedimentares associados a corpos de rochas metamáficas. De acordo com Pedrosa-Soares et al.
(2007), a sedimentação das diversas fases desse rifte continental está representada pelas formações Duas Barras, Rio Peixe Bravo, Serra do Catuni, Nova Aurora e unidade inferior da Formação Chapada Acauã do Grupo Macaúbas. As rochas metamáficas, remanescentes do magmatismo sin-rifte ou da fase final do estiramento crustal, são representadas pelos diques máficos da Suíte Pedro Lessa, de composição gabróica e deformados em intensidades diversas, e pelos xistos verdes basálticos das regiões de São Gonçalo do Rio Preto e do Rio Macaúbas, que distribuem-se em uma faixa relativamente contínua ao longo do meridiano 43º30’W.
Entre os domínios externo – interno do orógeno Araçuaí, na região de Capelinha, aflora uma unidade composta por rochas metapsamíticas com lentes de anfibolito, na base, e por uma sequência de rochas metapelíticas, no topo – a Formação Capelinha, originalmente definida por Grossi-Sad et al.
(1993). Essa formação sempre foi alvo de diversos questionamentos quanto ao seu posicionamento
2
estratigráfico, idade e significado geotectônico. A Formação Capelinha já foi interpretada como sedimentação relacionada ao fechamento da Bacia Macaúbas, com idade neoproterozóica (valores máximo e mínimo em torno de 800 e 650 Ma), tendo como fontes possíveis para os seus sedimentos o Complexo Guanhães e os complexos gnáissico-migmatíticos orientais do Orógeno Araçuaí (Pedrosa- Soares 1995, 1997). Uma segunda interpretação foi apresentada por Guimarães & Grossi-Sad (1997) que identificaram, encaixados nos quartzitos da Formação Capelinha, corpos anfibolíticos de granulação fina e forma tabular. Os autores realizaram uma caracterização geoquímica preliminar e sugeriram que as amostras fossem derivadas de basaltos toleíticos gerados em ambiente de espalhamento oceânico. Em uma síntese sobre o orógeno Araçuaí, uma terceira hipótese acerca do significado da Formação Capelinha foi apresentada por Pedrosa-Soares et al. (2007), que interpretaram esta formação como o registro de sedimentação sin-orogênica (bacia do tipo flysch; ca.
580 Ma). Em estudos mais recentes, Pedrosa-Soares et al. (2011) não incluíram a Formação Capelinha na coluna estratigráfica do Grupo Macaúbas e nem na sequência metassedimentar associada à sedimentação sin-orogênica.
Pelo conjunto de dados expostos anteriormente, abrem-se algumas questões sobre a Formação Capelinha: a) Poderiam os corpos de anfibolito representar a expressão mais a leste do estágio rifte da Bacia Macaúbas? b) Qual a sua posição estratigráfica? e c) Qual o significado geotectônico da Formação Capelinha no contexto do orógeno Araçuaí?
1.2- LOCALIZAÇÃO E ACESSO DA ÁREA ESTUDADA
A área estudada situa-se na região nordeste do estado de Minas Gerais e tem como referência principal a cidade de Capelinha. No extemo oeste da área está localizado o distrito de São Caetano, entre os meridianos 42º 45’ e 42º 30’ de longitude oeste e os paralelos 17º 30’ e 17º 45’ de latitude sul.
A leste, entre as latitudes 17º 30’ e 17º 45’ S e longitudes 42º 30’ e 42º 20’ W, a área é balizada pela confluência entre o rio Fanado e o ribeirão Fanadinho (figura 1.1). A área ocupa a porção nordeste da Folha Capelinha (IBGE 1983, SE-23-X-D-V, Carta do Brasil, escala 1:100.000) e a porção noroeste da Folha Malacacheta (IBGE 1983, SE- 23-X-D-VI, Carta do Brasil, escala 1:100.000) (figura 1.1). O sistema viário é constituído por rodovias federais, estaduais e estradas vicinais, entre as quais se destacam a BR-381 (Belo Horizonte - Itabira), BR-120 (Itabira – Guanhães – Santa Maria do Suaçuí- Capelinha), BR-259 (Curvelo – Diamantina), BR-367 (Diamantina – Turmalina – Minas Novas). As alternativas de trajeto, a partir de Belo Horizonte, são: (i) Belo Horizonte – Diamantina – Turmalina – Capelinha; (ii) Belo Horizonte – Diamantina – Capelinha; (iii) Belo Horizonte – Itabira – Guanhães – Santa Maria do Suaçuí – Capelinha.
A cidade de Capelinha, o distrito de São Caetano e a localidade denominada de Campo do Boa foram as bases logísticas para os trabalhos de campo.
3 Figura 1.1: Mapa de localização e acesso à região estudada.
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1.3 – OBJETIVOS
Com base no cenário acima explicitado, o objetivo deste trabalho é caracterizar geologicamente a Formação Capelinha na sua área tipo e estabelecer o seu posicionamento estratigráfico.
1.4 – METODOLOGIA
O desenvolvimento do projeto foi sistematizado em etapas conjugadas entre os trabalhos de campo e os trabalhos de laboratório, de forma que ambas se completassem.
