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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.14.2012.tde-28062013-132302
Documento
Autor
Nome completo
Franklin Bispo dos Santos
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Dagrella Filho, Manoel Souza (Presidente)
Macambira, Moacir José Buenano
Pacca, Igor Ivory Gil
Rapalini, Augusto Ernesto
Tohver, Eric
Título em português
Estudo Paleomagnético de Unidades Paleoproterozóicas do Cráton Amazônico
Palavras-chave em português
Cráton Amazônico
Diques Nova Guarita
Grupo Surumu
Intrusiva Guadalupe
Magmatismo Avanavero
Paleomagnetismo
Paleoproterozóico
Supercontinente Columbia
Resumo em português
Na América do Sul, o Cráton Amazônico representa um componente essencial nas reconstruções de supercontinentes, entretanto, há uma grande escassez de dados paleomagnéticos de qualidade para esta unidade geotectônica, principalmente, para o Proterozóico. Com o intuito de esclarecer a participação do Cráton Amazônico na evolução do ciclo continental, este trabalho apresenta um estudo paleomagnético realizado em quatro unidades geológicas Paleo- a Mesoproterozóicas pertencentes ao Cráton Amazônico. As unidades escolhidas para este estudo foram às rochas vulcânicas do Grupo Surumu (1980-1960 Ma, U-Pb), as soleiras máficas Avanavero (ca. 1780 Ma, U-Pb) ambas situadas no norte do Estado de Roraima (Escudo das Guianas), os enxames de diques Nova Guarita e a intrusiva máfica Guadalupe ambas localizadas no norte do Estado do Mato Grosso (Escudo Brasil-Central). Determinações 40Ar/39Ar realizadas em biotitas de quatro diques de Nova Guarita mostraram resultados coerentes, fornecendo uma idade média de 1418,5 ± 3,5 Ma para a época de intrusão dos diques. Idades U-Pb obtidas em rochas da intrusiva máfica Guadalupe indicam uma idade mínima de 1530 Ma para estas amostras. As análises paleomagnéticas realizadas em mais de 1100 espécimes de rocha através dos tratamentos térmicos e por campos magnéticos alternados revelaram direções características coerentes para as quatro unidades de rochas estudadas: (1) as rochas do Grupo Surumu apresentaram direções noroeste com inclinações positivas. Foi calculada uma direção média Dm = 298,6°, Im = 39,4° (N = 20, alfa95 = 10,1°, K = 11,4), a qual foi interpretada como sendo de origem primária; (2) as rochas máficas Avanavero apresentaram direções sudeste com inclinações positivas/negativas baixas, sendo determinada uma direção média Dm = 135,6°, Im = -2,1° (N = 10, alfa95 = 15,9°, K = 10,2°). Um teste de contato cozido realizado para um dos sítios amostrados atesta o caráter primário da magnetização remanente isolada, a qual foi adquirida pelas rochas há ca.1780 Ma atrás; (3) os diques máficos Nova Guarita apresentaram polaridades reversas e normais, tendo sido isoladas direções sul/sudoeste com inclinações positivas e nordeste com inclinações negativas. Um teste de contato cozido positivo foi obtido para um dique que intrude o Granito Matupá, o qual confirma que a magnetização remanente (Dm = 220,5°, Im = 45,9°, N = 19, alfa95 = 6,5°, K = 27,7) isolada para estas rochas corresponde a uma magnetização termorremanente adquirida durante a formação da rocha há ca. 1419 Ma atrás; (4) rochas pertencentes a Intrusiva Máfica Guadalupe também apresentaram polaridades reversas e normais. Direções noroeste/nordeste com inclinações positivas ou sul/sudeste com inclinações negativas foram isoladas para estas rochas, para as quais foi calculada a direção média Dm = 356,6°, Im = 59,4°, (N = 10, alfa95 = 10,2°, K = 23,2). A idade desta