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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.1994.tde-17042015-161414
Documento
Autor
Nome completo
Ariadne do Carmo Fonseca
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1994
Orientador
Banca examinadora
Cordani, Umberto Giuseppe (Presidente)
Kawashita, Koji
Pimentel, Marcio Martins
Trouw, Rudolph Allard Johannes
Vlach, Silvio Roberto Farias
Título em português
Esboço geocronológico da região de Cabo Frio, Estado do Rio de Janeiro
Palavras-chave em português
Cabo Frio (RJ)
Geocronologia
Resumo em português
A área de Cabo Frio foi escolhida para estudo por se tratar de região chave na correlação Brasil-África, tendo em vista sua possível associação com a porção mais ocidental do Cráton do Congo, que encontra-se exposta ao longo da costa de Angola. As principais unidades aflorantes são orto e paragnaisses. Os ortognaisses têm composição granítica-granodiorítica-tonalítica, com enclaves e intercalações anfibolíticas e são cortados por aplitos róseos. Os paragnaisses são metapelitos, com intercalações calciossilicáticas, quartzíticas e anfibolíticas, metamorfisados na fácies anfibolito alto, de pressão intermediária (paragênese granada-sillimanita-cianita). Todo conjunto de rochas metamórficas é cortado por diques de diabásio e intrudido por rochas alcalinas. Geoquimicamente os ortognaisses correspondem a uma série metaluminosa cálcio-alcalina de alto-K, de composição variando de monzogabro, quartzo-monzodiorito e monzonito, entretanto a petrografia indida ser uma série cálcio-alcalina de baixo-K, sugerindo uma série de granitoides pré-colisionais relacionada à subducção de crosta oceânica. Uma divergência entre a composição obtida pela petrografia e geoquímica deve resultar de problemas na análise dos álcalis. Os anfibolitos, associados aos ortognaisses, também apresentam um caráter metaluminosos cálcioalcalino, com composições basáltica a andesítica basáltica, sugestivo de ambiente orogênico. Os paragnaisses mostram composições variando entre litoarenitos e subordinadamente arcósios líticos e sub-arcósios, apresentando caráter peraluminoso, provavelmente depositados em ambiente de arco continental ou margem continental ativa. As idades modelo 'T IND. DM' Sm-ND dos ortognaisses situam-se entre 2663 a 2343 Ma e podem ser interpretadas como a época máxima em que se formaram seus protolitos. As baixas razões iniciais de Sr e Nd caracterizam a contribuição de material juvenil para a formação desses protolitos. As idades isocrômicas Rb-Sr e mais jovens Sm-Nd do Proterozóico Inferior representariam a época do metamorfismo e migmatização desses protolitos. Com relação aos metassedimentos, a sua homogeneidade composicional (predominantemente litoarenitos), tipo e espessura das intercalações fazem pressupor um ambiente de arco continental ou margem continental ativa, de profundidade relativamente rasa, onde foi depositada uma sequência de sedimentos pelíticos (e subordinadamente psamíticos e calcários), proveniente da erosão do embasamento (provavelmente ensiálico). Metamorfismo de fácies anfibolito alto (há cerca de 540 Ma) dessa sequência sedimentar deu origem aos paragnaisses, com intercalações anfibolíticas e calciossilicáticas. As idades aparentes Rb-Sr e Sm-Nd intermediárias (1600-1200 Ma) obtidas nos ortognaisses, certamente aparentes, foram interpretadas como decorrentes do rejuvenescimento parcial causado pela superimposição do metamorfismo dos paragnaisses. As idades Ar-Ar de 600 a 500 Ma, obtidas em hornblenda e biotita, reforçam esta interpretação. Dois pulsos térmicos foram detectados pela datação pelo método dos traços de fissão em apatita e titanita: o primeiro no Mesozóico, há cerca de 190 Ma, e o segundo entre o Cretáceo e o Terciário, entre 84 e 34 Ma. As idades traços de fissão em torno de 190 Ma pré-datam o vulcanismo baséltico relacionado à formação dos ""ifts" precursores da abertura do oceano Atlântico Sul. Tais idades foram obtidos num mega-enclave máfico no ortognaisse e demonstram que esse enclave se comportou como um sistema mais resistente ao "annealing" dos traços de fissão, não sendo assim o caso dos minerais rejuvenescidos pela intrusão das rochas alcalinas (magmatismo da fase pré-fift), que produziram as idades TF no intervalo de 84 a 34 Ma. É proposta a cronocorrelação dos ortognaisses estudados na área com o cinturão Oeste Congo, que bordeja o Cráton do Congo, Angola (embasamento rejuvenescido pela orogenia Pan-Africana) e com o cinturão Transamazônico Itabuna, no SE da Bahia, e com os granulitos do Complexo Juiz de Fora. Os paragnaisses seriam cronocorrelacionáveis às unidades Palmital, Casimiro-Quartéis e Trajano de Morais do Complexo Paraíba do Sul e aos Kinzigitos aflorantes na Cidade do Rio de Janeiro. Os intervalos de idades obtidos através dos métodos Sm-Nd, Ar-Ar e traços de fissão são detectados na áreas circunvizinhas noâmbito regional e nas áreas correlatas no continente africano. Com base nos dados geocronológicos obtidos nesta tese, é proposta a denominação de "Fragmento Tectônico de Cabo Frio" para a área em questão. Integrando os dados geocronológicos, geoquímicos e de geologia de campo, a evolução dos eventos tectono-magmático-metamóríficos se encaixa num modelo de Ciclo de Wilson sensu strictu, caracterizado por sucessivas aberturas e fechamentos de oceanos entre os protobrasis e protoáfricas. O provável mecanismo seria de colisão entre arco de ilha-continente para a formação dos ortognaisses Transamazônicos e entre continente - continente para os paragnaisses Brasilianos, sendo que para ambos com a implantação de uma zona de subducção-A mergulhando para noroeste. Os ortognaisses ter-se-iam compotado como "antepais" durante a orogenia Brasiliana. A compartimentação atual deve resultar primeiramente dos empurrões tardi-tecônicos de SW para NE, e posteriormente do tectonismo Meso-Cenozóico.
