Relações entre coberturas do cráton do São Francisco e bacias situadas em orógenos marginais: o registro de datações u-pb de grãos detríticos de zircão e suas implicações geotectônicas

• Main Author: Matheus Henrique Kuchenbecker do Amaral
• Other Authors: Antonio Carlos Pedrosa Soares
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2014
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/IGCC-9P7QJD

=== The São Francisco Craton, together with its african counterpart, the Congo craton, represents an inner and stable part of one of the palaeocontinents involved in the assembly of West Gondwana, in Neoproterozoic time. This long-lasting orogenic process, known as the Brasiliano-Pan African event, formed diachronic orogenic belts adjacent to those cratons, like the Araçuaí-West Congo orogen and Brasília belt that, respectively, place the east and west limits of the São Francisco Craton. The collisional processes were accompanied by sedimentary reworking, recorded in some units in the cratonic and orogenic domains. The aim of this thesis is to analyze the sedimentary provenance patterns of the Bambuí, Salinas, Macaúbas and Espinhaço basins, through U-Pb dating of detrital zircons. The results are interpreted in order to track the source areas and obtain age constraints for those basins, attempting to establish their inter-relations and discuss the consequential geotectonic implications. Within the São Francisco Craton, the Espinhaço Supergroup was deposited in the Pirapora Aulacogen through, in a period constrained between 1280 Ma (younger zircon population) and 906 Ma (age of the intrusive Pedro Lessa Mataigneous Suit). The cratonic basement highs (Sete Lagoas and Januária) seem to have been important source areas to the Mesoproterozoic units. The presence of 1700 Ma zircons probably related to the opening of the Espinhaço Basin in the upper units of the Espinhaço Supergroup could imply in a geological process, occurring between 1700 and 1200 Ma, able to exhume the basal portion of the Espinhaço Supergroup, making it available for the sediment generation. Considering both the Araçuaí Orogen and West Congo belt counterparts, the long lasting evolution of the Macaúbas basin (c. 930 Ma to c. 600 Ma) seems to involve more than one rifting event. The pre-glacial units were deposited in response to the Tonian rifting event, and shows some differences in the provenance pattern, relative to the rest of the group. The glacial units were deposited in a continental rift setting possibly starting in c. 750 Ma, as indicated by magmatism in both Araçuaí and Congo counterparts. This rift evolved to an inland-sea basin partially floored by oceanic crust in the Cryogenian-Ediacaran boundary, which was followed by the development of a thick passive margin sequence, in post-glacial conditions. In the Bambuí Group, the detrital zircon ages indicate that the whole sedimentary pile was deposited after 550 Ma, in a complex foreland system resulting from the interaction of crustal loads promoted by both the Araçuaí Orogen and the Brasília belt in the São Francisco palaeoplate. In the eastern portion of the Bambuí Basin, the newly individualized Gorutuba Formation displays fluvial deposits with an almost unimodal provenance pattern with ages between c. 580-600 Ma, certainly related to primary sources in the Araçuaí Orogen. This scenario suggests that the deformation in the Brasília Belt should have lasted more than previously thought. The apparent lack of older rocks in the Bambuí Group, related to the flexure caused by the Brasília Belt during the beginning and climax of its development (c.630 Ma), could be related to the non-preservation of units due to the advance of the orogenic front. The glacial deposits of Carrancas Fornation, as well as the cap carbonates of the Bambuí Group could be related to glacial events in the limit of the Ediacaran/Cambrian, such as those recorded in the Nama Basin, Africa. The new geochronological data indicate that the Salinas Formation should have been deposited between 548 and 520 Ma. The provenance pattern of the unit and its maximum depositional age are quite similar to those of the Bambuí Group, which could suggest a correlation between the units, as proposed by pioneers works. In this context, the Salinas Formation could represent a foredeep deposit, related to the evolution of the Araçuaí Orogen, later incorporated into the orogenic domain due to the advance of the deformational front. Finally, the analysis of c. 7000 U-Pb detrital zircon ages compiled from sedimentary units around the São Francisco Craton and their marginal orogens suggests that the crustal evolution of the Congo São Francisco Palaeocontinent were episodic, mainly concentrated in the 1900-2200 Ma, 600-500 Ma and 2600-2900 Ma periods, in order of importance. In comparison with the postulated great supercontinental cycles, this data suggest that this palaeocontinent has evolved