Geocronologia e geotermometria das unidades intermediárias da Nappe de Passos (MG) e suas implicações tectônicas

Abstract

O Orógeno Brasília, formado durante a colisão continental que consolidou o supercontinente Gondwana no Neoproterozoico, exibe atualmente as raízes de um antigo orógeno de grandes proporções, comparáveis aos Himalaias. Na sua porção meridional, onde está localizada a Nappe de Passos, há um sistema de nappes que possui vergência para leste. Historicamente, as rochas dessa nappe foram interpretadas como pertencentes ao Grupo Araxá, representando uma sequência plataformal depositada na margem oeste do Cráton São Francisco. A Nappe de Passos é composta por metassedimentos de baixo a alto grau metamórfico com intercalação de rochas máficas e quartzito. Essas rochas são divididas em nove unidades litoestratigráficas, da base ao topo, em Unidade A à Unidade I. O pico metamórfico para essas rochas ocorreu entre 640 e 630 Ma, evidenciado pela cristalização de monazita em leucossoma. O retrometamorfismo ocorreu em torno de 600 Ma, com uma segunda fase de crescimento de monazita, que foi seguido por resfriamento final entre 570 e 580 Ma, representado por datação em mica branca e rutilo. A sequência da Nappe de Passos é interpretada como contínua, mas ocorrências de eclogito associados granulito de alta pressão podem indicar descontinuidades. Com o objetivo de estudar a possibilidade de descontinuidades ao longo da Nappe de Passos, foram utilizados métodos geocronológicos e termométricos em rochas posicionadas tectonoestratigraficamente acima e abaixo das ocorrências de retroeclogito, localizadas na interface entre as Unidades E, F e G. As idades médias U-Th-PbT das unidades intermediárias da Nappe de Passos indicam o crescimento de monazita entre 640 e 604 Ma para a Unidade E, 628 a 621 Ma para a Unidade F, e 658 a 608 Ma para a Unidade G. As idades U-Pb em rutilo variam de acordo com a textura: cristais da matriz possuem idade de 602 Ma, relacionados à exumação e resfriamento, enquanto os inclusos em granada possuem idade de 627 Ma, relacionados à cristalização do rutilo. O geotermômetro Zr-em-rutilo indica temperaturas entre 638 e 667ºC para a Unidade E, 665ºC para a Unidade F e 673 a 709ºC para a Unidade G. O aumento gradual da temperatura, da base para o topo das unidades, evidencia a inversão do gradiente metamórfico. Devido à ampla variação das idades em monazita, tanto na matriz (682 a 567 Ma) quanto nos inclusos (670 a 557 Ma), foram criados gráficos de Estimativa de Densidade por Kernel (KDE), que indicam picos em 625 Ma e 605 Ma. Essas idades são semelhantes às obtidas para o pico metamórfico e o retrometamorfismo, respectivamente. Com base nas idades de monazita e rutilo, foi possível subdividir os dados geocronológicos em três estágios metamórficos: inicial (acima de 640 Ma), pico metamórfico (entre 640 e 625 Ma) e exumação/transporte (idades abaixo de 625 Ma). A associação dos dados geocronológicos e de temperatura indica que descontinuidades metamórficas são improváveis na Nappe de Passos, pois não há saltos significativos de idade ou temperatura ao longo da sequência estudada.

The Brasília Orogen, formed during the continental collision that consolidated the Gondwana supercontinent in the Neoproterozoic, currently exhibits the roots of an ancient orogen of large proportions, comparable to the Himalayas. In its southern portion, where the Passos Nappe is located, there is a system of nappes that verges to the east. Historically, the rocks of this nappe have been interpreted as belonging to the Araxá Group, representing a platform sequence deposited on the western margin of the São Francisco Craton. The Passos Nappe is composed of low- to high-grade metamorphic metasediments with intercalations of mafic rocks and quartzite. These rocks are divided into nine lithostratigraphic units, from bottom to top, Unit A to Unit I. The metamorphic peak for these rocks occurred between 640 and 630 Ma, evidenced by the crystallization of monazite in leucosome. Retrometamorphism occurred around 600 Ma, with a second phase of monazite growth, followed by final cooling stage between 570 and 580 Ma, as indicated by white mica and rutile dating. The sequence of the Passos Nappe is interpreted as continuous, but occurrences of eclogite associated with high-pressure granulite may indicate discontinuities. To study the possibility of discontinuities along the Passos Nappe, geochronological and thermometric methods were used on rocks positioned tectono-stratigraphically above and below the occurrences of retroeclogite, located at the interface between Units E, F, and G. The average U-Th-PbT ages of the intermediate units of the Passos Nappe indicate monazite growth between 640 and 604 Ma for Unit E, 628 to 621 Ma for Unit F, and 658 to 608 Ma for Unit G. U-Pb ages in rutile vary according to texture: matrix grains have an age of 602 Ma, related to exhumation and cooling, while inclusions in garnet have an age of 627 Ma, related to rutile crystallization. The Zr-in-rutile geothermometer indicates temperatures between 638 and 667°C for Unit E, 665°C for Unit F, and 673 to 709°C for Unit G. The gradual increase in temperature from the base to the top of the units highlights the inversion of the metamorphic gradient. Due to the wide variation in monazite ages, both in the matrix (682 to 567 Ma) and in the inclusions (670 to 557 Ma), Kernel Density Estimation (KDE) graphs were created, indicating peaks at 625 Ma and 605 Ma. These ages are like those obtained for the metamorphic peak and retrometamorphism, respectively. Based on the ages of monazite and rutile, the geochronological data were subdivided into three metamorphic stages: initial (above 640 Ma), metamorphic peak (between 640 and 625 Ma), and exhumation/transport (ages below 625 Ma). The association of geochronological and temperature data indicates that metamorphic discontinuities are unlikely in the Passos Nappe, as there are no significant jumps in age or temperature along the studied sequence.