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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17540
metadata.dc.type: | Tese |
Issue Date: | 9-May-2025 |
metadata.dc.creator: | NASCIMENTO, Aline Costa do |
metadata.dc.contributor.advisor1: | OLIVEIRA, Davis Carvalho de |
Title: | Evolução tectono-metamórfica e petrogênese de gnaisses migmatíticos e granitoides mesoarqueanos do Subdomínio Sapucaia (Província Carajás): uma abordagem geocronólogica, isotópica e estrutural |
metadata.dc.description.sponsorship: | CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico |
Citation: | NASCIMENTO, Aline Costa do. Evolução tectono-metamórfica e petrogênese de gnaisses migmatíticos e granitoides mesoarqueanos do Subdomínio Sapucaia (Província Carajás): uma abordagem geocronólogica,isotópica e estrutural. Orientador: Davis Carvalho de Oliveira. 2025. xxix, 416 f. Tese (Doutorado em Geologia e Petrologia) - Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Pará, Belém, 2025. Disponível em:https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/17540 . Acesso em:. |
metadata.dc.description.resumo: | O Subdomínio Sapucaia, localizado entre o Domínio Rio Maria e o Subdomínio Canaã dos Carajás, apresenta litoestratigrafia mesoarqueana que inclui greenstone belts, TTG, gnaisses migmatizados, sanukitoides, granitos potássicos e “híbridos”. Este trabalho apresenta uma descrição das principais estruturas migmatíticas do embasamento deste subdomínio e propõe a individualização dos ortognaisses Caracol, Colorado, Água Azul e São Carlos, agrupandoos no Complexo gnáissico-migmatítico Caracol. Intrusivos neste complexo e na sequência greenstone belts Sapucaia, ocorrem o Trondhjemito Água Fria, que representa uma segunda geração de magmatismo sódico, além dos granodioritos ricos em Mg da Suíte Sanukitoide Água Limpa e Granito potássico Xinguara. Os migmatitos mostram feições de fusão sinanatética in situ e in source, caracterizados por metatexitos estromáticos, net-structured metatexitos, schollen, schlieren diatexitos e raras ocorrências de patch metatexitos. O paleossoma é composto de ortognaisse e anfibolito, enquanto o leucossoma é quartzofeldspático e o melanossoma rico em biotita. O neosoma não segregado é representado por um granodiorito fino. A anatexia ocorreu sob condições de fácies anfibolito superior (~650–700ºC). Os ortognaisses do Complexo Caracol são metagranitoides com altos teores de SiO2 e Na2O, baixo MgO e forte fracionamento de ETR. Os sanukitoides da Suíte Água Limpa seguem um trend cálcico-alcalino, ricos em Mg, Ni, Cr e LILE. O Trondhjemito Água Fria, apesar de mais jovem, tem afinidade geoquímica semelhante aos gnaisses, mas com maior conteúdo de K₂O. O Granito Xinguara é cálcico-alcalino, rico em SiO2 e K2O, com pronunciadas anomalias negativas de Eu, indicando origem crustal. Dados geocronológicos indicam cristalização dos protólitos dos gnaisses entre 2,95–2,93 Ga, com metamorfismo regional entre 2,89–2,84 Ga, coevo aos granulitos da Província Carajás. Os sanukitoides da suíte Água Limpa e o Trondhjemito Água Fria têm idade de 2,87 Ga, seguido pelo Granito Xinguara a 2,86 Ga. Os dados isotópicos dos ortognaisses revelam valores de ƐHf(t) e ƐNd(t) positivos (+0,65 a +3,9), com idades modelo Hf-TDM C e Nd-TDM entre 3,21 e 2,98 Ga, sugerindo fonte juvenil. Os sanukitoides têm ƐHf(t) e ƐNd(t) variando de –3,31 a +1,76, idades modelo de 3,28 a 2,91 Ga, valores de δ18O entre 5,0 a 7,6‰, e composição de Pb em feldspato com μ > 10 que indicam fonte mantélica contaminada por material crustal. O Trondhjemito Água Fria tem ƐHf(t) e ƐNd(t) variando entre +1,14 e +3,59, com idades modelo Hf-TDM C de 3,05 a 3,21 Ga. O Granito Xinguara apresenta idade modelo Nd-TDM de 2,94 a 2,86 Ga, com ƐNd(t) entre +1,32 e +2,55. A proximidade temporal entre a extração mantélica e a idade de cristalização desses granitoides sugere um rápido processo de crescimento crustal na região. Os dados geoquímicos indicam que o líquido gerador do grupo de gnaisses com alta razão (La/Yb)N é atribuído a fusão de metabasaltos não enriquecidos, previamente transformados em granada-anfibolito. Fontes com composição similar à média dos metabasaltos arqueanos do Greenstone Belt Sapucaia e Identidade seria adequada para gerar tal líquido, porém a partir de diferentes graus de fusão (25-30% ou 10-15%). O líquido formador dos gnaisses com baixas razões (La/Yb)N poderia também ser derivado de uma fonte similar às anteriores, porém sem granada. O líquido dos sanukitoides derivou de 19–20% de fusão de um manto enriquecido por 32% de um líquido tipo-TTG no campo de estabilidade da granada. O Trondhjemito Água Fria resultou de 5–10% de fusão de metabasaltos, enquanto o Granito Xinguara se formou a partir de diferentes graus de fusão de fontes similares aos gnaisses mais antigos. A petrologia experimental indica que os sanukitoides cristalizaram entre 1000–970 °C no estágio liquidus e 700 °C no solidus, com pressões de 900–600 MPa na cristalização e 200–100 MPa na colocação do magma. Apresentam mineralogia indicativa de cristalização em condições oxidantes (NNO +0,3 a +2,5) e alto conteúdo de água (H₂Omelt > 6–7%). A evolução mesoarqueana do Subdomínio Sapucaia ocorreu em três fases principais: (1) >3,0 Ga, formação da crosta félsica primitiva; (2) entre 2,95–2,92 Ga, formação dos gnaisses do Complexo Caracol; (3) 2,89–2,84 Ga, espessamento crustal durante a atuação de uma tectônica transpressiva sinistral associada à exumação e metamorfismo do embasamento de composição TTG. A estabilização crustal permitiu a formação de magmas sanukitoides e TTG mais jovens (Trondhj. Água Fria). A ascensão desses magmas forneceu calor para a fusão dos metagranitoides do embasamento da região e formação de granitos anatéticos. Nesta etapa, a foliação gnáissica foi obliterada pela deformação e intrusões de granitoides mais jovens. A integração dos dados sugere a atuação de uma tectônica que favoreceu a formação de magmas crustais e mantélicos no final do Mesoarqueano no Subdomínio Sapucaia. Podemos sugerir que o crescimento crustal no Subdomínio Sapucaia foi inicialmente controlado por plumas mantélicas associado à tectônica vertical, similar ao que se observa nos crátons Pilbara e Dharwar. No entanto, diferente do que é proposto para o Domínio Rio Maria, a estruturação dômica do embasamento gnáissico deste subdomínio foi intensamente obliterada pela atuação da tectônica transpressiva sinistral (deformação não-coaxial) formando corpos sigmoidais de orientação E-W. |
Abstract: | The Sapucaia Subdomain, located between the Rio Maria Domain and the Canaã dos Carajás Subdomain, exhibits a Mesoarchean lithostratigraphy that includes greenstone belts, TTG suites, migmatized gneisses, sanukitoids, potassic granites, and "hybrids." This study presents a description of the main migmatitic structures of the basement within this subdomain and proposes the individualization of the Caracol, Colorado, Água Azul and São Carlos orthogneisses, grouping them into the Caracol Gneiss-Migmatitic Complex. Intruding this complex and the Sapucaia greenstone belt sequence, the Água Fria Trondhjemite represents a second generation of sodic magmatism, along with the Mg-rich granodiorites of the Água Limpa Sanukitoid Suite and the Xinguara Potassic Granite. The migmatites exhibit features indicative of in situ and in-source syn-anatectic melting, characterized by stromatic metatexites, net-structured metatexites, schollen, schlieren diatexites, and rare occurrences of patch metatexites. The paleosome is composed of orthogneiss and amphibolite, while the leucosome is quartz-feldspathic and the melanosome is biotite-rich. The unsegregated neosome is represented by a fine-grained granodiorite. Anatexis occurred under upper amphibolite-facies conditions (~650–700°C). The orthogneisses of the Caracol Complex are metagranitoids with high SiO2 and Na2O contents, low MgO, and strong REE fractionation. The sanukitoids of the Água Limpa Suite follow a calc-alkaline trend, enriched in Mg, Ni, Cr, and LILEs. Despite being younger, the Água Fria Trondhjemite exhibits geochemical affinity with the gneisses but with higher K2O content. The Xinguara Granite is calc-alkaline, rich in SiO2 and K2O, with pronounced negative Eu anomalies, indicating a crustal origin. Geochronological data indicate protolith crystallization of the gneisses between 2.95–2.93 Ga, with regional metamorphism between 2.89–2.84 Ga, coeval with the granulites of the Carajás Province. The sanukitoids of the Água Limpa Suite and the Água Fria Trondhjemite date to 2.87 Ga, followed by the Xinguara Granite at 2.86 Ga. Isotopic