Petrografia, geoquímica e geocronologia das rochas metavulcânicas e metaplutônicas dos Greenstone Belts faina e Serra de Santa Rita : implicações para o ambiente tectônico

Abstract

O Terreno Arqueano-Paleoproterozóico de Goiás é um fragmento alóctone da Província Tocantins que foi amalgamado na margem oeste da Faixa Brasília durante o Ciclo Brasiliano. O terreno é composto por uma associação de complexos granito-gnáissicos (TTG) arqueanos e greenstone belts arqueanos a paleoproterozóicos. Os greenstone belts Faina e Serra de Santa Rita localizam-se na porção sul do terreno e são separados pela Falha de Faina. Estes cinturões são compostos por sequências inferiores de rochas metavulcânicas ultramáficas sobrepostas por metabasaltos e sequências superiores de rochas metassedimentares. Os metabasaltos correspondem a anfibolitos restritos ao greenstone belt Serra de Santa Rita e estão associados a lentes de metandesito e intrusões dioríticas a tonalíticas poli-deformadas. O conjunto foi metamorfizado em condições de fácies anfibolito e afetado por retrometamorfismo em fácies xisto verde. O presente trabalho investiga as assinaturas geoquímicas e isotópicas das rochas metavulcânicas e metaplutônicas dos greenstone belts Faina e Serra de Santa Rita com o objetivo de estabelecer os diferentes períodos de magmatismo e o ambiente tectônico de formação destas sequências. Os dados indicam que as rochas ultramáficas apresentam algumas características químicas semelhantes aos boninitos modernos. Os anfibolitos são divididos em dois grupos: basaltos do tipo 1 e basaltos do tipo 2. Os basaltos do tipo 1 são toleíticos e se assemelham aos basaltos de bacias de back-arc. Os basaltos do tipo 2 apresentam elevados teores de Nb (5-12 ppm) e se assemelham aos basaltos enriquecidos em Nb (Nb-enriched basalts; NEB) que ocorrem em associação com adakitos em alguns arcos de ilhas fanerozóicos e que também já foram reportados em alguns greenstone belts arqueanos. Os metandesitos, metadioritos e metatonalitos apresentam algumas das principais características químicas diagnósticas dos adakitos, incluindo os baixos valores de Yb (0,7-1,6 ppm), Y (8-17 ppm) e fracionamento de ETR pesados (La/Ybcn=7-19). Os metandesitos e metatonalitos são caracterizados por teores mais elevados de SiO2 (56-68%) e se assemelham aos adakitos de alta-silica (High-SiO2 adakites; HSA), ao passo que os metadioritos são caracterizados por menores teores de SiO2 (54-58%) e teores muito elevados de MgO (9-15%), Cr (440-1060 ppm) e Ni (231-473 ppm), se assemelhando aos adakitos de baixa-sílica (Low-SiO2 adakites; LSA) ou andesitos magnesianos (high-Mg andesites; HMA). As datações LA-ICP-MS U-Pb em zircão registram dois períodos principais de atividade ígnea na região: 2,96-2,92 Ga e 2,79 Ga. As rochas cristalizadas no primeiro período (2,96-2,92 Ga) apresentam TDM entre 3,08 e 2,99 Ga e ƐNd (t) entre 2,16 e 2,77, indicando assinatura juvenil e ausência de contaminação com crosta siálica mais antiga nestes magmas. A amostra de metatonalito cristalizada em 2,79 Ga apresenta TDM de 3,13 Ga e ƐNd (t) inicial igual a -0,30, indicando a influência de contribuição crustal neste segundo período. Os dados sugerem que os protólitos vulcânicos e plutônicos dos greenstone belts Faina e Serra de Santa Rita estão inseridos em um sistema forearc-arc-back-arc intraoceânico. O estágio inicial, em torno de 2,96 Ga, corresponde à geração de lavas ultramáficas em um ambiente de forearc nos estágios iniciais de evolução de um arco de ilhas, de maneira análoga aos boninitos modernos, porém sob elevadas taxas de fusão parcial de um manto hidratado no Arqueano. A evolução do arco e progressão da subducção possibilitou a fusão parcial da placa oceânica subductada e geração de adakitos. A fusão parcial do manto residual que foi previamente metassomatizado com o magma adakítico gerou os basaltos enriquecidos em Nb. A fusão parcial do manto por descompressão gerou derrames basálticos toleíticos na região de back-arc. Em torno de 2,92 Ga, o magma adakítico foi totalmente consumido na reação metassomatica com o manto e a posterior fusão parcial deste manto hibridizado gerou magmatismo andesítico com altos teores de MgO, Cr e Ni que se alojou na crosta na forma de intrusões dioríticas. O estágio tardio corresponde à formação de arco continental em torno de 2,79 Ga, marcado pela geração de tonalitos e amalgamação com outros arcos de ilhas e continentais que constituem os complexos Caiçara e Uvá para formar o substrato arqueano da porção sul do Terreno Arqueano-Paleoproterozóico de Goiás.