Petrocronologia, modelagem metamórfica e evolução tectônico-metamórfica da Sequência Anicuns-Itaberaí e do Complexo Anápolis-Itauçu, Orógeno Brasília Sul

Abstract

Na porção oeste da Orógeno Brasília (OB) afloram o Arco Magmático de Arenópolis (AMA) formado por ortognaisses e sequências metavulcanossedimentares, e o Complexo Anápolis-Itauçu (CAI), núcleo metamórfico do orógeno constituído por granulitos orto e paraderivados que registram condições de ultra-alta-temperatura. O contato entre esses dois domínios coincide com uma anomalia gravimétrica interpretada como uma zona de sutura. Este trabalho investiga as condições metamórficas associadas a trajetórias Pressão (P)-Temperatura (T) de xistos da Sequência Metavulcanossedimentar Anicuns-Itaberaí (SAI), associado ao AMA e de gnaisses do CAI, complementadas por petrocronologia de U-Th-Pbtotal em cristais de monazita e termometria de Zr em rutilo dos gnaisses. A SAI é composta por quartzitos, anfibolitos, metacherts, formações ferríferas, lentes de mármore e xistos pelíticos. Os xistos pelíticos são formados por associação mineral com muscovita-quartzo-plagioclásio-biotita-clorita-granada, registram trajetória P-T horária com início marcado pela cristalização da granada em 525-555 °C e 0,67 GPa, pico metamórfico em 660 °C e 1,16-1,30 GPa, seguida de descompressão em 550-585 °C e 0,65-0,79 GPa. Os gnaisses do CAI contém associações minerais distintas entre o pico metamórfico e o retrometamorfismo. O pico metamórfico é caracterizado por feldspato-biotita-granada-líquido-quartzo-cianita e liquido-granada-plagioclásio-biotita-quartzo-cianita-rutilo; enquanto o retrometamorfismo é marcado por granada-biotita-plagioclásio-feldspato-quartzo-silimanita e biotita-paragonita-plagioclásio-granada-quartzo-cianita-rutilo. Essas rochas registram trajetória metamórfica em sentido horário com pico metamórfico em fácies granulito entre 803-725 °C e 1,03-1,11 GPa, seguido do retrometamorfismo em fácies anfibolito entre 704-562 °C e 0,75-1,00 GPa. As idades de U-Th-Pbtotal em monazita e de termometria de Zr em rutilo indicam que o pico metamórfico ocorreu entre 654-634 Ma, com temperaturas máximas de 889-700 °C, e que a anatexia ocorreu em ~640Ma. As trajetórias P-T estabelecidas nos xistos da SAI quanto nos gnaisses são consistentes com um ambiente colisional, permitindo correlacionar o metamorfismo dessas unidades com um espessamento crustal associado ao desenvolvimento do orógeno à amalgamação do Gondwana Ocidental.

In the western portion of the Brasília Orogen (OB), outcrops of the Arenópolis Magmatic Arc (AMA)—composed of orthogneisses and metavulcanosedimentary sequences—and the Anápolis-Itauçu Complex (CAI), the orogen’s metamorphic core consisting of ortho- and para-derivative granulites reaching ultra-high temperatures, are exposed. The contact between these two domains coincides with a gravimetric anomaly interpreted as a suture zone. This study investigates the metamorphic conditions associated with Pressure (P)-Temperature (T) trajectories of schists from the Anicuns-Itaberaí Metavulcanosedimentary Sequence (SAI), associated with the AMA, and gneisses from the CAI, supplemented by U-Th-Pb total petrochronology in monazite crystals and Zr thermometry in rutile from the gneisses. The SAI consists of quartzites, amphibolites, metacherts, iron-bearing formations, marble lenses, and pelitic schists. The pelitic schists consist of a mineral association of muscovite, quartz, plagioclase, biotite, chlorite, and garnet; they exhibit a clockwise P-T trajectory, with the onset marked by garnet crystallization at 525–555 °C and 0.67 GPa, a metamorphic peak at 660 °C and 1.16–1.30 GPa, followed by decompression at 550–585 °C and 0.65–0.79 GPa. The CAI gneisses contain distinct mineral assemblages between the metamorphic peak and retrometamorphism. The metamorphic peak is characterized by biotite-garnet-liquid-quartz-kyaniteK feldspar, while retro-metamorphism is marked by garnet-biotite-plagioclase-feldspar-quartz-sillimanite and biotite-paragonite-plagioclase-garnet-quartz-kyanite-rutile. These rocks show a clockwise metamorphic trajectory with a metamorphic peak in the granulite facies between 803–725 °C and 1.03–1.11 GPa, followed by retrometamorphism in the amphibolite facies between 704–562 °C and 0.75–1.00 GPa. U-Th-Pb total ages in monazite and Zr thermometry in rutile indicate that the metamorphic peak occurred between 654–634 Ma, with maximum temperatures of 889–700 °C, and that anatexis occurred at ~640 Ma. The P-T trajectories established in both the SAI schists and the gneisses are consistent with a collisional setting, allowing the metamorphism of these units to be correlated with crustal thickening associated with the development of the orogen and the amalgamation of Western Gondwana.