1.4.1 – Revisão bibliográfica
A medotologia de trabalho se iniciou com uma grande revisão e consulta bibliográfica do material disponível sobre os diversos assuntos relacionados ao projeto, como geologia regional e local, modelos de evolução geotectônica do setor abordado, petrografia e geoquímica de rochas metassedimentares e rochas metamáficas, métodos de datação em geral.
1.4.2 – Trabalhos de campo e coleta de amostras
A região estudada conta com mapas geológicos de cunho regional, nas escalas 1:100.000 e 1:250.000 (e.g. Baars et al., 1997, Guimarães & Grossi-Sad 1997). Desta forma, em um primeiro momento, foi realizada uma compilação dos mapas existentes visando à elaboração da base geológica atualizada do setor do Orógeno Araçuaí aqui enfocado.
Perfis lito-estruturais e mapeamento de detalhe (escala 1:25.000), na calha do rio Itamarandiba e seus afluentes, nas regiões de São Caetano, Campo do Boa e Capelinha, e na região do rio Fanado e ribeirão Fanadinho, foram realizados visando o detalhamento da estratigrafia, amostragem e a construção de novas colunas/perfis estratigráficos. Foram efetuadas três campanhas de campo, totalizando 37 dias de trabalho. Foram descritas 626 estações de campo e obtidos dados litológicos, estratigráficos e estruturais, registros fotográficos e/ou desenhos esquemáticos. Importante ressaltar que parte deste trabalho foi realizado em conjunto com os alunos da disciplina “Mapeamento Geológico (GEO 493)”, do segundo semestre de 2012, do Departamento de Geologia da UFOP.
Os materiais utilizados como apoio para as etapas de campo foram:
� Relatórios (projetos de pesquisa, trabalhos de graduação, dissertações de mestrado e teses de doutorado), artigos publicados em periódicos e mapas geológicos que enfocam as regiões estudadas.
� Folhas topográficas Malacacheta (IBGE 1983, SE-23-X-D-VI, Carta do Brasil, escala 1:100.000) e Capelinha (IBGE 1983, SE-23-X-D-V, Carta do Brasil, escala 1:100.000);
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� Imagens TM-LANDSAT 5, em escala 1:100.000 e imagens GEOCOVER, em escala 1:50.000;
� Material convencional de campo: GPS, lupa de mão (aumento de 10X), ímã, bússola, martelo, estereoscópio etc.
As coletas sistemáticas de rochas metassedimentares e metamáficas para estudos de laboratório (litoquímica e isótopos – figura 1.2) foram realizadas ao longo dos perfis supracitados. As amostras foram coletadas em exposições frescas que facilitaram a obtenção de rochas isentas de alteração intempérica. A Tabela 1.1 apresenta uma síntese das amostras coletadas, bem como das análises laboratoriais realizadas. Foram excluídas desta listagem as inúmeras amostras coletadas com fins exclusivos de descrição petrográfica.
Tabela 1.1 – Síntese das amostras coletadas e das análises realizadas. * Amostra cedida por Fernando Flecha de Alkmim. ** Amostra cedida pela orientadora da dissertação.
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Amostra Localização Litotipo UTM Análises
AT-31*
Estrada que liga Capelinha a Novo Cruzeiro
Quartzito micáceo
768801-
8048956 U-Pb (LA-ICP-MS) ---
CP-01B Campo do Boa Anfibolito 749939- 8056546
Sm-Nd U-Pb (LA-ICP-MS)
Litoquímica
CP-01C Campo do Boa
Quartzito encaixante do
anfibolito
749939- 8056546
U-Pb (LA-ICP-MS) ---
CP-02B
Estrada que liga Capelinha a Novo Cruzeiro
Quartzito
773212-
8049215 U-Pb (LA-ICP-MS) ---
CP-03B
Estrada que liga Capelinha a
Novo Cruzeiro Anfibolito
771451- 8048251
Sm-Nd U-Pb (LA-ICP-MS)
Litoquímica
GQ-06** Estrada que liga Capelinha a Novo Cruzeiro
Anfibolito 769334- 8048677
Sm-Nd
Litoquímica
CM-96B
Leito do rio
Fanado Anfibolito Sm-Nd Litoquímica
CM93
Leito do rio
Fanado Anfibolito --- Litoquímica
CP-012B São Caetano (ponto sobre o rio Itamarandiba)
Mica xisto granatífero
745882-
8055655 U-Pb (LA-ICP-MS) ---
CP047-2 Córrego Santa Catarina
Anfibolito 750429- 8057018
--- Litoquímica
CP047-1
Córrego Santa Catarina
Anfibolito 750429- 8057018
--- Litoquímica
4.66 Estrada que liga Capelinha a Novo Cruzeiro
Anfibolito 772013-
8047871 ---- Litoquímica
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Figura 1.2: Mapa de localização das amostras utilizadas nas análises Sm-Nd e U-Pb.
