A paleozona de sutura de Alterosa entre as zonas de cisalhamento Varginha e Campos Gerais (SW do estado de Minas Gerais): metamorfismo de fácies granulito de alta pressão

Abstract

A área de estudo está situada na porção sul da Faixa Brasília Meridional, no sudoeste do estado de Minas Gerais e compreende uma faixa na região dos municípios de Guaxupé, Monte Belo, Nova Resende e São Pedro da União. Geologicamente situa-se entre as zonas de cisalhamento Varginha (ZCV) e Campos Gerais (ZCCG). A estruturação regional, reconhecida pela gravimetria, mostra blocos crustais justapostos, a norte (cráton do São Francisco) e a sul (Bloco/Paleocontinente Paranapanema), cujos limites foram definidos por grandes descontinuidades gravimétricas (anomalias Bouguer). O limite dos blocos corresponde a uma faixa de deformação intensa, marcada pela atuação do Cinturão de Cisalhamento Campo do Meio, que corresponde a Paleozona de Sutura de Alterosa. A área de estudo está situada na porção mais meridional desta paleozona de sutura (entre as ZCV e ZCCG). Este trabalho integra resultados de petrografia, química mineral, geotermobarometria, geoquímica de rocha total, geoquímica isotópica Sm/Nd de rocha total e de geocronologia U/Pb em zircão dos litotipos que ocorrem entre as ZCV e ZCCG. O principal objetivo da pesquisa foi caracterizar a petrografia, as condições P-T e idade do metamorfismo dessas rochas. Na área de estudo, os litotipos são constituídos por rochas metassedimentares pelíticas, psamo-pelíticas, psamíticas e grauvaqueanas contendo granada, cianita, oligoclásio/andesina, ortoclásio e rutilo, com intercalações de granada ortognaisses contendo anfibólio, biotita, clinopiroxênio, ortoclásio e oligoclásio/andesina, além de intercalações subordinadas de rochas metamáficas constituídas por granada, clinopiroxênio, anfibólio, plagioclásio e rutilo, e rochas metaultramáficas. A foliação principal (Sn) é paralela ao bandamento composicional, representada por xistosidade marcada por feições blastomiloníticas, anastomosadas e forte deformação dúctil associada. A foliação Sn apresenta direção WNW-ESE e ângulo de mergulho médio a alto para SW, desenvolvida após o pico metamórfico. A estruturação observada entre as ZCV e ZCCG resulta da superposição do arranjo em rampa frontal + rampa oblíqua com movimentação sinistral (em porções crustais intermediárias a profundas para as rochas em estudo). Os dados apresentados mostram pico metamórfico em condições de fácies granulito de alta pressão para todos os litotipos que ocorrem entre a ZCV e ZCCG, com temperaturas entre 850-900ºC e pressões entre 14-15,5 kbar. As condições de reequilíbrio são balizadas entre 700-820°C e 10-13,5 kbar, em fácies granulito a anfibolito superior, dentro do campo de estabilidade da cianita, indicando trajetória metamórfica no sentido horário. Os resultados mostram que esta faixa de litotipos, entre as ZCV e ZCCG, representa um cinturão metamórfico de alta pressão. Nesse contexto também foram descritas ocorrências de retroeclogito. As características geoquímicas dos retroeclogitos sugerem que essas rochas têm como protólito basaltos do tipo E-MORB com baixo grau de contaminação crustal. A geoquímica de rocha total e geoquímica isotópica Sm/Nd dos retroeclogitos indicam que o protólito deriva de crosta oceânica com fonte mantélica juvenil neoproterozoica, metamorfisados em fácies eclogito durante a subducção. As idades geocronológicas U/Pb em cristais de zircão de amostras de metassedimento, ortoderivada quartzo feldspática e rochas metamáficas resultaram em concórdias com idades entre ca. de 640 a 600 Ma, associadas ao evento metamórfico brasiliano. Os resultados de geocronologia isotópica Sm/Nd em rocha total sugerem que os litotipos que ocorrem entre a ZCV e ZCCG são constituídos por rochas orto e paraderivadas de idade paleo/mesoproterozoica a neoproterozoica. A presença predominante de rochas metassedimentares com intercalações rochas metamáficas (crosta oceânica), rochas ortoderivadas (de idade paleo/mesoproterozoicas a neoproterozoicas), com lentes de rochas metaultramáficas, intensamente deformadas, corrobora a hipótese que esta faixa corresponde a uma mélange tectônica.