componente, entretanto, ainda não está bem estabelecida, podendo representar uma remagnetização adquirida durante o evento Brasiliano, já que ela é similar às magnetizações adquiridas há 520 Ma, presentes em formações geológicas do Cráton Amazônico e do Cráton do São Francisco. A caracterização da mineralogia magnética de todas as amostras investigadas foi obtida através de curvas termomagnéticas, curvas de histerese e curvas de magnetização remanente isotérmica. Quatro pólos paleomagnéticos para o Cráton Amazônico foram determinados para estas componentes, os quais estão localizados em 234,8° E, 27,4°N (A95=9,8°) (pólo GS, Grupo Surumu), 27,5°E, -45,8°N (A95=11,5°) (pólo AV, Avanavero), 245,9°E, -47,9°N (A95=7,0°) (pólo NG, Nova Guarita) e 306,2°E, 38,9°N (A95=13,7°) (pólo GUA, Guadalupe). Os resultados paleomagnéticos obtidos para as rochas Surumu (pólo GS) contribuíram para um melhor ajuste da curva de deriva polar aparente (CDPA) para o Escudo das Guianas durante o Paleoproterozóico (2070-1960 Ma). A comparação desta CDPA com a construída para o Cráton Oeste-África para o mesmo período de tempo sugere que estes blocos cratônicos estavam unidos há 1970-2000 Ma atrás, em uma paleogeografia em que as zonas de cisalhamento Guri, no Escudo das Guianas, e Sassandra, no Cráton Oeste-África estavam alinhadas como sugerido em modelos anteriores. O pólo Avanavero de 1780 Ma é consistente com a paleogeografia do supercontinente Columbia em que o proto-Cráton Amazônico e a Báltica estavam unidos como no modelo SAMBA (South America-Baltica) proposto anteriormente com base em evidências geológicas. No cenário proposto aqui para o Supercontinente Columbia há 1780 Ma atrás, o Cráton Oeste-África estava unido ao proto-Cráton Amazônico na mesma configuração sugerida pelos dados paleomagnéticos de 1790-2000 Ma. O atual lado leste da Laurentia estava unido ao norte (atual) da Báltica. A Sibéria estava unida com a atual costa Ártica da Laurentia e a proto-Austrália, com a atual costa oeste da Laurentia, em posição similar ao modelo SWEAT. Embora os dados paleomagnéticos disponíveis para o Cráton Norte da China e Índia indiquem paleolatitudes equatorias para estes dois blocos, nesta época, suas posições no supercontinente Columbia são ainda incertas. No modelo do Columbia apresentado neste trabalho, o Norte da China foi colocado ao lado da Sibéria e a Índia, ao lado da proto-Austrália, em decorrência de evidências geológicas. Outros blocos cratônicos, tais como, Congo-São Francisco, Kalahari e Rio de La Plata não foram incluídos, pela ausência de pólos paleomagnéticos desta idade. Os dados paleomagnéticos atualmente existentes para a Báltica e a Laurentia mostram que estes dois blocos continentais permaneceram unidos desde 1830 Ma até, pelo menos, 1270 Ma atrás. Já o pólo paleomagnético obtido para os diques Nova Guarita de 1419 Ma e o pólo de mesma idade, recentemente obtido para a Intrusiva Indiavaí, quando comparados com pólos de mesma idade da Báltica e da Laurentia, sugerem que o proto-Craton Amazônico já havia iniciado sua ruptura no Supercontinente Columbia nessa época. De modo alternativo, porém, essa diferença na posição dos pólos do proto-Cráton Amazônico e da Báltica/Laurentia, pode ser explicada por movimentos transcorrentes dextrais que teriam ocorrido entre o Escudo das Guianas e a parte sul do Cráton Amazônico em tempos posteriores a 1420 Ma. Neste caso, esta grande massa continental do Supercontinente Columbia, composta pelo proto-Cráton Amazônico, Báltica e Laurentia, pode ter permanecida unida por, pelo menos, 400 Ma.