1.4.3 – Trabalhos de Laboratório 1.4.3.1-Petrografia microscópica
Foram realizados estudos petrográficos em 58 lâminas delgadas simples e polidas, em microscópio monocular ZEISS (Axioskop 40) e em microscópio binocular Olympus BX41, visando à caracterização detalhada dos diferentes litotipos em termos de feições texturais e paragêneses minerais. Para cada unidade descrita, procurou-se inserir fotomicrografias das principais estruturas observadas. Importante ressaltar que grande parte das amostras se encontram metamorfizadas em condições de fácies anfibolito, e salvo raras exceções, são observadas estruturas sedimentares em lâmina. Desta forma, optou-se por adotar termos associados à petrografia metamórfica e/ou sedimentar (dependendo do grau de recristalização das rochas) nas descrições.
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1.4.3.2 – Análises isotópicas
1.4.3.2.1 – Método U-Pb LA-ICP-MS
Duas amostras de anfibolito (CP-01B e CP-03B) e quatro amostras de rochas metassedimentares (CP-01C, CP-02B, AT-31 e CP-12B) foram enviadas para o Laboratório de Geocronologia da Universidade de Brasília (UnB) para análises geocronológicas pelo método U-Pb em zircão e titanita nas rochas metamáficas e zircão nas rochas metassedimentares, segundo rotinas analíticas do laboratório em questão. As amostras CP-01C, CP-02B e AT-31 são quartzitos pouco micáceos da unidade metapsamítica da Formação Capelinha que ocorrem intercalados aos corpos de rochas metamáficas. A amostra CP-12B corresponde a um xisto peraluminoso rico em granada, posicionado estratigraficamente no topo da unidade metapelítica.
As amostras selecionadas para os estudos foram processadas pelos métodos convencionais como britagem, moagem, peneiramento e concentração da fração de 80 a 120# por bateia. A separação dos grãos de zircão e cristais de titanita foi realizada de forma manual, com auxílio de lupa binocular.
Todos os zircões foram montados em uma seção circular de araldite com 2,5cm de diâmetro e polidos até que zircões ficassem expostos. Imagens foram obtidas com utilização de microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura. Essa etapa de concentração mineral, preparação do mount (seção circular com zircões e/ou titanita) e imageamento dos grãos foi realizada no Centro de Pesquisas Geocronológicas (CPGEO) da Universidade de São Paulo.
Os grãos de zircão foram datados com Microssonda a Laser (New Wave UP213) acoplado a um MC-ICP-MS (Neptune) no Laboratório de Geocronologia da UnB. Dados isotópicos foram adquiridos pelo modo estático com tamanho do feixe de laser de 15 a 40 µm. Fracionamentos de elementos por indução do Laser e discriminação de massa instrumental foram corrigidos com a utilização de um padrão de referência de zircão GJ-1 (padrão internacional do GEMOC ARC National Key Center, Austrália; (Jackson et al., 2004). Erros externos foram calculados com a propagação do erro das medidas individuais do padrão GJ-1 e das medidas individuais de cada amostra de zircão (ou spot). As incertezas associadas às razões apresentadas nas tabelas de dados são de 1σ, em porcentagem. As idades foram calculadas utilizando o programa ISOPLOT 3.0 (Ludwig, 2003).
Maiores detalhes a respeito da metodologia analítica podem ser obtidos em Chemale et al. (2012).
A preparação dos cristais de titanita e as condições de análise seguiram os padrões adotados para os grãos de zircão, com algumas exceções. Para a titanita, o tamanho do feixe de laser é normalmente 40 a 55 µm, visto que este mineral apresenta baixas quantidades de U e Pb. As razões isotópicas e fracionamento inter-elementar dos dados obtidos foram avaliados e corrigidos pelo padrão de titanita Khan (padrão de referência internacional do Cinturão Damara, Namíbia), os quais são analisados a cada 4, 6 ou 10 análises de amostra de titanita. O número de pontos de análises varia
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conforme a homogeneidade dos grãos, e com a quantidade de Pb, U e de Pb comum (conteúdos consideráveis) presentes nos cristais.
1.4.3.2.2 – Método Sm-Nd
As determinações isotópicas de rocha total pelo método Sm-Nd, realizadas em quatro amostras de anfibolito (CP-01B; CP-03B; GQ-06 e CM-96B), foram efetuadas no Centro de Pesquisas Geocronológicas da Universidade de São Paulo (USP), segundo rotinas analíticas representadas por Sato et al. (1995). As análises Sm-Nd visam à obtenção da idade-modelo TDM e de valores iniciais do parâmetro ƐNd. Os dados isotópicos Sm-Nd da amostra GQ-06 foram cedidos pela orientadora deste trabalho.
1.4.3.4 – Litoquímica
As análises químicas de rocha total para elementos maiores, menores, traços e terras raras foram realizadas pelo laboratório comercial AcmeLabs – ACME Analytical Laboratories Ltd.
(Canadá). Os métodos a serem utilizados para as análises quantitativas incluem: (i) ICP-ES (Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometry), com fusão da amostra por metaborato de lítio e digestão com HNO3, para os óxidos maiores e elementos menores; (ii) ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry), com fusão da amostra por metaborato/tetraborato de lítio e digestão com água régia (apenas metais-base), para elementos traços e terras raras.
Os diagramas de distribuição dos elementos maiores, traços e terras raras foram obtidos e tratados pelos softwares Minpet 2.02, Origin 6.1 e Excel 2010.
