Petrografia e evolução crustal da porção sul do Domínio Pacajá, Cráton Amazônico: evolução policíclica do Mesoarqueano ao Riaciano

A integração de dados de campo, petrográficos, mineralógicos, geoquímicos, geocronológicos (U-Pb em zircão, monazita e titanita) e isotópicos (Sm-Nd em rocha total e Lu-Hf em zircão) na porção sul do Domínio Bacajá permitiu a identificação e caracterização de novas unidades de granitoides e charnockitos, previamente englobadas no Complexo Cajazeiras. Essas descobertas permitiram redefinir a estratigrafia da região e avançar no conhecimento sobre as condições de cristalização, origem e evolução das rochas magmáticas e metamórficas ortoderivadas. Um evento magmático riaciano de longa duração (~70 Ma) ocorreu na área com início em ~2,12 Ga e término em ~2,05 Ga. Neste evento foram cristalizados os granitos Bandeirante (2,12 Ga, εHf(t) = -6,5 a -4,6, εNd(t) = -3,40); Alto Rio Preto (2,10-2,06 Ga, εHf(t) = - 10,2 a -6,3, εNd(t) = -8,96 a -2,80); os charnockitos Maravilha (2,09 Ga, εHf(t) = - 9,2 a -8,2, εNd(t) = -3,01 a -1,91) e Serra Azul (2,07 Ga, εHf(t) = -8,8 a -5,8, εNd(t) = -6,44 a -4,71); e granito Bernardino (2,05 Ga, εNd(t) = -6,71). Em termos geoquímicos, as unidades são cálcio-alcalinas e magnesianas (granitos Alto Rio Preto e Bernardino e Charnockito Serra Azul), e variam para cálcicas ou álcali-cálcicas e ferrosas (Granito Bandeirante e Charnockito Maravilha). Os granitoides são metaluminosos a fracamente peraluminosos, com exceção do granito Bernardino, que é fortemente peraluminoso. Os isótopos de Nd e Hf indicam uma fonte crustal com valores de épsilon fortemente negativos e idades modelo majoritariamente arqueanas, com grande diferença em relação às idades de cristalização, sugerindo longo período de residência crustal. Esses granitoides foram formados durante a colisão entre os domínios Bacajá e Carajás, durante a Orogenia Transamazônica, em um ambiente tardi- a pós-colisional. A delaminação da crosta espessada foi o provável mecanismo responsável pela fusão parcial da crosta para geração dos magmas. As assinaturas de Nd e Hf revelam uma compartimentação crustal coerente entre os domínios Bacajá, Lourenço, Carecuru (Cráton Amazônico) e Bauolé-Mossi (Cráton Oeste Africano), sugerindo que esses segmentos estiveram justapostos durante a amalgamação do supercontinente Columbia. O Granito Alto Rio Preto é composto por monzogranitos e restritos granodioritos-tonalitos com epidoto magmático. Ele foi colocado a pressões entre 0,4 e 0,7 GPa, cristalizou em temperaturas entre 949 e ~640 ºC, evoluiu sob condições oxidantes (NNO±0,5 a ±1), com teor inicial de H2O <4 a 6 % em peso. A preservação do epidoto é atribuída a uma interação complexa entre altas pressões de geração, ambientes oxidantes e elevada quantidade de água no magma, somada à baixa densidade e viscosidade que facilitaram a rápida ascensão dos magmas (4-5 km/ano) através da crosta, impedindo a total dissolução do epidoto. A integração e dados de campo e petrográficos sugerem que esse granito representa uma intrusão sintectônica. Esse granito apresenta afinidade com as séries cálcio alcalinas de alto K. O magma parental da fácies monzograníticas foi gerado a partir da fusão por desidratação de fonte basáltica a 0,99 GPa e 865 °C deixando um resíduo anfibolítico. Eles representam um exemplo de granitoides formados pelo retrabalhamento crustal da crosta máfica inferior, não contribuindo para o crescimento crustal na zona de colisão entre os domínios Bacajá e Carajás. O Charnockito Maravilha é composto por duas associações petrográficas: (i) monzonito-granito-charnockito e (ii) granodiorito-monzogranito, que podem ou não conter ortopiroxênio e/ou faialita + quartzo de origem ígnea. A associação (i) cristalizou em temperaturas entre 1052 e ~680 ºC, e evoluiu em condições reduzidas (FMQ±0,5), com teor de água inicial no magma ≤3 wt%; a (ii) cristalizou em temperaturas entre 918 e ~680 °C, evoluiu em condições oxidantes (NNO±0,5), com teor inicial de água de ~ 3-4 wt%. Ambas as associações foram colocadas a pressões entre 0,3 e 0,6 GPa. O Charnockito Serra Azul é composto por tonalitos, granodioritos e granitos que podem ou não conter ortopiroxênio ígneo. Foi colocado a pressões entre 0,3 e 0,6 GPa, temperaturas entre 1078 e ~700 °C, evoluiu em condições oxidantes (NNO±0,7 a ±2) e com teor de água inicial de ~ 2 a 3 % em peso. Os dados termodinâmicos indicam que faialita é uma fase restrita a baixas pressões (≤0,3 GPa) e condições reduzidas (FMQ -2 a -0,6), mas que pode cristalizar em presença de teores significativos de água. Por outro lado, ortopiroxênio pode cristalizar a pressões variadas (0,1 a 1 GPa) em condições reduzidas a oxidadas (FMQ-2 a NNO+2,5) e com quantidades moderadas de água (~5,2 a 6,5 %). O Complexo Cajazeiras é composto por ortognaisses tonalíticos a monzograníticos cristalizados em 2,97-2,94 Ga, com posterior perda de Pb/metamorfismo em 2,80-2,81 Ga e 2,21-2,01 Ga. Na área estudada, apresentam afinidades geoquímicas com rochas sanukitoides s.l. (V ≥ 40 ppm, Cr ≥ 39 ppm, Ba+Sr >1400 ppm) representando o magmatismo sanukitoide mais antigo do Cráton Amazônico e o segundo mais antigo do mundo. Os isótopos de Nd e Hf (εNd(t) +0,65; εHf(t) +0,5 a +2,5) indicam contribuição juvenil e curto período de residência crustal com idades modelos muito próximas às de cristalização. A ocorrência de rochas sanukitoides sugere que o manto já estava metassomatizado no Mesoarqueano. Tais ortognaisses foram metamorfisados em fácies anfibolito superior a granulito. O pico do metamorfismo é marcado pela assembleia clinopiroxênio-anfibólio-biotita-quartzo-magnetitailmenita-líquido que marca início de fusão parcial, e foi formada a ~0,52–0,55 GPa/760–790 °C, por volta de 2,21 Ga; o resfriamento em direção ao solidus ocorreu entre 2,10 e 2,08 Ga, e o retrometamorfismo é marcado por anfibólio-biotita-quartzo-magnetita-ilmenita-H₂O, desenvolvido a ~0,40–0,48 GPa/600–650 °C, em torno de 2,01 Ga.