aside, not being part of the large land masses that have occurred before the Gondwanaland assembly, such as Nuna and Rodínia supercontinents. === O Cráton do São Francisco, bem como sua contraparte africana, o Cráton do Congo, representa uma porção interna e estável de um dos paleocontinentes envolvidos na amalgamação do Supercontinente Gondwana, no Neoproterozoico. Este longo processo, conhecido como Evento Brasiliano-Panafricano, deu origem a uma série de cinturões orogênicos diacrônicos adjacentes a estes crátons, como o Orógeno Araçuaí-Oeste Congo e a Faixa Brasília, respectivamente erigidos a leste e a oeste do Cráton do São Francisco. Durante este processo, o retrabalhamento sedimentar dos edifícios orogênicos ficou registrado em algumas unidades sedimentares presentes nos domínios cratônico e orogênicos. O objetivo desta tese é analisar os padrões de proveniência sedimentar das bacias Bambuí, Salinas, Macaúbas e Espinhaço através da datação U-Pb de zircões detríticos. Os resultados são interpretados de modo a rastrear as fontes sedimentares possíveis e fornecer limites de idade para estas bacias, atentando para o estabelecimento de inter-relações entre elas e discutindo as implicações geotectônicas dos padrões encontrados. No domínio cratônico, as unidades superiores do Supergrupo Espinhaço foram depositadas no Aulacógeno de Pirapora, entre 1280 e 906 Ma. Altos do embasamento (Sete Lagoas e Januária) parecem ter sido fontes importantes nesse contexto. A presença de zircões com c. 1700 Ma, provavelmente relacionados ao magmatismo rifte estateriano, sugere um processo geológico mesoproterozoico, capaz de exumar as unidades basais da bacia e torná-las disponíveis para o retrabalhamento sedimentar. No Grupo Macaúbas, o espectro de idades de zircões detríticos indica que grande parte de seus sedimentos devem provir de fontes secundárias. Tendo em vista o acervo de dados do Orógeno Araçuaí e da faixa Oeste-Congolesa, a evolução da Bacia Macaúbas parece envolver mais de um evento de rifteamento. As unidades pré-glaciais foram depositadas em resposta aos processos extensionais tonianos, e mostram diferenças no padrão de proveniência, em relação ao restante do grupo. As unidades glacias foram depositadas em um segundo evento, possivelmente ocorrido em c. 750 Ma, como sugerido por magmatismo a norte do Orógeno Araçuaí e na faixa Oeste-Conglolesa. Este rifte evoluiu para um golfo parcilmente oceanizado no limite Criogeniano/Ediacarano, durante o desenvolvimento de uma espessa sequência de margem passiva, já em condições pós-glaciais. No Grupo Bambuí, idades U-Pb em zircões detríticos e também o acervo fossilífero indicam que toda a pilha sedimentar tenha se depositado após c. 550 Ma, em um complexo sistema foreland resultante da interação entre as flexuras promovidas pela Faixa Brasília e pelo Orógeno Araçuaí na paleoplaca São Francisco. Na porção leste da bacia, a recém-individualizada Formação Gorutuba exibe depósitos fluviais com padrão praticamente unimomdal de proveniência, com fontes entre 580 e 600 Ma, certamente relacionadas aos eventos magmáticos do Orógeno Araçuaí. Este cenário sugere que a deformação na Faixa Brasília tenha durado mais do que se imaginava. A aparente ausência de rochas mais antigas no Grupo Bambuí, relacionadas à flexura causada pela Faixa Brasília durante o início e clímax de seu desenvolvimento (c. 630 Ma) pode estar relacionada à não preservação de unidades devido ao retrabalhamento promovido pelo avanço das frentes orogênicas. Os depósitos glaciais da Formação Carrancas, bem como os carbonatos de capa da Formação Sete Lagoas, podem estar relacionados a eventos glaciais do limite Ediacarano/Cambriano, como os registrados na Bacia de Nama, África. Os novos dados geocronológicos indicam que Formação Salinas tenha se depositado entre 548 e 520 Ma. O padrão de proveniência da unidade e a sua idade máxima de deposição são notavelmente semelhantes aos do Grupo Bambuí, o que sugere a correlação das unidades, como proposto em antigos trabalhos pioneiros na região. Nesse sentido, a Formação Salinas pode representar depósito foredeep relacionado à flexura causada pela edificação do Orógeno Araçuaí, posteriormente incorporado ao domínio orogênico com a evolução do front deformacional. Por fim, a análise de quase 7000 idades U-Pb em zircões provenientes de diversas unidades sedimentares do Cráton do São Francisco e seus orógenos marginais sugere que a evolução crustal do paleocontinente Congo-São Francisco tenha sido episódica, principalmente concentrada nos períodos 1900-2200 Ma, 600-500 Ma and 2600-2900 Ma, em ordem de importância. Em comparação com os grandes ciclos supercontinentais postulados atualmente, os dados parecem indicar que o paleocontinete Congo-São Francisco tenha tido uma evolução singular, não tendo sido parte das grandes massas continentais que ocorreram antes da amalgamação de Gondwana, como os supercontinentes Nuna e Rodínia.