1.5 – ASPECTOS FISIOGRÁFICOS
A região estudada faz parte da unidade geomórfica denominada Planalto do Jequitinhonha que se situa a leste da cadeia do Espinhaço. As maiores altitudes regionais foram alcançadas a partir de soerguimento regional durante o Cenozóico. Uma ampla superfície aplainada domina a região na porção norte e a sul o relevo é mais arrasado. Em virtude de processo recente de rejuvenescimento, a zona dissecada avança contra a antiga superfície aplainada (Guimarães & Grossi-Sad, 1997; Baars et al. 1997).
A forma de relevo característica é a chapada, amplamente presente na porção norte da área de estudo, sugerindo um peneplano antigo, que foi parcialmente desmontada por um segundo ciclo erosivo, responsável pela topografia suavizada observada. Um ciclo atual de erosão provocou rejuvenescimento da rede de drenagem, com erosão acentuada nas cabeceiras e desenvolvimento de ombreiras nos vales (Guimarães & Grossi-Sad, 1997). Não há qualquer dúvida quanto à persistência
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do processo de dissecação da antiga superfície, que é atestado pela existência de cursos d'água com trechos encachoeirados, com leito usualmente pedregoso e com recorte de aluvião antigo.
A porção norte das folhas Capelinha e Malacacheta é mais elevada que a porção sul, de cerca de 200 m. Essa diferença de altitude pode ser explicada pela variação do nível de base local dos cursos que fluem para o norte (Bacia do Rio Jequitinhonha), em relação aos que fluem para o sul (Bacia do Rio Doce). O divisor entre as bacias tem rumo oeste-leste.
As drenagens da região são dominadas principalmente pelos rios Itamarandiba e Fanado (figura 1.3), bem como por seus afluentes. O rio Itamarandiba drena toda a porção leste da área. Já afluentes diretos do rio Araçuaí drenam as porções Norte e Oeste. O padrão de drenagens é predominantemente dentrítico, principalmente de segunda e terceira ordem, com direção majoritariamente NW-SE. Este padrão está intrinsecamente relacionado aos metassedimentos do Grupo Macaúbas. Já na porção sul, onde ocorrem rochas relacionadas ao Complexo Guanhães, algumas drenagens possuem padrão retilíneo, possivelmente controlado por descontinuidades do embasamento.
O clima da região a ser estudada é tipicamente tropical, com seis meses de seca, entre Abril e Setembro. A pluviometria anual varia de 800 a 900 mm por ano na porção Norte, a 900 a 1100 mm na porção Sul e tem temperatura média anual de 21,5ºC (Guimarães & Grossi-Sad, 1997; Baars et al.
1997).
Figura 1.3: Mapa de elevação, aspectos do relevo e hidrografia básica da região de Capelinha.
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1.7 – ESTRUTURAÇÃO DA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Esta dissertação de mestrado apresenta sete capítulos, descritos resumidamente a seguir, e anexos.
� Capítulo 1: introduz ao leitor a área estudada e apresenta uma visão geral do problema abordado, os principais objetivos da dissertação e o roteiro metodológico para cumpri-los;
� Capítulo 2: apresenta uma compilação de trabalhos que abordam o arcabouço geotectônico e geológico da região onde se inserem as seqüências metassedimentares e metamáficas abordadas.
� Capítulo 3: destina-se à apresentação e discussão de dados petrográficos, geoquímicos, isotópicos e geocronológicos das rochas metamáficas e metassedimentares atribuídas à Formação Capelinha na região homônima.
� Capítulo 4: apresenta uma proposta de redefinição estratigráfica da Formação Capelinha, segundo o
“Código Brasileiro de Nomenclatura Estratigráfica” proposto por Petri et al. (1986). Esse capítulo está estruturado sob a forma de artigo intitulado “A Formação Capelinha redefinida como unidade basal do Grupo Macaúbas”, submetido ao Brazilian Journal of Geology como comunicação rápida (Qualis B2; por se tratar de nota curta foi aceito em português).
� Capítulo 5: discute os resultados obtidos neste projeto de mestrado.
� Capítulo 6: expõe as conclusões obtidas pelo projeto de mestrado de mestrado.
� Capítulo 7: expõe a lista das referências bibliográficas consultadas.
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CAPÍTULO 2 CONTEXTO GEOTECTÔNICO E GEOLOGIA REGIONAL
2.1 – ARCABOUÇO GEOTECTÔNICO
O paleocontinente São Francisco-Congo, representado pelo cráton homônimo localizado em parte na América do Sul e parte na África (figura 2.1), foi formado no limite riaciano-orosiriano (e.g., Ledru et al., 1994; Teixeira et al., 2000; Noce et al., 2007; Heilbron et al., 2010). Praticamente todas as reconstruções paleotectônicas e paleogeográficas revelaram que as massas continentais São Francisco e Congo atuaram como uma única peça continetal desde 2,0 Ga até a abertura do oceano Atlâtico no cretáceo (e.g., Trompette 1994; Brito–Neves et al., 1999; Cordani et al., 2003). A ligação entre as contrapartes São Francisco e Congo é uma região preservada do evento orogênico Brasiliano- Pan-africano (Porada 1989; Brito–Neves & Cordani 1991; Trompette 1994; Barbosa & Sabaté 2004), a ponte cratônica Bahia-Gabão (Pedrosa–Soares et al., 2008) (figura 2.1).
