UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA TESE DOUTORADO SIGNIFICADO DO GRUPO RIO DOCE NO CONTEXTO DO ORÓGENO ARAÇUAÍ AUTOR : VALTER SALINO VIEIRA ORIENTAÇÃO : ANTÔNIO CARLOS PEDROSA SOARES CO-ORIENTAÇÃO: LUIZ CARLOS DA SILVA Nº 8 BELO HORIZONTE DATA: 03/08/2007 SUMÁRIO AGRADECIMENTO ABSTRACT RESUMO ÍNDICE DE ASSUNTOS CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO, OBJETIVO E METODOLOGIA ..................... 1 1.1 - Objetivo e Metodologia .......................................................................................... 1 CAPÍTULO 2 – GEOTECTÔNICA ................................................................... 3 2.1 - Definição e Componentes Geotectônicos.............................................5 2.2 - Compartimentação Tectônica.............................................................. 11 2.3 - Modelo Evolutivo ................................................................................. 15 CAPÍTULO 3 – ESTRATIGRAFIA DO ORÓGENO ARAÇUAÍ ......................... 19 CAPÍTULO 4 – O GRUPO RIO DOCE ................................................................................... 27 CAPÍTULO 5 – GRANITOGÊNESE NA REGIÃO DO GRUPO RIO DOCE ...... 31 CAPÍTULO 6 – PETROGRAFIA ....................................................................... 37 CAPÍTULO 7 – ESTRATIGRAFIA E TECTÔNICA ............................................ 50 7.1 - Perfil 1.................................................................................................... 51 7.2 - Perfil 2.................................................................................................... 56 7.3 - Perfil 3 ................................................................................................... 61 7.4 - Perfil 4 ................................................................................................... 65 7.5 - Perfil 5.................................................................................................... 69 7.6 - Perfil 6.....................................................................................................71 7.7 - Síntese tectônica e estratigráfica............................................................73 CAPÍTULO 8 - LITOQUÍMICA ........................................................................... 78 8.1 - Rochas Vulcânicas e Vulcanoclásticas do Grupo Rio Doce.................. 78 8.2 - Rochas Metassedimentares das Formações Tumiritinga e São Tomé..83 CAPÍTULO 9 - GEOCRONOLOGIA .................................................................. 88 9.1- Geocronologia U-Pb TIMS, Amostras TV-126B ..................................... 88 9.1.2 - Resultados analíticos U-Pb TIMS 89 9.2 – Geocronologia U-Pb LA-ICP-MS, Amostras TV-21 .......................... ..90 9.2.1- Procedimentos analíticos e condições operacionais LA-ICP-MS 91 9.2.2- Resultados analíticos.......................................................................91 9.3 - Geocronologia U-Pb LA-ICP-MS-TV-32..................................................93 9.3.1- Resultados analíticos .....................................................................93 9.4 - Geocronologia U-Pb SRI MP, Amostra , TV-05......................................94 9.5 - Contextualização dos resultados e seu significado regional..................99 CAPÍTULO 10 – CONCLUSÕES......................................................................102 REFERÊNICAS BIBLIOGRÁFICAS ................................... ..........................104 ANEXO I - MAPA DE PONTOS NA ESCALA 1:500.000 ANEXO II - MAPA GEOLÓGICO NA ESCALA 1:500.000 AGRADECIMENTOS Esta tese só foi possível em razão da contribuição direta ou indireta , espiritual ou material, de várias pessoas e entidades. Assim, agradeço, primeiramente a Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais –CPRM - Serviço Geológico do Brasil, órgão que me orgulho de pertencer e que vem desempenhando um destacado papel nas pesquisas geológicas e hídricas do país, por ter-me concedido licença para estudos a partir de março de 2003, principalmente nestes últimos três meses que acabaram sendo absolutamente necessários para a finalização da tese. Tenho também dívida de gratidão com meus colegas Márcio Antônio da Silva da Gerência de Relações Institucionais, Desenvolvimento e Métodos e Vinícius José de Castro Paes da Gerência de Recursos Minerais que tiveram a tranqüilidade de ouvir, ultimamente, minhas colocações para solucionar os problemas geológicos que afloraram na área estudada . Agradeço os recursos financeiros obtidos através dos projetos coordenados pelo meu orientador Antônio Carlos Pedrosa Soares; ao Programa Geologia do Brasil-MME-CPRM-Universidades; ao Programa de Pós-Graduação em Geologia da UFMG e finalmente ao CPMTC-IGC-UFMG pelo apoio laboratorial. . Meu co-orientador, Luiz Carlos da Silva, embora distante, em Brasília, sempre me apoiou, tendo contribuição importante no tratamento e redação dos dados geocronológicos finais. Ao professor Carlos Maurício Noce que através do projeto "Delimitação Isotópica do Cráton do São Francisco", FAPEMIG, obteve as primeiras análises geocronológicas de zircões detríticos da Fm. São Tomé no Laboratório Research School of Earth Sciences – RSES, Australian National University – ANU, Canberra, Austrália, cujos resultados se somaram para o estudo das fontes, tais com aquelas dos zircões no intervalo de 2100 a 2150Ma, indicando uma proveniência do embasamento paleoproterozóico. A professora Cristiane Castañeda, pelos trabalhos emprestados, e ajuda no tratamentos das análises de microssonda e geração de dados T e P para algumas amostras do Grupo Rio Doce e granitos adjacentes que forneceram dados importantes para o reposicionamento de algumas unidades estudadas. À professora Tânia Mara Dussin pelo interesse na conclusão desta tese, que constitui uma continuidade de meus estudos iniciados por ocasião do Mestrado sob sua orientação. Aos alunos, hoje colegas de profissão, Jorge Roncato Júnior e Tiago Novo, que quando Bolsistas de Iniciação Científica da UFMG, ajudaram nas campanhas geológicas e nas tarefas diárias no escritório executadas em 2004 e 2005. Aos amigos Washington José Ferreira Santos da DIMARK e Elizabeth de Almeida Cadête Costa da GERIDE, pela diagramação de figuras. Meus pais, José Vieira e Porcina Salino Vieira, são responsáveis por tudo que sou e serei. Nenhuma palavra seria suficiente para o agradecimento que merecem. Tenho muitas razões para agradecer à Selma Pessoa Vieira, minha esposa, mas a maior delas é por cuidar tão bem de nosso único filho Wagner, nas minhas ausências, por anos a fio, durante as minhas campanhas de geologia de campo a serviço pela CPRM. Também quero agradecer ao meu filho Wagner e minha nora Fernanda pelas orientações e apoio nos momentos de aflição que passei durante o desenvolvimento desta tese. Este estudo é dedicado à Selma com todo o meu amor. ABSTRACT The present thesis focused on the significance of the Rio Doce Group in the context of the geological and geotectonic evolution of the Neoporterozoic Araçuaí Orogen. This orogen extends from the eastern border of the São Francisco Craton to the Atlantic Ocean coast, between the 15°  and 21°S parallels. Its tectonic evolution from the precursor basin opening to the post-collisional waning stage is bracketed between ca. 900 to ca. 490 Ma. The studies carried out on the metavolcanic-sedimentary assemblage of the Rio Doce Group were based in several detailed field sections, accompanied by structural, petrographic, geochemical and U-Pb geochronological studies. Most of the volcanic-sedimentary assemblage of the Rio Doce Group underwent amphibolite facies metamorphism, but despite this strong tectono-metamorphic overprinting the petrographical and geochemical studies revealed an important volcanogenic association, characterized by calc-alkaline, dacitic arc-related deposits. The pyroclastic association is assigned to the Palmital do Sul Formation, a dominantly epiclastic marine deposit, containing important lapilli tuffs, including well-preserved dacitic bomb-bearing agglomerates. This pile is considered to be deposited close to the volcano edifice. In addition to the pyroclastics deposits, both volcaniclastic and epiclastic sediments of similar dacitic, calc-alkaline signature were also characterized in a turbiditic deposit from the Tumiritinga Formation, representing a more distal, re-deposited sequence. The medium-K, calc-alkaline dacitic signature of the volcanoclastic rocks matches well the signature of modern (Pleistocenic) arc-related pyroclastics, as exemplified by the calc-alkaline volcanoclastics of the Slaverry Basin from the Peruvian Andean platform. The calk-alkaline signature also matches the signature of the arc-related, pre-collisional plutonic association of the orogen (G1), represented by the Galiléia (~594 Ma) and São Victor (~585 Ma) tonalitic suites. Other evidence from the association (of part) of the sedimentation of the Rio Doce Group with the magmatic arc are given by presence of turbiditic greywackian arenites from São Tomé Formation, which reveled provenience from plagioclase-rich, tonalitic sources. The U-Pb geochronological ages obtained with SHRIMP, TIMS and Laser-Ablation techniques also reinforce the connection of the Rio Doce metavolcanic-sedimentary deposits with the Araçuaí Orogen`s magmatic arc. In special, the