data from the orthogneisses reveal positive ƐHf(t) and ƐNd(t) values (+0.65 to +3.9), with Hf-TDM C and Nd-TDM model ages between 3.21 to 2.98 Ga, suggesting a juvenile source. The sanukitoids show ƐHf(t) and ƐNd(t) values ranging from –3.31 to +1.76, model ages from 3.28 to 2.91 Ga, δ18O values between 5.0 and 7.6‰, and feldspar Pb compositions with μ > 10, indicating a mantle source contaminated by crustal material. The Água Fria Trondhjemite exhibits ƐHf(t) and ƐNd(t) values ranging from +1.14 to +3.59, with Hf-TDM C model ages of 3.05 to 3.21 Ga. The Xinguara Granite has a Nd-TDM model age of 2.94 to 2.86 Ga, with ƐNd(t) values between +1.32 and +2.55. The temporal proximity between mantle extraction and the crystallization age of these granitoids suggests a rapid crustal growth process in the region. Geochemical data indicate that the melt responsible for the high (La/Yb)N ratio gneiss group derived from the melting of non-enriched metabasalts, previously transformed into garnet-amphibolite. Sources compositionally similar to the average Archean metabasalts from the Sapucaia and Identidade Greenstone Belts could generate such melts, though at different degrees of partial melting (25–30% or 10–15%). The low (La/Yb)N ratio gneiss-forming melt could also be derived from a similar source but without garnet. The sanukitoid melt resulted from 19–20% partial melting of a mantle source enriched by 32% of a TTG-like melt within the garnet stability field. The Água Fria Trondhjemite formed from 5–10% partial melting of metabasalts, whereas the Xinguara Granite resulted from different degrees of melting of sources similar to the older gneisses. Experimental petrology suggests that the sanukitoids crystallized at 1000–970°C in the liquidus stage and 700°C in the solidus stage, with crystallization pressures of 900–600 MPa and emplacement pressures of 200–100 MPa. These rocks exhibit mineralogy indicative of crystallization under oxidizing conditions (NNO +0.3 to +2.5) and high-water content (H₂Omelt > 6–7%). The Mesoarchean evolution of the Sapucaia Subdomain occurred in three main phases: (1) >3.0 Ga, formation of the primitive felsic crust; (2) between 2.95–2.92 Ga, formation of the Caracol Complex gneisses; (3) 2.89–2.84 Ga, crustal thickening during sinistral transpressive tectonic associated with exhumation and metamorphism of the TTG basement. Crustal stabilization allowed for the formation of younger sanukitoid and TTG magmas (Água Fria Trondhjemite). The ascent of these magmas supplied heat for the melting of regional basement metagranitoids, leading to the formation of anatectic granites. During this stage, gneissic foliation was obliterated by deformation and intrusion of younger granitoids. The integration of the data suggests that tectonic processes facilitated the generation of both crustal and mantle-derived magmas at the end of the Mesoarchean in the Sapucaia Subdomain. It can be inferred that crustal growth in the Sapucaia Subdomain was initially controlled by mantle plumes associated with vertical tectonics, similar to observations in the Pilbara and Dharwar cratons. However, unlike the Rio Maria Domain, the dome-like structuring of the gneissic basement in this subdomain was intensely obliterated by the action of sinistral transpressive tectonics (non-coaxial deformation), forming sigmoidal bodies with an E-W orientation. |
Keywords: | Migmatitos Geocronologia Isótopos Hf-Nd-δ18O-Pb Evolução crustal Evolução crustal Subdomínio Sapucaia Província Carajás Migmatites Geochronology Hf-Nd-δ18O-Pb isotopes Crustal evolution Sapucaia Subdomain Carajás Province |
metadata.dc.subject.areadeconcentracao: | GEOQUÍMICA E PETROLOGIA |
metadata.dc.subject.linhadepesquisa: | EVOLUÇÃO CRUSTAL E METALOGÊNESE |
metadata.dc.subject.cnpq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal do Pará |
metadata.dc.publisher.initials: | UFPA |
metadata.dc.publisher.department: | Instituto de Geociências |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica |
metadata.dc.rights: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
metadata.dc.source.uri: | Disponível na internet via correio eletrônico: bibgeociencias@ufpa.br |
Appears in Collections: | Teses em Geologia e Geoquímica (Doutorado) - PPGG/IG |
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