Na região sul da ponte cratônica Bahia-Gabão, um sistema de bacias neoproterozóicas se desenvolveu para um edifício orogênico Brasiliano-Pan-africano bordejado pelo cráton São Francisco- Congo, o orógeno Araçuaí-Congo Ocidental (Pedrosa–Soares et al., 2001, 2008; Alkmim et al., 2006).
Este sistema orogênico não representa um orógeno típico de margem continental (intercratônica), porque o seu desenvolvimento não envolve placas completamente separadas, devido à existência da ponte Bahia-Gabão ligando as contrapartes cratônicas São Francisco e Congo. O orógeno Araçuaí- Congo Ocidental é um exemplo de um orógeno confinado (Pedrosa-Soares et al., 2001; Rogers &
Santosh, 2004); porque, embora desenvolvido a partir de uma bacia esculpida no paleocontinente São Francisco-Congo, seu sistema precursor não foi completamente ensiálico, e o orógeno resultante contém lascas ofiolíticas, um arco magmático pré-colisional, e uma enorme quantidade de granitos colisionais e pós colisionais (Pedrosa-Soares et al., 1998, 2008, 2011; Queiroga et al., 2007;. Peixoto et al., 2013; Gonçalves et al., 2014; Gradim et al., 2014). Além disso, o sistema da bacia precursora do orógeno Araçuaí-Congo Ocidental foi conectado com aulacógenos localizados no paleocontinente São Francisco-Congo (figura 2.1). Portanto, esse cenário geotectônico único, representado pelo orógeno Araçuaí-Congo Ocidental e aulacógenos relacionados, pode fornecer pistas importantes para entender o comportamento geodinâmico Neoproterozóico e a evolução tectônica da paleocontinente São Francisco-Congo.
De fato, o orógeno Araçuaí-Congo Ocidental e a região cratônica vizinha fornecem várias evidências de uma série de eventos de rifteamento proterozóicos, relacionados com tentativas distintas
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de quebra do paleocontinente São Francisco-Congo (Pedrosa-Soares et al., 1992, 2011; Uhlein et al., 1998; Tack et al., 2001; Danderfer et al., 2009, 2014; Pedrosa-Soares & Alkmim 2011; Babinski et al., 2012;. Chemale-Júnior et al., 2012). No entanto, há poucos estudos detalhados sobre as fases rifte neoproterozóicas da bacia precursora do orógeno Araçuaí, que representa a contrapartida do sistema orogênico Araçuaí-Congo Ocidental localizado no sudeste do Brasil (Gradim et al., 2005; Martins, 2006; Martins et al., 2008)
A região de Capelinha situa-se na porção centro norte do orógeno Araçuaí (figura 2.1). Este sistema orogênico se estende desde o limite leste do Cráton do São Francisco até o litoral atlântico, aproximadamente entre os paralelos 15º e 21º S (figura 2.1). A fronteira setentrional deste orógeno descreve uma grande curvatura, com concavidade voltada para sul. O limite meridional é balizado pela extremidade sul do Cráton do São Francisco, ao redor do paralelo 21º S, onde a estruturação brasiliana de direção NE, característica do Orógeno Ribeira, sofre inflexão para NNE a N-S. O orógeno Araçuaí representa o segmento setentrional da Província Mantiqueira e inclui a Faixa de Dobramentos Araçuaí, definida por Almeida (1977): “faixa de dobramentos brasilianos adjacentes às bordas sul e sudeste do Cráton do São Francisco, em Minas Gerais e regiões vizinhas da Bahia”, e região a leste dela, rica em rochas graníticas e metassedimentares de alto grau, que constitui a porção interna do orógeno Araçuaí. A Faixa Congo Ocidental representa a contraparte do orógeno que foi herdada pela África após a abertura do Atlântico Sul, no Cretáceo.
Os grandes compartimentos tectônicos do orógeno Araçuaí, de acordo com Uhlein (1991);
Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos (2000) e Heilbron et al. (2004), são os domínios de antepaís (cobertura deformada do Cráton do São Francisco), externo (ou proximal, caracterizado por um sistema de empurrões frontais, transporte tectônico para oeste e metamorfismo de fácies xisto verde a anfibolito, crescente de oeste para leste e de norte para sul) e interno (ou distal, denominado
“núcleo metamórfico-anatético do orógeno”, caracterizado por extensivo plutonismo orogênico, presença de remanescentes oceânicos e do arco magmático cálcio-alcalino e metamorfismo de alto grau nas rochas associadas). A porção oriental do orógeno Araçuaí é rica em rochas graníticas, metassedimentares e rochas metamórficas ortoderivadas de alto grau metamórfico, caracterizando o domínio interno deste sistema (figura 2.2). Este, por sua vez, guarda o registro litológico de todos os estágios evolucionários, desde a bacia precursora, representada pelo Grupo Macaúbas em Minas Gerais, até o plutonismo pós-colisional (Pedrosa-Soares et al., 2001).