The study area is located in the southern portion of the Southern Brasília Belt, southwest of Minas Gerais state. It comprises a strip/belt in Guaxupé, Monte Belo, Nova Resende and São Pedro da União region. Geologically, it lies between the Varginha (VSZ) and Campos Gerais (CGSZ) shear zones. The regional structure, recognized by gravimetry, shows juxtaposed crustal blocks to the north (São Francisco craton) and to the south (Paranapanema Block/Paleocontinent), whose boundaries were defined by wide gravimetric discontinuities (Bouguer anomalies). The block’s boundary corresponds to a band/belt of intense deformation, marked by the Campo do Meio Shear Belt, which corresponds to the Alterosa Suture Paleozone. The study area is located in the southernmost part of this suture paleozone (between the VSZ and CGSZ). This work integrates results from petrography, mineral chemistry, geothermobarometry, whole-rock geochemistry, Sm/Nd isotopic whole-rock geochemistry and U/Pb zircon geochronology of the lithotypes that occur between the VSZ and CGSZ. The main objective of the research was to characterize the petrography, P-T conditions and age of metamorphism of these rocks. In the study area, the lithotypes are composed of pelitic, psamo-pelitic, psammitic and greywacke metasedimentary rocks containing garnet, kyanite, oligoclase/andesine, orthoclase and rutile, with intercalations of garnet orthogneisses bearing amphibole, biotite, clinopyroxene, orthoclase and oligoclase/andesine, with subordinate metamafic rocks intercalations bearing garnet, clinopyroxene, amphibole, plagioclase and rutile, and metaultramafic rocks. The main foliation (Sn) parallels the compositional banding, represented by schistosity marked by blastomylonitic, anastomosed features and ductile intense deformation. The Sn foliation has a WNW-ESE direction and SW-medium to high dip angles developed after the metamorphic peak. The structure results from the superposition of the frontal ramp + oblique ramp arrangement with sinistral movement (in intermediate to deep crustal levels for the rocks under study). The data show a metamorphic peak in high-pressure granulite facies for all the lithotypes between the VSZ and CGSZ, with temperatures between 850-900ºC and pressures between 14-15.5 kbar. Reequilibrium conditions vary between 700-820°C and 10-13.5 kbar in granulite to upper amphibolite facies within the kyanite stability field, indicating a clockwise metamorphic path. The results show that the VSZ and CGSZ lithotypes represent a high-pressure metamorphic belt. In this context, retroeclogite occurrences were described. The geochemical characteristics of the retroeclogites suggest that these rocks have an E-MORB-type basalt protolith with a low degree of crustal contamination. The whole rock geochemistry and the Sm/Nd isotope geochemistry of the retroeclogites indicate that the protolith derives from oceanic crust with a Neoproterozoic juvenile mantle source and metamorphosed into eclogite facies during subduction. U/Pb geochronological ages on zircon crystals from metasediment, quartzofeldspathic orthogneiss and metamafic rocks samples resulted in concordia ages between ca. 640 and 600 Ma, associated with the Brazilian metamorphic event. The results of Sm/Nd whole-rock isotopic geochronology suggest that the lithotypes that occur between the VSZ and CGSZ include ortho- and para- derived rocks of Paleo/Mesoproterozoic to Neoproterozoic ages. The predominant presence of metasedimentary rocks with metamafic rocks intercalations (oceanic crust), orthoderived rocks (Paleo/Mesoproterozoic to Neoproterozoic ages), with metaultramafic rocks lenses, intensely deformed, corroborates the hypothesis that this belt corresponds to a tectonic mélange.