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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.44.2023.tde-20062023-122313
Document
Author
Full name
Rodrigo Fabiano da Cruz
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Basei, Miguel Angelo Stipp (President)
Archanjo, Carlos Jose
Cironi, Pedro Bernardo Oyhantçabal
Porcher, Carla Cristine
Rodrigues, Joseneusa Brilhante
Title in English
Geotectonic study of the southeastern Dom Feliciano Belt in southern Brazil and its connections to the Punta del Este Terrane (Uruguay) and Pan-African mobile belts in southwestern Africa
Keywords in English
Dom Feliciano Belt
Lu-Hf isotopes
U-Pb geochronology
Western Gondwana
Abstract in English
The Neoproterozoic supracrustal units of the Dom Feliciano Belt in southern Brazil and eastern Uruguay provide a record of the tectonic evolution of the Brasiliano/Pan-African cycle in terms of sedimentation, deformation, plutonism and metamorphism during the western Gondwana supercontinent assembly. From the northern Punta del Este Terrane (Jaguarão Domain) and Pelotas Batholith were acquired U-Pb and Lu-Hf zircon data from metasedimentary rocks and granites. The Jaguarão Domain metasedimentary complexes have detrital zircon ages ranging from 3.2 to 0.7 Ga, with prominent age peaks at 2.21.7 Ga, 1.5 1.0 Ga, and 1.00.7 Ga. The Herval Complex (Pelotas Batholith) revealed a similar provenance of detrital zircon ages, with two main intervals of 1.51.1 Ga and 1.00.7 Ga, and minor Paleoproterozoic (2.01.7 Ga) and Archean (2.82.4 Ga) ages. The maximum depositional age of the complexes is constrained to age populations between 700 and 650 Ma. Metamorphic zircon overgrowths range from 680 to 570 Ma. The Lu-Hf data from the mesoto Paleoproterozoic zircons have Hf(t) values between -10 to +10 and model ages from Paleoproterozoic to Archean. The Hf(t) values in Neoproterozoic zircons are dominantly negative (-15 to +5) with meso- to Paleoproterozoic model ages. U-Pb zircon data from calcalkaline to peraluminous granites, including mylonitic intrusive lenses in the metasedimentary sequences, present crystallization ages of 580-570 Ma, which point to a widespread Ediacaran magmatism in the northern Punta del Este Terrane. These results demonstrate that sedimentary deposition ceased and underwent metamorphism during the development of the Cryogenian/Ediacaran arc-related magmatism of the Dom Feliciano belt. Given the scarcity of Mesoproterozoic rocks in the Mantiqueira Province and nearby cratonic areas, the obtained data suggest that these detrital populations originated in southwestern African rocks, most likely the Congo/Kalahari cratons. The Pelotas Batholith (Magmatic-arc domain) have UPb and LuHf zircon data acquired from plutonic rocks with evidence of magma mixing and mingling, as well as assimilation of wall rocks, which suggest multi-stage magmatism related to flare-up episodes of magmatism, potentially triggered by changes in the tectonic setting. U Pb zircon analyses yielded crystallization ages of granodioritic gneiss xenolith at 691.5 ± 7 Ma, microgranodiorite xenolith at 645.9 ± 3.7 Ma, host monzogranite at 634.4 ± 4.4 Ma, and intrusive syenogranite at 620.1 ± 4.7 Ma, all intruded by syenogranitic pegmatite at 606.9 ± 1.7 Ma. Other analyses were performed on calc-alkaline granite (633 ± 4 Ma) and peraluminous granite (609.6 ± 2.2 Ma). The LuHf data highlights a model age interval ranging from 1.7 to 1.3 Ga with Nd values between -4 and 1, except for the pegmatite sample with Paleoproterozoic and Archean model ages (3.3-1.6 Ga) and Nd values between - 33 and -1. Furthermore, the acquired data emphasizes a contribution from slightly juvenile to crustal sources, with model ages ranging primarily from Statherian-Orosirian to Mesoproterozoic. The geological context and isotopic results point to a prior extensional tectonic setting during the Tonian (~800 Ma), with regional deformation and metamorphism linked with accretionary and collisional stages (690570 Ma).