Do ponto de vista tectônico, Alkmim et al. (2006, 2007) apresentam uma compartimentação tectônica mais detalhada para o orógeno Araçuaí, permitindo sua subdivisão em dez domínios, dentre os quais o Corredor Transpressivo de Minas Novas (MN), a Zona de Cisalhamento da Chapada Acauã
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(CA) e o Bloco de Guanhães (BG) constituem a base para a compreensão da estruturação da região de Capelinha (figura 2.2).
Figura 2.1: Cenário geotectônico do Sistema orogênico Aracuaí-Congo Ocidental e os crátons relacionados. O poligono preto indica a localização da região abordada (modificado de Alkmim et al., 2006).
O Corredor Transpressivo de Minas Novas (Pedrosa-Soares, 1995) é uma zona de deformação transcorrente destral de orientação geral NE-SW, desenvolvida sobre rochas do Grupo Macaúbas (alvo deste trabalho) e Formação Salinas. Na porção NW as foliações mergulham para SE e na porção SE as foliações mergulham para NW, caracterizando, portanto, em seção transversal, uma geometria em flor positiva, marcada por uma foliação penetrativa, geralmente paralela ao acamamento das unidades envolvidas. O mergulho da foliação aumenta progressivamente em direção ao centro da estrutura, até atingir a verticalidade. Neste setor central, existem grandes dobras isoclinais de planos axiais verticais, cujas charneiras caem preferencialmente para NE. As lineações de estiramento mineral mostram obliquidades muito variáveis sobre os elementos do corredor e um caimento em torno de 30º para NE
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(Alkmim et al., 2007). O metamorfismo regional varia da fácies xisto verde a anfibolito médio, sob regime de baixa pressão (Pedrosa-Soares et al., 1996).
A Zona de Cisalhamento da Chapada Acauã é marcada por uma rica assembléia de estruturas de segunda geração que se superpõem às estruturas associadas ao transporte tectônico para oeste, dentre as quais se destacam dobras vergentes para leste, a estas dobras se associam uma clivagem de crenulação, cuja orientação preferencial é em torno de 290/50. Zonas de cisalhamento dúctil-rúpteis normais e tension gashes verticais são outros elementos muito frequentes no seu interior (Grossi-Sad et al., 1997; Gradim et al., 2005; Marshak et al., 2006; Santos et al., 2007). A orientação espacial e o sentido de cisalhamento das estruturas implicam em uma natureza distensional para a Zona de Cisalhamento da Chapada Acauã. Marshak et al., (2006) interpretam-na como uma manifestação do colapso gravitacional do Orógeno Araçuaí. Segundo Alkmim et al. (2007), a Zona Cisalhamento da Chapada Acauã atuou no abatimento do bloco constituído por rochas do Grupo Macaúbas e da Formação Salinas, situado a norte do Bloco de Guanhães.
O grande alto estrutural que expõe o embasamento do orógeno Araçuaí a sudeste do Cinturão de Cavalgamentos da Serra do Espinhaço Meridional é denominado Bloco de Guanhães. É constituído de terrenos TTG, gnaisses arqueanos, sequências metassedimentares e grandes plútons graníticos da suíte Borrachudos (1,75 Ga, Dussin et al., 2000; Silva et al., 2002; Noce et al., 2007). Somente as unidades mais jovens do Grupo Macaúbas fazem contato com o ele pelo norte (Pedrosa-Soares et al., 2001, 2007; Gradim et al., 2005). Tal fato constitui um indício de que o Bloco de Guanhães deve ter atuado como alto estrutural já a época do rifte Macaúbas (Alkmim et al., 2007).
O Bloco de Guanhães pode ser subdividido em três domínios do ponto de vista estrutural.
Esses domínios se distribuem em faixas alongadas na direção NS (Alkmim et al., 2006). O domínio leste caracteriza-se por um assembléia de estruturas constituída por falhas de empurrão de direção NS.
A leste da cidade de Guanhães, falhas inversas de baixo ângulo e direcionamento geral NNE-SSW se estendem da região de Itabira para norte passando pela localidade de Senhora do Porto. Em sua porção setentrional estes lineamentos, coincidem com o curso do Alto Rio Guanhães e encaixam uma sequência vulcano-sedimentar localmente com dezenas de metros de espessura. A seqüência está em contato tectônico por falhas inversas de alto ângulo com o embasamento da bacia, sendo superposta por litologias do Complexo Basal a leste e sobreposta aos granitos da Suíte Borrachudos (Pluton São Félix) a oeste (Danderfer & Meireles, 1987). Uma foliação penetrativa, muitas vezes de natureza milonítica, orientada N25E e subverticalizada, está representada em todas as litologias da seqüência. A lineação contida na foliação, representada pelo alinhamento de anfibólios, biotita, e rods de quartzo, tem orientação e caimento variados. São observados ainda foliação S/C, rotação de cristais e sombra de pressão.
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Figura 2.2: Mapa geológico simplificado do orógeno Araçuaí destacando as assembleias litotectônicas. Zona de
Cisalhamento Chapada Acauã (CA), Corredor Trasnpressivo de Minas Novas (MN), Bloco Guanhães (GB) (modificado de Pedrosa-Soares et al. (2008). Grupo Macaúbas (M), Grupo Dom Silvério (DS), Complexo Jequitinhonha (J), Formação Salinas (S), Formação Capelinha (Cp).