crystallization age of pyroclastic tuffs from the Palmital Formation, dated at 585 ± 5 Ma and magmatic zircons of the similar age, dated from the volcaniclastic unit of Tumiritinga Formation. The same indication is also furnished by detrital zircons collected from arenites belonging to São Tomé Formation, dated at 594± 3 Ma. Accordingly, the main achievement of this study in addition to the discovery of the pyroclastic deposits was the characterization of the Rio Doce Group as the main components of a pre-collisional volcano-plutonic-sedimentary system, accreted to the active continental margin during the Araçuaí Orogen´s pre-collisional stage, at ca. 630-585 Ma. Moreover, the Rio Doce basin also received contribution of proximal deposits from fore-arc and back-arc sites. Another important achievement was the identification, based on the integration of geological sections and the geological map, of a major structural feature characterizing a tectonic inversion Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí zone (TIZ). This structural mark resulted from the inversion of the regional foliation vergence about the 41º30' E meridian, between Ipanema and Teófilo Otoni towns, close to Galiléia town. It resulted from the inversion of the tectonic transport in response to the syn-collisional thrusting and folding event. As a result, to the west of the TIZ the orogen records a west-verging tectonic transport towards the São Francisco Craton, whereas to the east of the TIZ, the tectonic vergence is dominantly east-directed, presumably towards to the Congo Craton. The studies also led to the establishment of a new chrono-stratigraphic succession for the Rio Doce Group. The Palmital do Sul and Tumiritinga formations were positioned as the lower section of the basin. The São Tomé and João Pinto formations were re-interpret as the upper section of the basin. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí RESUMO Esta tese aborda o significado do Grupo Rio Doce no contexto do Orógeno Araçuaí que se estende da borda leste do Cráton do São Francisco ao litoral atlântico, entre os paralelos 15° e 21°S, e evoluiu, desde a bacia precursora aos processos pós-colisionais, entre ca. 900 e 490 Ma. O Grupo Rio Doce foi abordado com base em seções geológicas de detalhe, e estudos petrográficos, geoquímicos e geocronológicos. A comparação entre os perfis realizados e deles com o mapa geológico regional sugere que uma zona de inversão (ZI) do mergulho da foliação regional se situa em torno do meridiano 41º30', i.e., o meridiano que passa em Galiléia, entre as cidades de Ipanema e Teófilo Otoni. A ZI é também uma zona de inversão de vergência, i.e., do transporte tectônico associado aos empurrões e dobramentos da fase sincolisional. O setor a ocidente da ZI registra transporte tectônico de topo predominantemente para oeste, rumo ao Cráton do São Francisco, ao passo que o setor oriental apresenta vergência majoritariamente para leste (i.e., transporte tectônico rumo ao Cráton do Congo, no cenário paleogeográfico). Em geral, o metamorfismo do Grupo Rio Doce é da fácies anfibolito médio. A estratigrafia proposta considera as formações Palmital do Sul e Tumiritinga como inferiores, superpostas pela Formação São Tomé, e a Formação João Pinto no topo. Os estudos petrográficos e geoquímicos levaram à descoberta de rochas vulcânicas e vulcanoclásticas dacíticas no Grupo Rio Doce (uma unidade que era tentativamente interpretada como sucessão sedimentar depositada em ambiente de margem passiva). A Formação Palmital do Sul contém depósitos piroclásticos representados por tufos ricos em fração lapilli, com bombas vulcânicas esparsas, indicando que pelo menos parte desta unidade se depositou próximo de algum edifício vulcânico explosivo. Rocha vulcanoclástica félsica foi encontrada na Formação Tumiritinga e representa uma mistura de fragmentos vulcânicos com fração pelítica. Ambas as rochas têm composição dacítica, assinatura cálcio-alcalina de médio potássio e se assemelham, geoquimicamente, a cinzas vulcânicas pleistocênicas da Bacia Salaverry (situada na plataforma do Peru) e a tonalitos da Suíte G1 (Galiléia, ca. 594 Ma; e São Vítor, ca. 585 Ma) do Orógeno Araçuaí. Outra evidência da relação do Grupo Rio Doce com este arco magmático são os arenitos grauvaquianos, turbidíticos, da Formação São Tomé que mostram destacada proveniência de fontes dominadas por granitóides ricos em plagioclásio. Os estudos geocronológicos pelo método U-Pb corroboraram as ligações do Grupo Rio Doce com o arco magmático do Orógeno Araçuaí, ao revelarem a idade de cristalização magmática do tufo piroclástico da Formação Palmital do Sul em 585 ± 5 Ma, a presença de zircão de mesma idade na rocha vulcanoclástica da Formação Tumiritinga e de zircão detrítico com 594 ± 3 Ma em arenito da Formação São Tomé. Desta forma, rochas do Grupo Rio Doce e da Suíte G1 representam um sistema vulcano-plutônico edificado em margem continental ativa, durante o estágio pré-colisional (630-585 Ma) do Orógeno Araçuaí. O Grupo Rio Doce inclui parte da seção supracrustal, vulcano-sedimentar, do arco magmático do Orógeno Araçuaí e, também, de bacias proximais das zonas de antearco e retroarco. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO, OBJETIVO E METODOLOGIA Os recursos financeiros que custearam esta tese de doutorado devem- se a projetos de pesquisa coordenados por Antônio Carlos Pedrosa Soares ("Evolução e Metalogênese do Arco Magmático do Orógeno Araçuaí" e "A Conexão Araçuaí- Ribeira nos Estados de Minas Gerais e Espírito Santo", financiados pelo CNPq; e "Análises de Materiais Geológicos" e "Reestruturação da Capacidade Laboratorial do CPMTC-UFMG", financiados pelo CTInfra/FINEP) e Carlos Maurício Noce ("Delimitação Isotópica do Cráton do São Francisco", FAPEMIG), à CPRM-Serviço Geológico do Brasil, ao Contrato CPRM-UFMG-059-PR-05 (Programa Geologia do Brasil-MME-CPRM-Universidades) e ao Programa de Pós-Graduação em Geologia da UFMG. O CPMTC-IGC- UFMG deu apoio laboratorial ao autor, incluindo a confecção de lâminas delgadas e polidas, preparação de amostras e análises litoquímicas. No LOPAG-UFOP foi feita a preparação de amostras para análises geocronológicas, as quais foram realizadas nos laboratórios de geocronologia da UnB e Australian National University (Canberra). Análises de microssonda eletrônica foram realizadas no Laboratório de Microanálises da UFMG, com recursos do projeto de bolsa PRODOC de Cristiane Castañeda. Estagiários que auxiliaram o autor tiveram bolsas PIBIC-CNPq e PROBIC-FAPEMIG, concedidas a pedido de A. C. Pedrosa Soares. 1.1. Objetivo e Metodologia O Grupo Rio Doce, foco da presente tese de doutorado, é uma unidade estratigráfica que ocorre em grande área da região leste de Minas Gerais (ver Mapa Geológico, em anexo). A experiência do autor sobre o Grupo Rio Doce teve início em 1985, a partir da sua participação em trabalhos de mapeamento geológico realizados no âmbito dos projetos "Cachoeiro de Itapemirim" (Vieira, 1993, 1997a) e "Leste de Minas Gerais" (Vieira, 1997b, 1998, 2001), ambos da CPRM, bem como de sua participação em projetos de compilação, tais como "Geologia, Tectônica e Recursos Minerais do Brasil: Sistema de Informações Geográficas e Mapas na escala 1:2.500.000" (Bizzi et al., 2003) e "Mapa Geológico do Estado de Minas Gerais, escala 1:1.000.000" (Silva et al., 2002). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 1 Esta tese de doutorado, iniciada em 2003, resulta do desafio assumido pelo autor, após proposição do orientador, no sentido de buscar resposta para uma importante questão sobre o Orógeno Araçuaí: qual seria o significado geotectônico do Grupo Rio Doce na evolução deste orógeno neoproterozóico? Tal indagação decorre de uma abordagem que, à luz da Teoria da Tectônica Global, busca caracterizar os componentes geotectônicos e estágios evolutivos do Orógeno Araçuaí, desde sua bacia precursora até as manifestações orogênicas finais. Componentes geotectônicos são, por exemplo, remanescentes de bacia rifte (e.g., magmatismo anorogênico), de assoalho oceânico (ofiolito) e de arco magmático (e.g., granitóides cálcio- alcalinos). Os estágios evolutivos maiores são as fases de rifte continental e de margem passiva da bacia precursora, e os estágios orogênicos pré-colisional, sincolisional e pós-colisional. Esta linha de estudos tem sido, há tempos, sistematicamente realizada pelo orientador desta tese (e.g., Pedrosa-Soares et al., 1992, 1998, 2001, 2005, 2007; Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos, 2000; e referências contidas nestes trabalhos). Outros pesquisadores também têm contribuído com dados e interpretações diversas para a caracterização dos componentes geotectônicos e dos estágios evolutivos do Orógeno Araçuaí (e.g., Nalini, 1997; Pinto et al. 1997; Uhlein et al., 1978; Noce et al., 2000, 2004; Wiedemann et al., 2002; Silva et al., 2002, 2005; Martins et al. 2004; Alkmim et al., 2006; dentre muitos outros citados em capítulos adiante). Como resultado deste significativo acúmulo de conhecimento, no Orógeno Araçuaí estão caracterizados componentes geotectônicos que representam etapas evolutivas da bacia precursora (rifte, margem passiva, abertura oceânica) e de todos os estágios orogênicos (pré-colisional, sincolisional e pós-colisional). Arcos magmáticos cálcio-alcalinos e bacias relacionadas (antearco, intra-arco e retroarco) são