Title in Portuguese
Estudo geotécnico do sudeste do Cinturão Dom Feliciano, sul do Brasil, e suas conexões como o Terreno Punta del Este (Uruguai) e as faixas móveis do sudoeste africano
Keywords in Portuguese
Cinturão Dom Feliciano
Geocronologia U-Pb
Gondwana Ocidental
Isótopos Lu-Hf
Abstract in Portuguese
As unidades supracrustais neoproterozoicas do Cinturão Dom Feliciano no sul do Brasil e leste uruguaio fornecem um registro da evolução tectônica do ciclo Brasiliano/Pan-Africano em termos de sedimentação, deformação, plutonismo e metamorfismo durante a assembleia do Gondwana ocidental. Foram adquiridos dados U-Pb e Lu-Hf em zircão de rochas metassedimentares e granitos do norte do Terreno Punta del Este (Domínio Jaguarão) e do Batólito Pelotas. Os complexos metassedimentares do Domínio Jaguarão possuem idades de zircão detrítico variando entre 3,2 a 0,7 Ga, com picos entre 2,21,7 Ga, 1,51,0 Ga e 1,00,7 Ga. As amostras do Complexo Herval, inserido no Batólito Pelotas, revelaram semelhantes idades de proveniência, com dois intervalos principais de 1,51,1 Ga e 1,00,7 Ga, com intervalos subordinados de 2,01,7 Ga e 2,82,4 Ga. A idade máxima de deposição dos complexos é restrita a populações de idade entre 700 e 650 Ma. Bordas metamórficas em zircão variam de 680 a 570 Ma. Os dados Lu-Hf dos zircões meso a paleoproterozoicas possuem valores de Hf(t) entre -10 a +10 e idades modelo paleoproterozoicas a arqueanas. Os valores de Hf(t) em zircões neoproterozoicos são predominantemente negativos (-15 a +5) com idades modelo meso a paleoproterozoicas. Dados U-Pb em zircão de granitos cálcioalcalinos a peraluminosos, incluindo lentes intrusivas miloníticas nas sequências metassedimentares, apresentam idades de cristalização de 580-570 Ma, apontando para um magmatismo Ediacarano generalizado no norte do Terreno Punta del Este. Esses resultados demonstram a deposição sedimentar encerrou durante o desenvolvimento do metamorfismo e magmatismo relacionado ao arco criogeniano/ediacarano do cinturão Dom Feliciano. A escassez de rochas mesoproterozoicas na Província da Mantiqueira e áreas cratônicas próximas sugere que essas populações detríticas se originaram em rochas do sudoeste africano, provavelmente relacionados aos crátons Congo/Kalahari. Os dados U-Pb e Lu-Hf do Batólito Pelotas (arco-magmático) em zircões de rochas plutônicas com evidências de mistura e mistura de magma, bem como assimilação de rochas de embasamento, sugerem magmatismo polifásico relacionado a episódios de intenso magmatismo, potencialmente desencadeados por mudanças no ambiente tectônico. As análises U-Pb mostram idades de cristalização de xenólito de gnaisse granodiorítico em 691,5 ± 7 Ma, xenólito de microgranodiorito em 645,9 ± 3,7 Ma, monzogranito hospedeiro em 634,4 ± 4,4 Ma e sienogranito intrusivo em 620,1 ± 4,7 Ma, todos intrudidos por pegmatito sienogranítico em 60.9 ± 1,7 Ma. Outras análises foram realizadas em granito cálcio-alcalino (633 ± 4 Ma) e granito peraluminoso (609,6 ± 2,2 Ma). Os dados LuHf destacam um intervalo de idade modelo variando de 1,7 a 1,3 Ga com valores de Nd entre -4 e 1, exceto para a amostra de pegmatito com idades modelo paleoproterozoicas a arqueanas (3,3-1,6 Ga) e valores de Nd entre -33 e 1. Os dados adquiridos enfatizam uma contribuição de fontes ligeiramente juvenis a crustais, com idades modelo variando principalmente do Estateriano-Orosiriano ao Mesoproterozóico. Os resultados apontam para um contexto geológico inicial extensional durante o Toniano (~800 Ma), com posterior deformação e metamorfismo regional ligado a estágios acrescionários e colisionais (690570 Ma).
 
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Release Date
2025-05-26
Publishing Date
2023-06-20
 
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