Geocronologia e significado tectônico de rochas máficas de alto grau metamórfico da faixa Brasília

Abstract

A interpretação das idades fornecidas por zircão de terrenos de alto grau tem se revelado complexa, visto que há processos que promovem a alteração do cristal ígneo em diferentes escalas durante o evento metamórfico, fornecendo, por vezes, informações geocronológicas ambíguas e pouco acuradas. Nesse sentido, o objetivo deste estudo é investigar a influência do metamorfismo de alto grau no sistema U-Pb de cristais de zircão dos complexos Anápolis-Itauçu e Serra da Malacacheta-Barro Alto, por meio da utilização de imageamento por catodoluminescência e de análises pontuais suplementares de isótopos de Hf e química de zircão. Com isso, pretende-se definir a real-idade geológica dos resultados obtidos e, assim, promover uma melhor compreensão do contexto geotectônico dos terrenos granulíticos mais expressivos da Faixa Brasília. Os complexos acamadados de Damolândia e Taquaral, Goiás, encontram-se inseridos no Complexo Anápolis-Itauçu. Apesar do metamorfismo de fácies granulito superimposto, ainda se observam texturas e mineralogia primária nas duas intrusões e, portanto, os cristais de zircão devem revelar informações primárias e secundárias. Análises U-Pb revelam espalhamento de idades concordantes em intervalo de cerca de 80 Ma,com “interceptos” superiores de ~ 670 Ma. Entretanto, as razões iniciais de 176Hf/177Hf são homogêneas, tanto em escala cristalina quanto na população de zircão e não apresentam correlação com as idades U-Pb. Isso sugere que os cristais formaram-se em um único evento e, portanto, a dispersão observada nas idades reflete a perda parcial de informação do sistema U-Pb. Assim, conclui-se que as idades mais antigas, próximas a 670 Ma, são representativas do evento de cristalização ígnea dos complexos de Damolândia e Taquaral e, portanto, estas intrusões constituem episódio anterior de magmatismo máfico na Faixa Brasília. Este evento magmático mostra-se coevo ao metamorfismo de alto grau e, destarte, pode caracterizar a fonte adicional de calor necessária para o desenvolvimento das assembléias de temperatura ultra-alta dos granulitos do Complexo Anápolis-Itauçu. O complexo Serra da Malacacheta-Barro Alto revela-se, ainda, um alvo adicional para a avaliação das alterações metamórficas em zircão, visto que também reúne rochas máficoultramáficas com metamorfismo de alto grau superimposto. Idades U-Pb revelam que o corpo acamadado constitui-se por duas intrusões distintas, caracterizadas pelos complexos Serra da Malcacheta (1,3 Ga) e Barro Alto (0,8 Ga). O metamorfismo de alto grau é datado por titanita e zircão recristalizado das duas unidades em c. 750 Ma, o que implica que ambas já se encontravam unidas neste episódio. Portanto, os novos dados confirmam a similaridade com os complexos Serra dos Borges e Niquelândia, expostos ao norte. Entretanto, os dados U-Pb em zircão são inconclusivos para o metanortosito e para o anfibolito Cafelândia. Em ambos os casos, a assinatura isotópica de Hf é homogênea e, consequentemente, implica em um único episódio de cristalização. Tal fato permite a reclassificação geocronológica das unidades, de modo que o metanortosito relaciona-se ao primeiro episódio magmático, enquanto que o anfibolito Cafelândia insere-se no segundo evento de magmatismo máfico. Assim, o volumoso magmatismo máfico revela-se coevo ao metamorfismo de alto grau e sugere, portanto, que a Faixa Brasília represente um orógeno quente. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The interpretation of U-Pb ages obtained in zircon grains from high-grade rocks have shown to be very complex, given that metamorphism might promote the alteration of igneous crystals in different scales, resulting in ambiguous and imprecise geochronological data. Therefore, the purpose of this study is to investigate the influence of the high-grade metamorphic imprint on the U-Pb isotopic system of zircon from the Anápolis-Itauçu and Serra da Malacacheta-Barro Alto complex, using additional information from cathodoluminescence imaging and in-situ isotopic and chemical analyses in order to define the geological meaning of U-Pb ages. Consequently, the new data provides a better comprehension of the geotectonic evolution of the most noteworthy granulite terranes in the Brasília Belt. The Damolândia and Taquaral layered complexes, Goiás, are part of the Anápolis-Itauçu Complex. Besides of the superimposition of granulite-facies metamorphism, these intrusions still partially preserve igneous texture and mineralogy and, hence, zircon grains might enclose both primary and secondary geochronological information. U-Pb analyses reveal a spread of concordant ages spanning within an age interval of ~80 Ma, which suggests an “upper” intercept age of ~670 Ma. Nevertheless, Hf isotopic ratios are homogeneous within populations and also in crystal-scale domains in all samples and show correlation neither with U-Pb ages nor with Th/U ratios, suggesting that zircon grains crystallized during a single growth event. Therefore, it is suggested that the observed spread of concordant ages in reality reflects the partial reset of the U-Pb system and, thus, the older obtained ages, around 670 Ma, shall be representative of the igneous crystallization of the Damolândia and Taquaral intrusions. Consequently, the new data advocate for a previous episode of mafic magmatism in the Brasília Belt, which is coeval with the high-grade metamorphism in the Anápolis-Itauçu Complexes and, hence, characterizes the additional heat source to the development of ultra-high temperature assemblages. The Serra da Malacacheta-Barro Alto constitutes an additional target to the investigation of metamorphic alteration processes on zircon, since it enclosures mafic-ultramafic rocks metamorphosed under amphibolites to granulite facies conditions. U-Pb ages reveal that this composite intrusion is composed of two distinct intrusions, namely the Serra da Malacacheta (1.3 Ga) and Barro Alto complexes (0.8 Ga). The metamorphism is defined at ~750 Ma by titanite and recrystallized domains of zircon from both units, which implies that they were already combined by the time of the metamorphic imprint. Therefore, the new data confirms the similarity among the Serra da Malacacheta-Barro Alto Complex and the Serra dos Borges-Niquelândia complex, exposed to the north. However, U-Pb ages are themselves inconclusive in dating the metanorthosite and the Cafelândia amphibolite. Nevertheless, Hf isotopic signature of both samples is homogeneous and implies that zircon population has crystallized in a single episode, which allows the geochronological reclassification of these units. Thus, the metanorthosite characterizes the first event of mafic magmatism, while the Cafelândia amphibolite is attributed to the second magmatic episode. Therefore, the voluminous mafic magmatism is coeval to high-grade metamorphism in both studied areas and thus, it suggests that the Brasilia Belt typify a hot orogen.