componentes geotectônicos previsíveis, pela Teoria da Tectônica Global, para a maioria dos orógenos (e.g., Sengor, 1990; Condie, 1993; van der Pluijm & Marshak, 2004). Neste sentido, após a caracterização da parte plutônica do arco magmático do Orógeno Araçuaí (Nalini, 1997; Pinto et al. 1997; Aracema et al., 1999; Noce et al., 2000; Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos, 2000), o Grupo Rio Doce passou a ser um foco de investigação extremamente importante, em decorrência de sua íntima Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 2 associação espacial com este arco, impondo questões que catalisaram a realização desta tese, tais como: - Seria o Grupo Rio Doce representante de depósitos supracrustais relacionados ao arco magmático do Orógeno Araçuaí? - Teria o Grupo Rio Doce se depositado em margem passiva neoproterozóica, antes da instalação daquele arco magmático? - Poderia o Grupo Rio Doce ser (ou conter) unidade mais antiga que o Neoproterozóico? Portanto, o objetivo maior desta tese é caracterizar o Grupo Rio Doce em termos do seu significado no cenário dos componentes geotectônicos e estágios evolutivos do Orógeno Araçuaí. Para cumprir tal objetivo seguiu-se o seguinte roteiro metodológico: - revisão da bibliografia e da cartografia sobre o Grupo Rio Doce, das unidades potencialmente correlatas e suítes granitóides espacialmente associadas; - compilação dos mapas existentes para elaboração da base geológica atualizada do setor do Orógeno Araçuaí aqui enfocado; - execução de perfis de campo selecionados, visando estabelecer a estratigrafia interna do Grupo Rio Doce, suas relações com unidades adjacentes e sua arquitetura tectônica; - execução de estudos estruturais, ao longo dos perfis de campo, para verificar os vetores de transporte tectônico na região abordada; - execução de estudos sedimentológicos de campo, em áreas com baixa magnitude de deformação, para interpretar os ambientes de deposição das unidades do Grupo Rio Doce; - execução de estudos petrográficos e de análises em microssonda eletrônica sobre lâminas de rochas do Grupo Rio Doce, visando o estabelecimento das condições de metamorfismo e a interpretação de protólitos; - obtenção de análises litoquímicas de amostras do Grupo Rio Doce, visando interpretação de protólitos, fontes sedimentares e ambientes paleotectônicos; Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 3 - obtenção de análises geocronológicas pelo método U-Pb, em grãos de zircão detríticos, visando estabelecer limites de idade para a sedimentação de unidades do Grupo Rio Doce; - obtenção de análises geocronológicas U-Pb em zircão de rochas metavulcânicas que foram descobertas durante a execução desta tese; - tratamento dos dados e elaboração da tese; - apresentação e defesa da tese; - publicação dos resultados em artigos científicos. De fato, para esta tese, o Grupo Rio Doce foi um tema de investigação científica original e relevante, pois esta extensa unidade contava somente com informações de campo e, por isto, no decorrer de décadas, serviu às mais variadas ilações estratigráficas e interpretações paleotectônicas. Embora o assunto não se encerre nesta tese, as informações de campo e dados laboratoriais aqui contidos são alicerces sólidos para as respostas que se apresenta às questões acima e a diversas outras demandas de caracterização do Grupo Rio Doce. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 4 CAPÍTULO 2. GEOTECTÔNICA Neste capítulo apresenta-se uma compilação de trabalhos que abordam a definição, componentes geotectônicos, compartimentação tectônica e o modelo evolutivo adotados para o Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental, com ênfase na sua parte situada em território brasileiro, o Orógeno Araçuaí, onde se localiza o Grupo Rio Doce. 2.1. Definição e Componentes Geotectônicos O sistema orogênico brasiliano-panafricano do Paleocontinente Gondwana é um conjunto de orógenos neoproterozóicos diacrônicos, do qual faz parte a Província Mantiqueira (Brito-Neves et al., 1999; Almeida et al., 2000; Heilbron et al., 2004). O Orógeno Araçuaí representa o segmento setentrional da Província Mantiqueira (Fig. 1). A Faixa Congo Ocidental é a contraparte do Orógeno Araçuaí, que foi herdada pela África após a abertura do Oceano Atlântico (Fig. 2). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 5 A elaboração conceitual que levou à definição do Orógeno Araçuaí- Congo Ocidental apareceu em Pedrosa-Soares & Noce (1998) e foi detalhada em Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos (2000) e Pedrosa-Soares et al. (2001), que o caracterizaram como orógeno derivado de uma bacia parcialmente oceanizada, cujo processo de subducção da litosfera oceânica se deu no sentido do Cráton do Congo (Fig. 3). Esta caracterização do Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental viabilizou-se após a descoberta de remanescentes ofiolíticos neoproterozóicos (Pedrosa-Soares et al., 1992, 1998), e de estudos que identificaram a Suíte Galiléia e correlatos como representantes do arco magmático neoproterozóico (Nalini, 1997; Pinto et al., 1997; Aracema et al., 1999; Noce et al., 2000). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 6 Figura 3. Modelo evolutivo proposto por Pedrosa-Soares & Noce (1998), Pedrosa- Soares & Wiedemann-Leonardos (2000) e Pedrosa-Soares et al. (2001) para a evolução do Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental. A partir do estágio de rifte continental (1), o segmento sul da bacia precursora experimentaria espalhamento de litosfera oceânica (2) e, posteriormente, sofreria subducção no sentido do Cráton do Congo (3), induzindo a geração do arco magmático (G1). A etapa 4 ilustra o estágio sincolisional. Conseqüentemente, modificou-se a concepção geotectônica sobre uma região orogênica neoproterozóica que era considerada exclusivamente ensiálica (e.g., Brito-Neves & Cordani, 1991; Trompette, 1994). O pano de fundo do modelo ensiálico era a existência de uma ponte continental que teria mantido os crátons do São Francisco e Congo unidos, desde ca. 2 Ga até a abertura do Oceano Atlântico (Porada, 1989; Ledru et al., 1994). Esta ponte cratônica, localizada na altura das regiões da Bahia e Gabão (Fig. 2), teria inibido a abertura da bacia e a formação de litosfera oceânica (e.g., Trompette, 1994). O arco magmático neoproterozóico também era desconhecido em termos geoquímicos e isotópicos, embora a identificação do "Tonalito Galiléia" remonte ao início da década de 1960 (Barbosa et al., 1964, 1966). Contudo, a existência pretérita da ponte cratônica Bahia-Gabão, que aparece em todas as reconstruções do Paleocontinente São Francisco-Congo (e.g., D'Agrella-Filho et al., 1990, 2004; Brito-Neves & Cordani, 1991; Trompette, 1994), assim como a ausência de restos ofiolíticos e de arco magmático pré-colisional no setor norte do Orógeno Araçuaí (e.g., Pedrosa- Soares et al., 1992; Grossi-Sad et al., 1997; Pinto et al., 1997; Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos, 2000), levaram Pedrosa-Soares et al. (2001, 2003) a elaborar o conceito de orógeno confinado. Este conceito busca explicar a Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 7 configuração e os componentes geotectônicos esperados para orógenos resultantes da inversão de bacias parcialmente oceanizadas, situadas em reentrâncias continentais, a exemplo de bacias marinhas interiores (inland-sea basins; e.g., Golfo do México) e de riftes do tipo Mar Vermelho. O conceito de orógeno confinado foi adotado no livro de Rogers & Santosh (2004) como um termo intermediário entre orógenos intercratônicos (i.e., orógenos de margem de placa) e intracratônicos (i.e., orógenos ensiálicos, resultantes da inversão de aulacógenos). Desta forma, o Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental se caracteriza como um orógeno confinado, pelos seguintes motivos (Pedrosa-Soares et al., 2001, 2003, 2007): - A bacia precursora evoluiu na reentrância limitada pelos crátons do São Francisco e Congo, i.e., fechada a norte pela ponte cratônica Bahia- Gabão, mas aberta a sul, rumo à bacia precursora do Orógeno Ribeira (Fig. 2). - O setor norte desta bacia permaneceu ensiálico, mas no setor meridional ocorreu abertura oceânica atestada pelos remanescentes ofiolíticos e formação de arco magmático em ambiente de margem continental ativa (Fig. 4). A partir desta conceituação, a contraparte brasileira do Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental ou, simplesmente, Orógeno Araçuaí, passou a designar a região orogênica que se estende desde o limite leste do Cráton do São Francisco até o litoral atlântico, aproximadamente entre os paralelos 15º e 21º S. A fronteira setentrional do Orógeno Araçuaí descreve uma grande curvatura, com concavidade voltada para sul (Almeida, 1977). Recentemente, Alkmim et al. (2006) estenderam para norte o limite setentrional do Orógeno Araçuaí, adentrando o segmento meridional do Corredor do Paramirim (Fig. 4). O limite meridional do Orógeno Araçuaí, embora ainda não determinado com precisão, é balizado pela extremidade sul do Cráton do São Francisco, ou seja, pelo paralelo 21º S, onde a estruturação brasiliana de direção NE, característica do Orógeno Ribeira, sofre inflexão para NNE a N-S (Pedrosa- Soares & Wiedemann-Leonardos, 2000). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 8 Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 9 Desta forma, o Orógeno Araçuaí inclui a Faixa de Dobramentos Araçuaí, conforme originalmente definida por Almeida (1977); i.e., a faixa de dobramentos brasilianos marginal que descreve o limite leste do Cráton do São Francisco. Também no Orógeno Araçuaí situa-se a região dominada por rochas granitóides e metamórficas de alto grau, neoproterozóicas e cambrianas, situadas entre os paralelos 19º e 21º S, que eventualmente foram consideradas como parte da Faixa Ribeira (e.g., Almeida & Hasui, 1984; Trouw et al., 2000), ou englobadas no "Orógeno Rio Doce" (Campos-Neto & Figueiredo, 1995), dentre outras denominações. De fato, como mostra o mapa geológico (em anexo), na região entre os paralelos 19º e 21º S estão expostos diversos corpos da Suíte G1, que representa o plutonismo cálcio-alcalino do arco magmático do Orógeno Araçuaí, cujas idades variam entre ca. 630 e 570 Ma (Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos, 2000; Campos et al., 2004; Silva et al., 2005; e referências citadas nestes trabalhos). A despeito da arquitetura tectônica grosseiramente simétrica (e.g., Trompette, 2004; Alkmim et al., 2006), o Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental foi dividido em duas partes muito diferentes, embora complementares, em decorrência da abertura do Oceano Atlântico (Pedrosa-Soares et al., 2007). O Orógeno Araçuaí herdou cerca de dois terços do conjunto orogênico, ficando com os componentes geotectônicos principais, tais como, extensa sedimentação de margem passiva, os remanescentes ofiolíticos, todo o arco magmático pré-colisional, unidades metassedimentares representantes de bacias orogênicas que receberam contribuição deste arco, os granitos sincolisionais e o magmatismo pós-colisional. Na Faixa Congo Ocidental restaram a espessa e extensa pilha vulcano-sedimentar do estágio de rifte continental e unidades da margem passiva proximal (Fig. 4). É importante enfatizar que, a partir da identificação de componentes geotectônicos acima referida, elaborou-se a principal hipótese de trabalho da presente tese, sintetizada nas questões abaixo: - Seria o Grupo Rio Doce um representante supracrustal do arco magmático do Orógeno Araçuaí? - Existiriam, neste grupo, rochas representantes do vulcanismo deste arco? Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 10 2.2. Compartimentação Tectônica As compartimentações tectônicas maiores do Orógeno Araçuaí foram apresentadas por Uhlein (1991), Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos (2000) e Heilbron et al. (2004), que o subdividiram nos domínios de antepaís (cobertura deformada do Cráton do São Francisco), externo (ocidental ou proximal, caracterizado por empurrões e dobramentos vergentes contra o cráton, e metamorfismo de baixo grau) e interno (oriental ou distal, rico em rochas de alto grau metamórfico e plutonismo granitóide que representam o núcleo do orógeno). Recentemente, Alkmim et al. (2006) apresentaram uma subdivisão em domínios estruturais, elaborada com base na análise cinemática regional, para todo o Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental (Fig. 5). A zona interna de alto grau metamórfico (domínio 7, Fig. 5) interessa particularmente a esta tese, pois inclui toda a área de ocorrência do Grupo Rio Doce (Fig. 6). Este domínio estrutural pode ser subdividido em dois subdomínios, em função das variações no sentido de transporte tectônico relacionado aos empurrões do estágio sincolisional e da importância das transcorrências. Figura 5. Domínios estruturais do Orógeno Francisco Araçuaí – Congo Ocidental (modificado de Alkmim et al., 2006). As setas indicam o 2 Cráton transporte tectônico do estágio sincolisional. 3 4 Congo 1, Faixa de dobramentos e empurrões; 2, Saliência do Rio Pardo; 5 3, Zona transcorrente de Itapebi; 1 7 8 4, Zona de colapso Chapada Acauã;6 5, Corredor transpressivo de Minas Novas; 6, Bloco de embasamento Guanhães; 7, Zona interna de alto grau metamórfico; 8, Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 11 CCrrááttoonn São eno cóg m Aul a mir i Par a 43o 42o 41o T 18o N NV GV 19o NV Oceano NV A 20o M G Atlântico M B V 0 100 km 21o Complexos paragnáissos G5 Suítes graníticas (NV, Nova Venécia) G4 Embasamento Grupo Rio Doce neoproterozóicas pré-1 Ga P G2+G3e correlatos e cambrianas G1 Formação Ribeirão Zonas de cisalhamento da Folha e Grupo A transcorrentes maiores Dom Silvério Zonas de empurrão Figura 6. Zona interna de alto grau metamórfico (modificado de Alkmim et al., 2006). As zonas de cisalhamento transcorrentes maiores são Abre Campo (A), Batatal (B), Guaçuí (G) e Manhuaçu (M). VC indica o sistema de lineamentos Vitória-Colatina. Cidades: GV, Governador Valadares; M, Manhuaçu; T,Teófilo Otoni; V, Vitória. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 12 VC No subdomíno meridional da zona interna de alto grau metamórfico, cujo limite norte é balizado pelo paralelo 20º S, a cinemática relacionada às zonas de cisalhamento de empurrão e ao dobramento da fase de deformação principal, mostra transporte tectônico para oeste (Fig. 7). São muito marcantes as transcorrências dextrais, tardias em relação aos empurrões da fase sincolisional, exemplificadas pelas zonas de cisalhamento de Abre Campo, Manhuaçu, Guaçuí e Batatal (e.g., Costa et al., 1993; Vieira, 1997a; Cunningham et al., 1998; Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos, 2000; Peres et al., 2004; Alkmim et al., 2006; Horn et al., 2006; Noce et al., 2006). O subdomínio setentrional da zona interna de alto grau metamórfico é a região que interessa diretamente a esta tese, pois ali se encontra a área de ocorrência do Grupo Rio Doce (s.s.). Transcorrências são de menor importância neste subdomínio, que apresenta predominância de empurrões de médio a baixo ângulo de mergulho (Fig. 6 e 7). Neste subdomínio, Pedrosa- Soares et al. (2001, 2003, 2006) e Alkmim et al. (2006) identificaram a ampla predominância do transporte tectônico de capa para leste, relacionado à foliação regional e zonas de empurrão do Orógeno Araçuaí, na região que compreende o norte do Espírito Santo, sul da Bahia e leste de Minas Gerais. Esta região corresponde, estruturalmente, ao segmento setentrional da Faixa Congo Ocidental, onde o transporte tectônico do estágio sincolisional é frontalmente contra o Cráton do Congo (Maurin, 1993; Tack et al., 2001). Desta forma, este subdomínio da zona interna de alto grau metamórfico mostra a dupla vergência da fase de deformação principal, sendo seu setor ocidental marcado por transporte tectônico para oeste, contra o Cráton do São Francisco, e o setor oriental caracterizado por transporte para leste, rumo ao Cráton do Congo. É importante enfatizar que a presente tese busca demonstrar que a região do arco magmático do Orógeno Araçuaí, a norte do paralelo 20º S, contém a zona onde ocorre a mudança de vergência (i.e., do sentido do transporte tectônico) relacionada ao estágio sincolisional (ver Capítulo 4). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 13 Figura 7. Sinopse cinemática do Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental, em mapa e perfis (retirado de Alkmim et al., 2006). A seção CC' ilustra a cinemática no subdomínio meridional da zona interna de alto grau metamórfico, e as seções BB' e AA' no subdomínio setentrional. A seção B"B'" mostra o transporte tectônico do estágio sincolisional na Faixa Congo Ocidental. Cidades: C, Cabinda; D, Diamantina; L, Luanda; V, Vitória. SZ, zona de cisalhamento. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 14 2.3. Modelo Evolutivo Os primeiros modelos evolutivos apresentavam a Faixa Araçuaí como produto de evento compressivo ensiálico, pois tinham como premissa a suposta ausência de litosfera oceânica (e.g., Siga-Júnior, 1986; Uhlein, 1991; Trompette et al., 1992). A partir das descobertas dos remanescentes ofiolíticos e do arco magmático neoproterozóicos, a anatomia incomum do Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental tem inspirado concepções de modelos evolutivos alternativos, tanto em relação aos orógenos de margens de placa quanto em relação aos orógenos ensiálicos, a exemplo dos que foram apresentados por Pedrosa-Soares et al. (1992, 1998, 2001), Maurin (1993), Campos-Neto & Figueiredo (1995) e Trouw et al. (2000). Entretanto, todos estes modelos carecem de um mecanismo motriz capaz de explicar o processo de subducção em uma bacia apenas parcialmente oceanizada, relativamente estreita e travada por uma ponte cratônica (i.e., uma bacia que não poderia contar com o peso da litosfera oceânica para dar início a subducção). Recentemente, Alkmim et al. (2003, 2006), fundamentados em análise cinemática e inspirados pelo cenário geotectônico que resultou na amalgamação do Gondwana Ocidental, propuseram um modelo para a formação do Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental, segundo o qual a subducção de litosfera oceânica é induzida por colisões à distância, por meio de um mecanismo que lembra o funcionamento de um quebra-nozes (Fig. 8), conforme se resume abaixo: - No primeiro estágio evolutivo abre-se a Bacia Macaúbas, precursora do Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental (Fig. 8). Os aulacógenos Pirapora, Paramirim e Sangha, e uma zona transferente sinistral de direção NE, localizada na ponte Bahia-Gabão, acomodariam o alargamento do rifte continental e a expansão de litosfera