Título em inglês
Paleomagnetic Study of Paleoproterozoic Units from Amazonian Craton
Palavras-chave em inglês
Amazonian Craton
Avanavero Magmatism
Columbia Supercontinent
Guadalupe Intrusive
Nova Guarita Dikes
Paleomagnetism
Surumu Group
Resumo em inglês
The Amazonian Craton is an important component in Paleoproterozoic reconstructions, however, paleomagnetic data for this craton are yet scarce. Aiming to decipher the involvement of the Amazonian Craton in the Contiental cycle evolution, paleomagnetic studies were carried out in four Paleo- to Mesoproterozoic geological units. The chosen units are the volcanic rocks from the Surumu Group (1,980-1,960 Ma, U-Pb), the Avanavero mafic sills (ca. 1,780 Ma, U-Pb), both from the northern Roraima State (Guyana Shield), and the Nova Guarita dyke swarm and Guadalupe mafic intrusive, both from the northern Mato Grosso State (Central- Brazil Shield). 40Ar/39Ar determinations on biotites from samples belonging to four Nova Guarita dykes yielded well-defined plateau ages whose mean 1,418.5 ± 3.5 Ma is interpreted as the age of dyke intrusion. U-Pb (SHRIMP) determinations on rocks from the Guadalupe mafic Intrusive indicate a minimum age of 1,530 Ma for this unit. Paleomagnetic analysis performed on more than 1,100 specimens by thermal and alternating magnetic field (AF) treatments revealed stable characteristic remanent magnetizions (ChRM) for all geological units: (1) northwestern directions with positive inclinations were isolated for samples from the Surumu Group (mean: Dm = 298.6°, Im = 39.4°, N = 20, alpha95 = 10.1°, K = 11.4), which were interpreted to be primary. (2) Southeastern directions with low downward/upward inclinations were isolated for the Avanavero rocks, for which a mean direction was calculated: Dm=135.6°, Im = -2.1° (N=10, alpha95 = 15.9°, K = 10.2°). A positive baked contact test attests for the primary origin of this ChRM direction, which was probably acquired at about 1,780 Ma ago; (3) both south/southwestern directions with downward inclinations or northeastern directions with upward inclinations were isolated for the Nova Guarita dykes. A positive baked contact test attests for the primary nature of the ChRM directions (Dm = 220.5°, Im = 45.9°, N=19, alpha95=6.5°, K = 27.7) which most probably correspond to a termo-remanent magnetization (TRM) acquired at ca. 1,419 Ma ago; 10 (4) both northwest/northeastern directions with downward inclinations or outhsoutheastern directions with upward inclinations were isolated for rocks from the Guadalupe intrusive, whose mean direction is: Dm=356.6°, Im=59.4°, (N =10, alpha95=10.2°, K = 23.2). The age of this component is yet uncertain. U-Pb geochronology suggests an age of (or older than) 1,530 Ma for these rocks, however, a remagnetization effect at Cambrian times (520 Ma) cannot be rolled out as these directions are very similar to those found for younger geological units in the Amazonian Craton and Sao Francisco Craton. Four new paleomagnetic poles for the Amazonian Craton were obtained from these magnetic components, which are located at: 234.8°E, 27.4°N (A95=9.8°) (GS pole, Surumu Group), 27.5°E, 45.8°S (A95=11.5°) (AV pole, Avanavero), 245.9°E, 47.9°S (A95=7.0°) (NG pole, Nova Guarita) and 306.2°E, 38.9°N (A95 = 13.7°) (GUA pole, Guadalupe). The 1,960 Ma Surumu pole contributes to better define the APW path traced for the Guyana Shield in the time interval between 2,070 Ma and 1,960 Ma. Comparison of this APW path with that traced for West-Africa Craton for the same time interval suggests that these two cratonic blocks were linked together, in a paleogeography where the Guri (Guyana Shield) and Sassandra (West-Africa Craton) shear zones are aligned, as suggested by previous models. The Avanavero pole is consistent with the proto-Amazonian Craton and Baltica link as in the SAMBA (South America-Baltica) model at ca. 1,780 Ma ago, as previously proposed based on geological evidence. In the scenario proposed here for the Columbia Supercontinent at 1,780 Ma ago, the West-Africa Craton was linked to the proto-Amazonian Craton in the same configuration as suggested by Paleoproterozoic (1,960-2,000 Ma) paleomagnetic data (see above). Actual eastern Laurentia was linked to northern Baltica. Siberia was located at the actual Arctic Coast of Laurentia, and proto-Australia at the western coast of Laurentia, in a position similar to that of SWEAT model. Although available 1,780 Ma paleomagnetic data from North China and India indicate low paleolatitudes for these two blocks, their positions in the supercontinent Columbia are yet uncertain. In our model, North China is located beside Siberia, and India beside proto-Australia, based on geological evidences. Other cratonic blocks, such as Congo-Sao Francisco, Kalahari and Rio de la Plata were not included as no 1,780 Ma paleomagnetic poles are presently available for them. The paleomagnetic poles presently available for Baltica and Laurentia, show that these two blocks remained as a single continental mass since 1,830 Ma up to at least 1,270 Ma. However, the 1,419 Ma Nova Guarita pole and the recently published 1,416 Ma Indiavai pole from the Amazonian Craton, when compared with poles of similar age from Baltica and Laurentia suggest that the proto-Amazonian Craton had already broke-up from the Columbia Supercontinent at that time. Alternatively, the difference in the position of the 1,420 Ma poles from the proto-Amazonian Craton and those from Baltica/Laurentia, may be explained by dextral transcurrent movements between the Guyana Shield and the southern part of the Amazonian Craton at times later than 1,420 Ma. If so, this great continental mass, formed by proto-Amazonian Craton, Baltica and Laurentia may have remained as a single continental block for at least 400 Ma.
 
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Data de Publicação
2013-07-03
 
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