Título em inglês
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Palavras-chave em inglês
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Resumo em inglês
The area of Cabo Frio was chosen because it's a key region within the Brazil-Africa correlation, considering the possible association with a western portion of the Congo Craton, which is exposed along the Angola coast. The main lithological units which occur in are orthogneisses and paragneisses. The orthogneisses have granitic-granodioritic-tonalitic compositions, with amphibolitic enclaves and intercalations and are cutted by granitic aplites. The paragneisses are metapelites, with intercalations of amphibolite, quartzites and calc-silicate rocks, metamorphosed in upper amphibolite facies, in intermediate pressure conditions. Dykes of basalt and diabase and intrusive alkaline rocks related to Mesozoic tectonism also occur in the area. Geochemically, the orthogneisses correspond to a metaluminous high-k calc-alkalic series, with monzogabbro, quartz-monzodiorite and monzonite compositions. Otherwise, the petrography indicates a low-k calc-alkalic series, suggesting a pre-collisional granitoids series related to oceanic crust subduction. A divergence between the compositions obtained by the petrography and geochemistry can be the result of problems in the analyses of alkalies. The amphibolites, associated to the orthogneisses, also present calc-alkalic metaluminous character, with basaltic and andesitic compositions, suggestive of orogenic emplacement. The paragneisses show compositions varying between lithoarenite and arkoses, with peraluminous character, probably deposited in a continental arc or active continental margin environment. The 'T IND. DM' Sm-Nd model ages of the orthogneisses between 2600 and 2300 Ma can be related to the epoch in which the protoliths were formed. The low Sr and Nd initial ratios suggest a mantelic origin. Sm-Nd and Rb-Sr isochron ages of the Lower Proterozoic date the high-grade metamorphism of this sequence. In regard to the metasediments, the compositional homogeneity (mainly lithoarenites), type and thickness of the intercalations suggest an environment of shallow-water continental arc or ative continental margin, where was desposited a politic sequence (and subordinately psamites and calcareous rocks), due to the erosion of basement rocks (probably ensialic). Metamorphism of upper amphibolite facies (540 Ma) of this sedimentary sequence generated the paragneisses, with amphibolitic and calc-silicate intercalations. The Rb-Sr and Sm-Nd apparent intermediate ages (1600 to 1200 Ma) obtained in the orthogneisses are interpreted as resulting of the partial isotopic rehomogeneization of the Sr and Nd caused by the metamorphism of the paragneisses. The Ar-Ar ages of 600 to 500 Ma obtained in hornblende and biotite of the orthogneisses reinforce this interpretation. Two thermal pulses are detected by the fission - tracks dating in apatite and titanite. The first pulse in the Mesozoic, around 190 Ma, predates the basaltic volcanism related to the South Altantic ocean opening. The second pulse between Cretaceous and Terciary, between 84 and 34 Ma, was due to alkaline rocks instrusion (post-rift magmatism). Is proposed a chronocorrelation between the orthogneisses of the studied region with the West Congo belt bordering the Congo Craton in Angola, Africa, and with the Itabuna belt, Southeastern Bahia, and with the granulites of the Juiz de For a Complex. The paragneisses would be chronocorrelated to the Palmital, Casimiro-Quartéis and Trajano de Morais formations of the Paraíba do Sul Complex and the kinzigites outcropping at the Rio de Janeiro city. The gap of the ages obtained in this work is also detected in the regional context and in correlated areas of the African continent. Based to the geochronological results obtained in this work, is proposed the denomination "Cabo Frio Tectonic Fragment" to the refered area. The evolution of the tectonic-magmatic-metamorphic events proposed to the area suggestes a model of Wilson Cycle sensu strictu, characterized by successive openings and closings of oceans between the protobrazils and protoafricas. The probable mechanism would be the collision between island arc-continent to generate the Transamazonic orthogneisses and between continent-continent to the Brazilian paragneisses, with an A-subduction towards northwest in both cases. The orthogneisses would be the "foreland" during the Brazilian orogeny. The actualy compartimentation would be due to SW to NE late-tectonic thrusting and the Meso-Cenozoic tectonism.
 
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Data de Publicação
2015-04-23
 
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