O domínio oeste também possui falhas reversas e de empurrão com direção NS e as características da deformação são heterogêneas. Em sua porção mais ocidental, o Complexo está tectonicamente sobreposto aos metassedimentos do Supergrupo Espinhaço que constitui a unidade dominante na cordilheira homônima (Dussin et al., 2000). A deformação é penetrativa de caráter rúptil-dúctil, associada a um transporte de massas para oeste. Registros de etapas de deformação mais antigas estão preservados localmente e muitas vezes são completamente obliterados. Em direção a leste, a deformação torna-se dúctil e a separação entre a deformação e metamorfismo atribuíveis à tectônica brasiliana e a eventos mais antigos não é clara (Dussin et al., 2000).
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O compartimento central é limitado pelas zonas de cisalhamento Pedra Branca, Sabinópolis e Virgolândia de direção preferencial NS (Alkmim et al., 2007), que mostram duas fases com cinemáticas distintas. A movimentação mais antiga possui sentido reverso e a mais nova possui sentido normal a normal-dextral. Peres et al. (2004) interpreta a movimentação mais nova como uma manifestação do colapso gravitacional do orógeno.
2.2 –ESTRATIGRAFIA
Este item apresenta uma síntese da estratigrafia do Orógeno Araçuaí, priorizando as unidades arqueanas, neoproterozóicas e cambriana que ocorrem na faixa Capelinha - Malacacheta. As unidades mais antigas, de idade arqueana, representam o embasamento do orógeno e incluem rochas do Complexo Guanhães. O Grupo Macaúbas, de idade neoproterozóica, engloba depósitos metassedimentares e metavulcânicos que registram estágios de evolução da bacia desde a sua fase rifte até a fase margem passiva. Granitos intrusivos na área de influência dessa dissertação, de idade cambriana, são representados por corpos a duas micas da Suite Mangabeiras, correlacionável à Suíte G4 do Orógeno Araçuaí (Pedrosa-Soares et al., 2007).
2.2.1 – Embasamento
O embasamento do Orógeno Araçuaí evoluiu a partir da aglutinação de blocos crustais arqueanos durante um processo orogênico paleoproterozóico que estendeu-se, aproximadamente, entre 2,2 e 2,0 Ga (Noce et al., 2007). Neste evento ocorreu a consolidação do bloco continetal São Francisco-Congo que, provavelmente, fazia parte de um extenso continente Paleoproterozóico. Os núcleos antigos, arqueanos, dos blocos São Francisco e Congo foram amalgamados ao longo de um cinturão orogênico denominado Itabuna-Salvador-Curaçá no Brasil (Barbosa & Sabaté, 2004), e Eburneano na África (Ledru et al., 1994). Esta ponte cratônica foi poupada dos eventos orogênicos neoproterozóicos e sobreviveu até o Mesozóico (Porada, 1989; Ledru et al., 1994; Trompete, 1994;
Brito-Neves et al., 1999; Barbosa & Sabaté, 2004; Alkmim et al., 2006).
No domínio do orógeno Araçuaí, e da sua contraparte africana representada pelo Orógeno Congo Ocidental, o sistema orogênico paleoproterozóico, com seus núcleos arqueanos, foi profundamente retrabalhado e desmembrado, constituindo hoje as unidades do embasamento orogênico. No orógeno Araçuaí estas unidades de embasamento encontram-se expostas no domínio externo e interno (Noce et al., 2007).
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Dentre as unidades do embasamento que compõem o domínio externo (também no limite com o domínio externo), o Complexo Guanhães é a mais relevante para a compreensão deste trabalho e será mais detalhadamente discutido no item a seguir.
2.2.1.1 – Complexo Guanhães
As rochas gnaissificadas e migmatizadas da associação tonalito-trondjemito-granodiorito, localizadas a leste, sul e sudeste da Cordilheira do Espinhaço (figura 2.3), na porção central de Minas Gerais foram englobadas, sob a designação geral de Complexo gnáissico-granítico por Almeida &
Litiwinski (1984). As diferentes ocorrências receberam as denominações locais de Complexo Guanhães no Mapa Geológico de Minas Gerais.
No Complexo Guanhães ocorrem gnaisses e migmatitos TTG (tonalito-trondhjemito- granodiorito) datados entre 2867 e 2711 Ma, corpos graníticos, um dos quais datados em 2710 Ma, faixas metavulcano-sedimentares possivelmente arqueanas e sequências metassedimentares portadoras de formações ferríferas bandadas (Noce et al., 2007). O complexo aloja os corpos graníticos da Suíte Borrachudos (1740 ± 8 a 1670 ± 32 Ma; Dussin et al., 1997; Silva et al., 2002) (figura 2.3), relacionada à abertura da bacia rifte-sag Espinhaço (Chemale-Junior et al., 2012.).
Idades Rb/Sr mais antigas, em tôrno de 2660 Ma (Teixeira et al., 1990), foram localmente obtidas para o complexo. No entanto, a grande maioria dos dados disponíveis, indicam idades variáveis entre 1400 e 480 Ma, e são interpretadas como idades brasilianas ou rejuvenescimento de idades mais antigas com perdas isotópicas parciais no Brasiliano (Teixeira et al., 1990). Teixeira et al.
(1990) interpretaram como restrita a atuação da tectônica brasiliana na porção oriental do Complexo Guanhães, postulando que a região se comportou como um bloco rígido durante a orogênese brasiliana.
Na região de abrangência das folhas Capelinha e Malacacheta, o Complexo Guanhães, é constituído, apenas pela Formação Serra Negra (Guimarães & Grossi-Sad, 1997; Baars et al., 1997). O Membro Inferior contém gnaisses, de composição granítica ou granodiorítica, finamente bandados, com intercalações de anfibolitos e de quartzitos de granulação grossa. A direção do bandamento gnáissico varia em torno do eixo EW, apresentando máximo em E-W/30°N (Guimarães & Grossi-Sad, 1997; Baars et al., 1997). Nos gnaisses são observadas dobras intrafoliais centimétricas, dobras abertas, dobras desarmônicas e dobras apertadas ou isoclinais, em escalas centimétricas a métricas. As dobras têm eixos predominantemente orientados na direção E-W, com vergência variável.
Intercalações concordantes de anfibolitos, centimétricas a métricas, ocorrem nos gnaisses. Trata-se de corpos de granulação grossa, geralmente bem foliados, constituídos por plagioclásio e anfibólio, tendo
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biotita e granada como acessórios eventuais. Gnaisses calcissilicáticos, xistos pelíticos e quartzitos próximos ao topo aparente da unidade são comuns.
O Membro Inferior grada verticalmente, através de intercalações finamente laminadas, para o Membro Superior que é predominantemente composto de quartzitos puros e impuros. As intercalações de quartzitos de grãos grossos, fortemente recristalizados e friáveis, ocorrem como camadas de espessura variável entre centímetros e uma centena de metros. Quantidades menores de formação ferrífera bandada, a quartzo e magnetita, e rocha metaultramáfica estão presentes no Membro Superior. Os quartzitos são tipicamente grossos a médios, em função de recristalização metamórfica, mas o acamamento plano paralelo é preservado em determinadas porções do pacote (Guimarães &
Grossi-Sad, 1997; Baars et al., 1997).
Ao se examinar a distribuição das unidades do Grupo Macaúbas nas adjacências do Complexo Guanhães, nota-se que somente as unidades mais jovens e distais do grupo – formações Chapada Acauã e Ribeirão da Folha - fazem com ele contato pelo norte (Pedrosa Soares et al., 2001, 2007;
Gradim et al., 2005). Tal fato constitui um indício de que o Bloco de Guanhães deve ter atuado como um alto estrutural já à época do rifte Macaúbas.
Figura 2.3: Mapa geológico da região do Bloco de Guanhães. Modificado de Alkmim et al. (2007).
2.2.2 – Grupo Macaúbas
No atual estágio do conhecimento, o Grupo Macaúbas registra o desenvolvimento de uma bacia neoproterozóica que evoluiu de um rifte continental para uma margem passiva, parcialmente sob
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influência glacial (Karfunkel & Hope, 1988; Noce et al., 1997; Pedro-Soares et al., 2001, 2011;
Martins-Neto & Hercos, 2002; Babisnki et al., 2012; Uhlein et al., 1998, 2007).
Com base nos resultados do Projeto Espinhaço (Guimarães & Grossi-Sad, 1997 e Baars et al., 1997), com modificações introduzidas por Lima et al. (2002), Pedrosa-Soares et al. (2007, 2008) e Martins et al. (2008), o Grupo Macaúbas foi então subdividido no trabalho de Pedrosa-Soares et al.
(2011) em sete formações, da mais antiga para a mais nova: Matão, Duas Barras, Rio Peixe Bravo, Serra do Catuni, Nova Aurora, Chapada Acauã e Ribeirão da Folha (figura 2.4).
Figura 2.4: Coluna estratigráfica geral para o Grupo Macaúbas. Modificado de Pedrosa-Soares et al. (2008, 2011).
Dois blocos do embasamento dividem a distribuição do Grupo Macaúbas em três setores com registros estratigráficos variáveis: o setor norte, relacionado com o Bloco Porteirinha, o setor central, localizado entre os paralelos 17º e 18º S, e o setor sul, relacionado com o Bloco de Guanhães (figura 2.5) (Pedrosa-Soares et al., 2011). O pacote mais completo do Grupo Macaúbas ocorre no setor central do orógeno Araçuaí, onde as unidades basais do Grupo Macaúbas - formações Matão e Duas Barras - estão sobrepostas pela sequência proximal da Formação Serra do Catuni, que é o mais antigo registro de glaciação da bacia Macaúbas (figuras 2.4 e 2.5). Estratigraficamente acima da Formação Serra do Catuni está a sequência glacio-marinha da unidade inferior da Formação Chapada Acauã, composta essencialmente por metadiamictitos, a qual é coberta pela unidade superior, sem (meta) diamictitos.
Esta unidade grada a leste para uma sucessão pós-glacial, margem passiva distal e assoalho oceânico da Formação Ribeirão da Folha (figura 2.5) (Pedrosa-Soares et al., 2011).