oceânica no setor meridional da Bacia Macaúbas, similarmente ao que foi proposto por Pedrosa-Soares et al. (1992, um modelo inspirado na abertura do Mar Vermelho). Esta zona transferente teria como testemunho o amplo sistema de lineamentos Itabuna, localizado no Cráton do São Francisco (no sul da Bahia e extremo nordeste de Minas), ao Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 15 longo do qual diques máficos (D'Agrella-Filho et al., 1990) e intrusões alcalinas (Teixeira et al., 1997; Rosa et al., 2004; 2005) se alojaram desde ca. 1 Ga a ca. 700 Ma, indicando sítios extensionais localizados sobre pluma mantélica de longa duração. Este intervalo de tempo, entretanto, cobre desde as primeiras manifestações do fraturamento continental até as últimas intrusões alcalinas neoproterozóicas, no Cráton do São Francisco. No território do Orógeno Araçuaí, a fase rifte é balizada pelas idades U-Pb SHRIMP dos granitos anorogênicos de Salto da Divisa (875 +/- 9 Ma, zircão; Silva et al., 2002, 2007), localizados na extremidade sul do sistema de lineamentos Itabuna, e dos grãos de zircão detrítico mais novos da unidade basal (pré-glaciação) do Grupo Macaúbas (900 +/- 21 Ma; Babinski et al., em preparação, in Pedrosa-Soares et al., 2007). Abertura oceânica é indicada por remanescentes ofiolíticos, cuja idade isocrônica Sm-Nd é 816 +/- 72 Ma (Pedrosa-Soares et al., 1998, 2001; Suita et al., 2004; Queiroga et al., 2006). - No segundo estágio ocorrem, principalmente, os processos de subducção e edificação do arco magmático (Fig. 8). A tectônica quebra-nozes é posta em marcha quando as paleoplacas São Francisco-Congo, Amazônia, Paraná-Paranapanema-Rio de la Plata e Kalahari iniciam sua interação convergente, que culminará na montagem do Gondwana Ocidental. A existência da ponte continental Bahia-Gabão, aliada ao pequeno tamanho da litosfera oceânica na bacia Macaúbas impossibilitariam a iniciação de subducção pelo processo usual (i.e., controlado pelo peso da litosfera oceânica). Seria necessário, portanto, que se tivesse subducção forçada, induzida por ação à distância. A posição do Palecontinente São Francisco- Congo no centro de um conjunto de placas em convergência, no cenário da amalgamação do Gondwana, torna possível a indução de subducção pelas colisões à distância. A edificação do arco magmático perdura de ca. 630 Ma a ca. 580 Ma. O início deste estágio é contemporâneo à colisão do Paleocontinente Paraná-Paranapanema com a borda sudoeste da Península do São Francisco (e.g., Valeriano et al., 2004). O modelo quebra-nozes implica em rotações, respectivamente, anti-horária e horária, da península São Francisco e do continente Congo, com o conseqüente fechamento do ramo oceânico entre eles compreendido. Um quebra-nozes necessita da existência Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 16 de, pelo menos, dois pontos neutros para acomodar o encurtamento verificado na seção transversal do orógeno. Um deles tem localização evidente no Estágio 1 Estágio 2 PENÍNSULA CONTINENTE SÃO FRANCISCO CONGO Ponte Bahia-Gabão Ponte Bahia-Gabão ZT Bacia no Aulacógeno Macaúbas geó a Pirapora ula c h A n g Sa Bacia Ribeira Estágio 3 Estágio 4 no róg e iraO Rib e ZT Divergência Magmatismo Zona transferente Crosta Convergência Rotação anorogênico oceânica Arco Granitos Empurrão Sutura Transcorrência Escape magmático sincolisionais Figura 8. A Tectônica Quebra-Nozes como um modelo evolutivo para o Orógeno Araçuaí-Congo Ocidental (figura modificada de Alkmim et al., 2003, 2006). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 17 BBaacciiaa BBrraassíílliiaa Or R ógib ee nir oa Oróg R ei nb oeira así lia ília Br ras eno no B Oró g ge Oró eno cóg im Aula raram i P ílias Bra óge no Or segmento norte do corredor de deformação do Paramirim, na porção setentrional do Cráton do São Francisco, onde a inversão neoproterozóica, praticamente inexistente, cresce gradualmente em direção a sul. O segundo ponto neutro teria sido migrante, posicionado em uma grande zona transferente/transformante, localizada atualmente em uma das margens continentais, sul-americana ou africana. A rotação horária do continente Congo daria origem, desta forma, a grande parte do offset entre as partes sul- americana e africana do orógeno, tal como se observa nas reconstruções do Gondwana Ocidental. A análise estrutural regional indica que as estruturas compressionais neoproterozóicas mais antigas são encontradas na porção meridional e interna do Orógeno Araçuaí, e se associam a transporte tectônico dirigido para norte. Tais estruturas são interpretadas como resultantes de uma indentação tectônica, acoplada à subducção oblíqua, dirigida para NNE. A zona de subducção estaria hoje representada pela Descontinuidade de Abre Campo. - No terceiro estágio têm lugar os processos sincolisionais, tais como deformação e metamorfismo regionais e a geração de grande volume de granitos tipo S (Fig. 8). O quebra-nozes em ação continuada promove a convergência frontal das duas margens da bacia, no estágio colisional principal, também parcialmente induzido por ação à distância (desta feita, possivelmente, em virtude da colisão Amazônia-São Francisco). No clímax do processo ocorre a expansão das áreas orogênicas em direção às zonas de antepaís. - O quarto estágio é marcado, inicialmente, por um grande escape lateral no sentido sul, rumo ao Orógeno Ribeira, de segmentos da zona interna de alto grau metamórfico do Orógeno Araçuaí. Este escape ficaria registrado pelo sistema de transcorrências dextrais do leste de Minas Gerais, Espírito Santo e Rio de Janeiro. Diacronicamente, mas principalmente após o escape lateral, o Orógeno Araçuaí entra em colapso gravitacional, particularmente em sua porção central onde o processo é registrado por zonas de cisalhamento normais e pela geração de grande volume de granitos pós-colisionais. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 18 CAPÍTULO 3. ESTRATIGRAFIA DO ORÓGENO ARAÇUAÍ Neste capítulo apresenta-se uma síntese da estratigrafia do Orógeno Araçuaí, com ênfase nas principais unidades neoproterozóicas e cambrianas (Fig. 9 e 10). Esta síntese aborda também o significado paleoambiental das unidades descritas, em termos de sua relação com componentes e estágios geotectônicos (cf. Pedrosa-Soares et al., 2007). São omitidas as descrições das unidades do embasamento do orógeno (i.e., unidades mais velhas que o Neoproterozóico) e de unidades da região cratônica vizinha ao orógeno, que fogem ao escopo da presente tese. A despeito do metamorfismo e da deformação regionais, as descrições adiante se referem preferencialmente a protolitos, visando um melhor entendimento do significado das unidades estratigráficas. As unidades mais antigas são aquelas que têm relação com o estágio de rifte continental da bacia precursora do Orógeno Araçuaí. Estas unidades são o Grupo Macaúbas Proximal, a Suíte Salto da Divisa e, possivelmente, os complexos metamáfico-ultramáficos de Ipanema (Fig. 9 e 10). O metamorfismo no Grupo Macaúbas Proximal cresce, de oeste para leste, da fácies xisto verde ao início da fácies anfibolito. As suítes magmáticas de Salto da Divisa e Ipanema estão afetadas pela deformação regional em fácies anfibolito alto e granulito (e.g., Pedrosa-Soares et al., 2007 e referências aí citadas). A sucessão basal (formações Duas Barras e Rio Peixe Bravo) do Grupo Macaúbas Proximal é constituída de arenitos, conglomerados e pelitos, fluviais, sem vestígios de glaciação, que representam o início do estágio rifte. Os grãos de zircão detrítico mais jovens, de arenito desta sucessão basal, limitam a idade máxima do estágio rifte em 900 +/- 21 Ma (Noce et al., 1997; Martins, 2006; Pedrosa-Soares et al., 2007; Babinski et al., em preparação). Esta idade máxima de sedimentação é similar à datação dos diques máficos de Pedro Lessa (906 +/- 2 Ma; Machado et al., 1989), que cortam o embasamento do Grupo Macaúbas. As demais formações do Grupo Macaúbas Proximal têm relação com (pelo menos) um evento glacial neoproterozóico, sendo portadoras de espessas pilhas de diamictitos, com intercalações de arenitos, pelitos e formações ferríferas diamictíticas (Uhlein, 1991; Pedrosa-Soares et al., 1992, 2007; Noce et al., 1997; Uhlein et al., 1998, 2004). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 19 A idade da Suíte Salto da Divisa (875 +/- 9 Ma) é um importante balizador cronológico do estágio sin-rifte da Bacia Macaúbas, pois se trata de uma suíte plutônica bimodal, do tipo A, característica da evolução inicial de riftes continentais (Silva et al., 2002, 2007). Os complexos máfico-ultramáficos acamadados de Ipanema, também interpretados como magmatismo de rifte continental (Angeli et al., 2004), poderiam representar correspondentes da Suíte Salto da Divisa, situados em crosta mais profunda. O registro de vulcanismo máfico que se observa na Formação Chapada Acauã (Fig. 10) representa o estágio de rifte continental tardio, uma vez que as rochas metamáficas têm assinatura geoquímica de basaltos transicionais e contêm Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 20 zircões herdados com idades entre 1,1 e 2,7 Ga (Uhlein, 1991; Gradim et al., 2005; Babinski et al., 2005). g Suíte G5: 520 - 490 Ma g Suíte G4: 530 - 500 Ma g Suíte G3: 540 - 510 Ma g Suíte G2: g 580 - 560 Ma g Suíte G1: Formação Salinas Grupo Rio Doce Complexo Nova g 630 - 580 Ma < 588+/-24 Ma ca. 585 Ma Venécia: < 608+/-18 Ma g Formação Lascas ofiolíticas: Ribeirão 816+/-72 Ma da Folha < 864+/-30 Ma Formação Chapada Acauã Formação Nova Aurora Formação Serra do Catuni g Suíte Salto da Divisa; Formações Duas Barras e 875+/-9 Ma Rio Peixe Bravo < 900+/-21 Ma β Diques máficos de Pedro Lessa: 906+/-2 Ma 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Figura 10. Esquema estratigráfico de unidades do Orógeno Araçuaí (Pedrosa-Soares et al., 2007). Protolitos: 1, arenito; 2, conglomerado; 3, pelito; 4, diamictitos; 5, formação ferrífera diamictítica; 6, basalto transicional; 7, carbonato; 8, sedimentos vulcano-exalativos; 9, rochas máficas e ultramáficas ofiolíticas; 10, sedimentos grauvaquianos; 11, dropstone. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 21 GGRRUUPPOO MMAACCAAÚÚBBAASS GGrruuppoo MMaaccaaúúbbaass PPrrooxxiimmaall No topo do Grupo Macaúbas Proximal ocorre uma sucessão de alternâncias de arenito e pelito, cujos zircões detríticos indicam idade máxima de deposição em 864 +/- 30 Ma (Pedrosa-Soares et al., 2000, 2007). Esta unidade de alternâncias arenito-pelito da Formação Chapada Acauã é considerada como um correlativo proximal (plataformal) da Formação Ribeirão da Folha (Pedrosa-Soares et al., 1992, 2007; Noce et al., 1997). A sedimentação distal do estágio de margem passiva da Bacia Macaúbas é representada pela Formação Ribeirão da Folha (Fig. 9 e 10). Esta formação é constituída de pelitos, sedimentos vulcano-exalativos (metachert, formações ferríferas, diopsidito e sulfeto maciço), raro calcário e prováveis lavas máficas, metamorfisados desde a fácies xisto verde (zona da granada) até a fácies anfibolito (zonas da estaurolita, cianita e sillimanita). Esta formação encaixa lascas tectônicas de rochas metamáficas e meta-ultramáficas, ofiolíticas, cujos atributos petrográficos, geoquímicos e isotópicos indicam seções diversas de litosfera oceânica (Pedrosa-Soares et al., 1992, 1998, 2001, 2007; Aracema et al., 2000; Suita et al., 2004; Queiroga et al., 2006). O Grupo Dom Silvério é litologicamente similar à Formação Ribeirão da Folha e tem sido a ela correlacionado também em termos de paleoambiente (Pedrosa-Soares et al., 2001; Peres et al., 2004). O Complexo Jequitinhonha, assim como o complexo paragnáissico indiviso, são candidatos a representantes do estágio de margem passiva da bacia precursora do Orógeno Araçuaí, mas também podem incluir depósitos provenientes dos arcos magmáticos dos orógenos Araçuaí e Ribeira (Pedrosa- Soares & Wiedemann-Leonardos, 2000; Heilbron et al., 2004; Pedrosa-Soares et al., 2007). No Orógeno Araçuaí têm sido reconhecidos quatro estágios orogênicos, assinalados como pré-colisional (ca. 630 - 580 Ma), sincolisional (ca. 580 - 560 Ma), tardicolisional (ca. 560 - 530 Ma) e pós-colisional (ca. 530 - 490 Ma) (Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos, 2000; Pedrosa-Soares et al., 2001, 2007; Heilbron et al., 2004; Silva et al., 2005). No estágio pré-colisional (ou acrescionário) foi edificado o arco magmático do Orógeno Araçuaí, representado pela Suíte G1 (Fig. 9, 10 e 11). Esta suíte é constituída majoritariamente de tonalitos e granodioritos, com fácies e autólitos dioríticos e máficos, além de xenólitos de rochas encaixantes. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 22 Os corpos G1 são batólitos e stocks que apresentam a foliação regional, muitas vezes milonítica, e outras estruturas impressas pela deformação sincolisional, em quase toda sua extensão. Os dados litoquímicos e isotópicos das rochas G1 evidenciam suíte cálcio-alcalina expandida que representa arco vulcânico de margem continental ativa, edificado entre ca. 630 a 580 Ma (Nalini-Júnior, 1997; Pinto et al., 1997, 2001; Aracema et al., 1999; Nalini et al., 2000a, 2005; Noce et al., 2000; Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos, 2000; Pedrosa- Soares et al., 2001; Whittington et al., 2001; Martins et al., 2004; Silva et al., 2005). A presente tese aporta uma contribuição inédita para a caracterização deste arco magmático, ao descrever a descoberta de rochas vulcânicas cálcio- alcalinas com idade de ca. 585 Ma. Figura 11. Diagramas litoquímicos mostrando a distinção entre as duas suítes regionais do tipo I, do Orógeno Araçuaí (retirado de Pedrosa-Soares et al., 2001). Suíte G1: arco vulcânico pré- colisional (as rochas são deformadas regionalmente). Suíte G5: plutonismo intraplaca, pós- colisional, livre da deformação regional (em cinza). O círculo "postcollision" indica o campo litoquímico onde podem plotar os granitos pós-colisionais. Após a identificação do arco magmático do Orógeno Araçuaí foram caracterizadas unidades representantes de bacias que receberam sedimentos provindos deste arco, tais como a Formação Salinas e o Complexo Nova Venécia (Fig. 9 e 10). A Formação Salinas forneceu as primeiras evidências de uma bacia que recebeu sedimentos provenientes do arco magmático do Orógeno Araçuaí (Lima et al., 2002). Esta formação é composta por arenito grauvaquiano, pelito e conglomerado, metamorfisados em fácies xisto verde a anfibolito baixo. Por apresentar, na área-tipo, seções livres da deformação regional, com metamorfismo muito fraco, a Formação Salinas foi interpretada como tardi- Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 23 orogênica por Lima et al. (2002). Entretanto, esta formação passou a ser considerada como sinorogênica, após os estudos tectônicos regionais de Santos (2007). De fato, se considerados apenas os zircões mais jovens e com discordância menor que 10% (dentre os dados apresentados por Lima et al., 2002), a idade máxima da Formação Salinas é 588 +/- 24 Ma (Pedrosa-Soares et al., 2007). Estas informações reforçam a correlação entre a formações São Tomé (do Grupo Rio Doce) e Salinas, proposta por Pedreira et al. (1997). O complexo paragnáissico do norte do Espírito Santo, recentemente denominado Complexo Nova Venécia (Pedrosa-Soares et al., 2006), foi a segunda unidade a ser reconhecida como representante de bacia que recebeu sedimentos vindos do arco magmático do Orógeno Araçuaí; neste caso, uma bacia retroarco (Noce et al., 2004). Os protolitos do Complexo Nova Venécia são, predominantemente, sedimentos pelíticos peraluminosos, metamorfisados na transição de fácies anfibolito-granulito. As idades dos zircões detríticos mais jovens e menos discordantes, datados por Noce et al. (2004), sugerem idade máxima de sedimentação de protolitos do Complexo Nova Venécia em 608 +/- 18 Ma (Pedrosa-Soares et al., 2007). A associação arco-antearco compreende um conjunto de unidades de naturezas diversas (Fig. 9), que ainda carecem de melhor discriminação cartográfica, tais como corpos granitóides muito deformados, exposições de rochas do embasamento, prováveis remanescentes ofiolíticos, intrusões de idades distintas e sucessões atribuídas aos grupos Andrelândia e Rio Doce (Pedrosa-Soares et al., 2007). O milonito-gnaisse tonalítico dos arredores de Governador Valadares é candidato a pertencer à Suíte G1, embora apresente idade de ca. 560 Ma (Silva et al., 2002, 2005), assim como corpos de composição similar da região de Manhuaçu (Noce et al., 2006). Nesta região também foram mapeados ortognaisses do embasamento paleoproterozóico (complexos Juiz de Fora e Pocrane; Pinto et al., 2001; Noce et al., 2006). Um grande corpo de ortoanfibolito tem idade-modelo Sm-Nd em torno de 890 Ma, sendo assim um candidato a resto ofiolítico neoproterozóico (Fischel et al., 1998). Paragnaisses ricos em plagioclásio do Grupo Andrelândia, da região a oeste de Manhuaçu, forneceram idade-modelo Sm-Nd em torno de 1,3 Ga, sugestiva de mistura de fontes envolvendo sedimentos do arco magmático (Fischel et al., 1998; Noce et al., 2006). O Grupo Rio Doce, como demonstra a Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 24 presente tese, contém representantes vulcânicos do arco magmático neoproterozóico, além de sedimentos dele derivados. O estágio sincolisional é caracterizado pela deformação e metamorfismo regionais, além de extensiva granitogênese do tipo S, que ocorreram entre ca. 580 e 560 Ma (cf. Silva et al., 2005). Neste estágio foram impressas as feições relacionadas ao dobramento e empurrões rumo a oeste, contra o Cráton do São Francisco, e também no sentido leste, contra o Cráton do Congo, além do metamorfismo relacionado às paragêneses minerais que materializam a foliação regional (Pedrosa-Soares et al., 2001, 2007; Alkmim et al., 2006). A Suíte G2, que engloba a granitogênese tipo S originada no estágio sincolisional, é constituída essencialmente de granito peraluminoso (com granada onipresente, e cordierita e/ou sillimanita freqüentes), tendo granito a duas micas e granodiorito granatífero subordinados. Xenólitos e roof-pendants de rochas encaixantes são freqüentes. As rochas G2 ocorrem em batólitos, corpos tabulares e stocks que registram a deformação regional marcada por foliação em estado sólido, muitas vezes milonítica e geralmente paralela à prévia orientação de fluxo ígneo (e.g., Nalini-Júnior, 1997; Pinto et al., 1997, 2001; Vieira, 1997; Nalini-Júnior et al., 2000b; Pedrosa-Soares & Wiedemann- Leonardos, 2000; Pedrosa-Soares et al., 2001, 2006; Campos et al., 2004; Castañeda et al., 2006). Entretanto, os batólitos G2 podem mostrar feições ígneas bem preservadas, particularmente em suas porções interiores, que têm a mesma idade de cristalização magmática dos termos milonitizados (Pedrosa- Soares et al., 2006). Idades U-Pb indicam que a época de maior formação dos granitos G2 ocorreu em ca. 575 Ma (Silva et al., 2002, 2005; Pedrosa-Soares et al., 2006), apesar de alguns corpos G2 serem mais antigos (ca. 580 Ma; Nalini- Júnior et al., 2000b) e outros mais jovens (ca. 560 Ma; Söllner et al., 1991; Silva et al., 2005). Os produtos da granitogênese G3, do tipo S, estão representados pela Suíte G3 que teve origem no estágio tardi a pós-colisional do Orógeno Araçuaí (Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos 2000, Pedrosa-Soares et al. 2001, 2005). A rocha típica (mas, não exclusiva) da Suíte G3 é leucogranito com granada e/ou cordierita, livre da foliação regional. As poucas idades U-Pb de leucogranitos G3 indicam cristalização magmática no intervalo 540-530 Ma (Silva et al., 2005; Castañeda et al., 2006). Além disso, evidências Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 25 petrográficas e estruturais indicam que os leucogranitos G3 são produtos autóctones a parautóctones da fusão parcial de granitos G2 deformados, em episódio pós-cinemático à foliação regional. Evidências disto são as relações de corte e superposição de G3 em G2 e as presenças, em G3, de restos maiores e traços de foliação (schlieren) de G2, e de granada (com inclusões de fibrolita dobrada) herdada de G2. Aglomerados compostos quase exclusivamente por cordierita, granada e sillimanita representariam resíduos granulíticos de G3. Veios graníticos e pegmatitos, livres da foliação regional, encaixados no Complexo Nova Venécia, podem ser correlatos da Suíte G3, e representariam produtos da fusão parcial deste complexo (Pedrosa-Soares et al., 2006). No estágio pós-colisional formaram-se as unidades estratigráficas mais novas do Orógeno Araçuaí, denominadas suítes G4 e G5, que são constituídas por plútons intrusivos, livres da foliação regional (Fig. 9 , 10 e 11). A Suíte G4, do tipo S, é composta pelos granitos a duas micas e granitos pegmatóides que compõem intrusões alojadas, principalmente, nas formações Ribeirão da Folha e Salinas. As idades disponíveis indicam o intervalo de 530- 500 Ma para a granitogênese G4 (Pedrosa-Soares et al., 1987, 2001; Grossi- Sad et al., 1997; Pedrosa-Soares & Wiedemann, 2000; Whittington et al., 2001; Silva et al., 2005). A Suíte G5 representa o plutonismo tipo I, cálcio-alcalino rico em potássio e ferro, do estágio pós-colisional do Orógeno Araçuaí. As intrusões G5 têm composição predominantemente granítica e charnockítica, com termos enderbíticos e mais básicos subordinados. Suas idades distribuem-se no intervalo 520-490 Ma (Pinto et al., 1997, 2001; Pedrosa-Soares & Wiedemann- Leonardos 2000, Pedrosa-Soares et al., 2001, 2005; Wiedemann et al., 2002; Campos et al., 2004; Martins et al., 2004; Mendes et al., 2005; Silva et al., 2005). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 26 CAPÍTULO 4. O GRUPO RIO DOCE Este capítulo apresenta uma revisão detalhada do conhecimento sobre o Grupo Rio Doce, incluindo trabalhos realizados pelo autor desta tese. A Tabela 1 sintetiza colunas estratigráficas que foram propostas para a região do médio vale do Rio Doce (Mapa Geológico, em anexo). As unidades estratigráficas da “Faixa do Rio Doce” foram caracterizadas por Barbosa et al. (1964) que as denominaram, do topo para a base, como Formação Córrego do Funil, Grupo Crenaque e formações Tumiritinga e São Tomé, e as consideraram de idade pré-cambriana (Tabela 1). A Formação Tabela 1. Colunas estratigráficas propostas para a região do médio vale do Rio Doce. As unidades são geralmente listadas do topo para a base (as restrições são referidas na coluna). Barbosa et al., 1964 Barbosa et al., 1966 Fontes et al., Fanton et al., Silva et al., 1978 1978 1978 Formação Córrego do Funil: Grupo Itanhomi: Complexo Grupo São Associação quartzitos, gnaisses e xistos gnaisses facoidais Gnáissico- Tomé: Migmatítico: Charnockíitica: Grupo Crenaque: Grupo Crenaque: Formação quartzito, micaxisto, Formação João Pinto Formações: Quartzitos Córrego do (quartzitos xistosos) e João Pinto, Funil: xistos granulito, gnaisses Formação Palmital do Sul Palmital do Sul e Biotita gnaisse charnockito, diorito, (gnaisse listrado e xistos Córrego do Funil laminado com Formação gnaissóides alternados com intercalações de Palmital: xistos gabro, piroxenito e camadas finas de quartzito) rochas anfibolito, em parte calcissilicáticas Formação Formação São Tomé: xistos Grupo Rio Doce: Tumiritinga: migmatizados gnaissóides e gnaisses Formações São Tomé Gnaisse rico em xistos e  e Figueira horizontes gnaisses Formação Tumiritinga: xistosos xistos e gnaisses, com Grupo Tumiritinga delgadas intercalações quartzíticas e calcíticas Silva et al., 1987 Vieira, 1993 Pedrosa-Soares Nalini-Júnior, Pinto et al., 1997, et al., 1994 1997 2001 Grupo Crenaque: quartzitos Complexo São Tomé: Grupo Rio Doce: Grupo Grupo Rio Doce: Micaxistos arranjo lateral das Crenaque: arranjo lateral das Grupo São Tomé: Gnaisse xistosos formações João quartzito formações formações São Tomé e Quartzitos Pinto, São Tomé e Concórdia do Tumiritinga Xistos ultramáficos Tumiritinga Grupo Rio Doce: Mucuri (gnaisse), xisto São Tomé São Tomé (xisto) e Tumiritinga (xisto e gnaisse) Vieira, 2001 e Féboli, 2001 Oliveira, 2001 Féboli & Paes, Tuller, 2001 Vieira et al., 2004, 2001 2006 Grupo Rio Doce: arranjo Grupo Rio Doce: Grupo Rio Doce Grupo Rio Doce Grupo Rio Doce: lateral das formações São arranjo lateral das formações João Tomé (xisto) e Tumiritinga formações São Tomé Domínio Galiléia: Domínio Pinto (quartzito), (gnaisse) (xisto) e João Pinto formações João Galiléia: Palmital do Sul (quartzito) Pinto, Palmital do Formação (micaxisto e Sul, São Tomé e Palmital do Sul gnaisse), São Tomé Tumiritinga (xisto e (metagrauvaca, paragnaisse) micaxisto, Domínio Pocrane: metadacito) e formações João Domínio Tumiritinga Pinto (quartzito) e Pocrane: (micaxisto, gnaisse Palmital do Sul formações João e rocha meta- (xisto e gnaisse) Pinto (quartzito) vulcanoclástica Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 27 Córrego do Funil, unidade superior, seria constituída por uma sucessão de quartzito, gnaisse e xisto, com anfibolito interestratificado com quartzito. O Grupo Crenaque foi dividido nas formações João Pinto, superior, e Palmital do Sul, basal. A Formação João Pinto incluiria espesso pacote de quartzitos que mostram, comumente, contatos gradacionais com a Formação Palmital do Sul que seria uma sucessão de xistos e gnaisses com intercalações quartzíticas e calcíticas. A Formação São Tomé englobaria xistos gnaissóides e "verdadeiros" gnaisses. A Formação Tumiritinga, unidade inferior da "Faixa do Rio Doce", incluiria micaxistos e gnaisses com intercalações quartzíticas e carbonáticas. A denominação "Grupo Rio Doce" foi usada por Barbosa et al. (1966) ao re-hierarquizarem as unidades do médio Rio Doce (Tabela 1). A unidade superior passou a ser o Grupo Itanhomi que seria composto por gnaisse granatífero e facoidal. O Grupo Crenaque passou a ser considerado como composto majoritariamente pelos quartzitos da Formação João Pinto, posicionada no topo, a qual passaria gradativamente para a Formação Palmital (uma sucessão de quartzito, xisto e gnaisse). A Formação Córrego do Funil é, tentativamente, inserida no Grupo Crenaque. O Grupo Rio Doce foi dividido nas formações São Tomé, constituída por quartzo-biotita xisto muscovítico e granatífero, e Figueira, composta por gnaisse bandado com finas camadas de quartzito e leitos de anfibolito. O Grupo Tumiritinga seria constituído por anfibólio xisto, anfibólio gnaisse calcítico e lentes quartzíticas e calcárias, o que corresponde à Formação Tumiritinga de Barbosa et al. (1964). Fontes et al. (1978) incluíram a Formação Tumiritinga e o Grupo Rio Doce no Complexo Gnáissico-Migmatítico, atribuído ao Proterozóico Inferior. A Formação São Tomé, de Barbosa et al. (1964), teve sua distribuição geográfica ampliada nos trabalhos de Fanton et al. (1978) que propuseram denominar esse conjunto como Grupo São Tomé, englobando a Formação Tumiritinga e os micaxistos das formações Córrego do Funil e Palmital. Na Carta Geológica do Brasil ao Milionésimo, Silva et al. (1978) incluíram todas as rochas das unidades anteriormente referidas no que denominaram de “Rochas da Associação Charnockítica”, que seria constituída de quartzito, micaxisto, granulito, charnockito, embrechito, gnaisses catazonal e mesozonal, diorito, gabro, piroxenito e anfibolito, em parte migmatizados. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 28 Silva et al. (1987) restringiram o Grupo Crenaque aos metassedimentos psamíticos das formações Palmital do Sul e Córrego do Funil, e re- hierarquizam a Formação São Tomé como grupo, subdividindo-o nas formações homônima e Tumiritinga. Os grupos São Tomé e Crenaque foram considerados como coberturas neoproterozóicas, metamorfizadas e deformadas no Ciclo Brasiliano. Vieira (1993) subdividiu o seu Complexo São Tomé, do topo para a base, em: i) quartzo-muscovita-clorita-turmalina-estaurolita-granada xisto, granada-muscovita-quartzo-xisto, estaurolita-granada-quartzo-biotita-muscovita xisto e quartzo-muscovita xisto, com intercalações de quartzito, granada-biotita gnaisse com turmalina e tremolita quartzito; ii) gnaisses xistosos; iii) quartzitos com bandas micáceas; e iv) clorita-tremolita-actinolita-talco xisto. Pedrosa-Soares et al. (1994) usaram o termo Rio Doce, para designar uma sucessão dominantemente psamo-pelítica, sem termos conglomeráticos e vulcânicos, de idade proterozóica, que se estende da região de Governador Valadares até as imediações de Teófilo Otoni. Nalini-Júnior (1997) reconheceu o Grupo Crenaque como um pacote de sericita quartzito e o Xisto São Tomé (a biotita, muscovita, estaurolita e granada) como parte do Grupo Rio Doce. Pedreira et al. (1997) interpretaram rochas metassedimentares da Formação São Tomé como turbiditos de uma sucessão caracterizada por arenitos maciços (Ta), arenitos com laminação planar (Tb), arenitos finos com ondulações cavalgantes (Tc), siltitos com laminação planar (Td) e pelitos (Te), depositados por correntes de turbidez de alta (Ta) a baixa densidade (Tb a Te). Vieira (2001) posicionou as formações São Tomé e Tumiritinga como lateralmente correlatas, no Grupo Rio Doce, para a região do extremo leste de Minas. Pinto et al. (2001) definiram a Formação Concórdia do Mucuri que, juntamente com as formações São Tomé e Tumiritinga, comporia a estratigrafia do Grupo Rio Doce na região a oeste de Teófilo Otoni. A Formação Concórdia do Mucuri é constituída por paragnaisse com intercalações de quartzito, rocha calcissilicática e raras intercalações de anfibolito, em contato por falha com a Formação São Tomé. Pedrosa-Soares et al. (2001) englobaram as rochas da Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 29 Formação Concórdia do Mucuri na Formação Ribeirão da Folha, em decorrência de sua continuidade espacial e similaridade litológica. Oliveira (2001) subdividiu o Grupo Rio Doce, na folha Conselheiro Pena escala 1:100.000, nas formações São Tomé, Tumiritinga e João Pinto, lateralmente correlatas. Feboli & Paes (2001) e Tuller (2001) subdividiram o Grupo Rio Doce, nas folhas Itanhomi e Ipanema escala 1:100.000, nos domínios Pocrane e Galiléia-Rio Doce. No Domínio Pocrane, o Grupo Rio Doce foi subdividido nas formações João Pinto e Palmital do Sul, lateralmente correlatas. A Formação João Pinto englobaria quartzito puro a sericítico e a Formação Palmital do Sul biotita xisto/gnaisse e quartzito, com corpos de anfibolito e de rocha calcissilicática. No Domínio Galiléia/Rio Doce, o Grupo Rio Doce foi subdividido nas formações João Pinto, Palmital do Sul, São Tomé e Tumiritinga, lateralmente correlatas. As duas primeiras unidades têm as mesmas composições referidas para o Domínio Pocrane. A Formação São Tomé é constituída por quartzo-mica xisto que, localmente, contém granada e turmalina, e encaixa abundantes veios pegmatíticos produtores de gema. A Formação Tumiritinga, composta por gnaisse e micaxisto, com lentes de rocha calcissilicática, também encaixa muitos veios pegmatíticos. Tuller (2001) incluiu rochas meta-ultramáficas na Formação Palmital do Sul. Vieira et al. (2004, 2006), em publicações decorrentes dos trabalhos desta tese, subdividiram o Grupo Rio Doce, do topo a base, nas formações João Pinto (quartzito), Palmital do Sul (micaxisto e gnaisse), São Tomé (metagrauvaca, micaxisto e metadacito) e Tumiritinga (micaxisto, gnaisse e rocha vulcanoclástica), anunciando a descoberta de rochas vulcânicas neste grupo. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 30 CAPÍTULO 5. GRANITOGÊNESE NA REGIÃO DO GRUPO RIO DOCE Este capítulo apresenta uma revisão do conhecimento sobre o magmatismo granítico na região de ocorrência do Grupo Rio Doce, incluindo trabalhos do autor, na perspectiva de sustentar interpretações decorrentes dos perfis de campo e das análises realizadas nesta tese. Para esta finalidade são particularmente importantes os corpos das suítes G1 e G2 que ocorrem no polígono de vértices em Governador Valadares, Teófilo Otoni, Nanuque, Colatina e Mutum (Mapa Geológico, em anexo). A Tabela 2 apresenta uma síntese da nomenclatura e cronologia relativa de granitóides, na região de ocorrência do Grupo Rio Doce. Tabela 2. Nomenclatura de granitóides da região do Grupo Rio Doce (do mais novo ao mais velho). Barbosa et al., 1964 Silva & Ferrari, 1976 Fontes et al., 1978 Silva et al., 1978 Moura et al., 1978 Granito Urucum Granitos Intrusivos Complexo Granitóide Granitos Intrusivos Sem designação (da Associação Barbacena - Granodiorito Palmital Paraíba do Sul) do (Cartografaram rochas Proterozóico Indiferenciado granitóides, tais como Tonalito Galiléia o Tonalito Galiléia e o Granito Urucum, sem (todos do Proterozóico designá-las Superior) formalmente.) Silva et al., 1987 Vieira, 1993 Pinto et al., 1997, 2001 (são referidos apenas os granitóides da região desta tese) Suíte Urucum A granitogênese • Pós-tectônicos: Granito Laranjeiras Galiléia foi Suíte Galiléia subdividida em: • Pós- a tardi-tectônicos: - Tipo I: Suíte Intrusiva Aimorés (Granitos Caladão 1 e 2, do Rapa e Ibituruna; e (ambas do Proterozóico Suíte Intrusiva Alto Charnockito Padre Paraíso) Superior) Capim - Tipo S: Granodiorito Palmital e Granito Urucum Suíte Intrusiva • Sin- a tardi-tectônicos : Galiléia - Tipo S: Granodiorito Pedra Boneca, Leucogranito Carlos Chagas, Granito Ataléia - Tipo I: Suíte Intrusiva Galiléia (Tonalito Galiléia e Tonalito São Vitor), Granodiorito Boa Vista, Tonalito Floresta • Pré- a sin-tectônicos: Granito Derribadinha A designação Granito Urucum foi utilizada por Barbosa et al. (1964) para nomear os granitos a duas micas, de granulação grossa, porfiríticos e gnaissóides, aflorantes na região do médio Rio Doce, destacando-se aqueles da Serra do Urucum (Fig. 12). Estes autores individualizaram outro granito porfirítico gnaissóide, mais fino, granatífero, que ocorre na margem esquerda do Rio Doce, a leste de Galiléia, que denominaram Granodiorito Palmital. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 31 Silva & Ferrari (1976) referiram-se a estes plutonitos apenas como “granitos intrusivos” do Pré-Cambriano. Fontes et al. (1978) incluíram o Granito Urucum e o Granodiorito Palmital no Complexo Granitóide, da Associação Barbacena-Paraíba do Sul. Vieira (1997) cartografou o Granito Urucum no extremo sul da Folha Itabirinha de Mantena (SE.24-Y-A-V) , onde ele se encontra circundado por xistos da Formação São Tomé. Trata-se de um granito foliado (por isto, foi adjetivado de "gnaissóide" por Barbosa et al., 1964), cujo protolito caracteriza- se como granito claro, porfirítico, com matriz média a grossa constituída por biotita, granada, quartzo e feldspato, que envolve fenocristais de feldspato. A foliação regional implantou-se paralelamente ao fluxo magmático. Em termos modais é um sienogranito porfirítico, com fenocristais de microclina. Suíte Urucum Fácies com turmalina Galiléia Suíte Galiléia Tonalito Itatiaia Tonalitos, granodioritos, granitos Conselheiro Pena Figura 12. Mapa de Barbosa et al. (1964; modificado, com novos dados, por Nalini-Júnior et al., 2000), mostrando as suítes Urucum e Galiléia. Nalini-Júnior (1977) e Nalini-Júnior et al. (2000a,b) apresentaram estudos detalhados sobre plútons da Suíte Urucum que, na área-tipo, são intrusivos na Formação São Tomé e na Suíte Galiléia (Fig. 12). A Suíte Urucum Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 32 engloba granitos a duas micas, com granada e turmalina, com marcante assinatura peraluminosa. Além disso, a presença da foliação regional e as idades U-Pb para a cristalização de zircão (582 +/- 2 Ma) e monazita (576-573 +/- 4 Ma) evidenciam a natureza sincolisional dos granitos Urucum (Fig. 13). A assinatura peraluminosa, razões Sr87/Sr86 de 0,7114 a 0,7165 e εNdT entre -7,4 e -8.2 indicam que os granitos Urucum originaram-se por fusão parcial de antigas rochas intermediárias a félsicas. As idades-modelo Sm-Nd (2,3 a 1,8 Ga) e a herança isotópica U-Pb (2 Ga) indicam que a fonte do magma Urucum foi o embasamento transamazônico (Nalini-Júnior, 1997; Nalini-Júnior et al., 2000). Estes autores consideram o Granodiorito Palmital, granatífero, como uma fácies da Suíte Urucum. Barbosa et al. (1964) introduziram a designação Tonalito Galiléia para se referir às extensas exposições dominadas por tonalito e granodiorito, gnaissóides, ricos em autólitos biotíticos, do médio Rio Doce (Fig. 12). Silva et al. (1987) modificaram o nome para Suíte Intrusiva Galiléia que passou a designar granitóides intrusivos, sin- a tardi-tectônicos em relação ao Ciclo Brasiliano, que foram interpretados como originados a partir da anatexia de rochas dos complexos Pocrane e Juiz de Fora. Vieira (1993) subdividiu as rochas chamadas como Tonalito Galiléia em Suite Intrusiva Galiléia e Suite Intrusiva Alto Capim, incluídas no conjunto de "Intrusivas Ácidas Sin- a Tardi-Transcorrentes" do Proterozóico. Na Suíte Intrusiva Galiléia, este autor incluiu os tonalitos, granodioritos e trondhjemitos, com autólitos de microdioritos orientados segundo a foliação. Foliações de baixo ângulo também estariam impressas nesses granitóides. A Suíte Intrusiva Alto Capim incluiria granitos e granodioritos que sofreram gnaissificação; granitos e granodioritos leuco a mesocráticos, com fenocristais de feldspato e xenólitos de rocha gnáissica; migmatitos e granitos de anatexia, com restos de gnaisse e rochas calcissilicáticas deformadas, associados a ortognaisse granítico, de estrutura ocelar, constituídos por abundantes megacristais de feldspato lenticulares. Estudos detalhados, com sólido apoio analítico, sobre a Suíte Galiléia na área-tipo apareceram em Nalini-Júnior (1997; ver também Nalini-Júnior et al., 1995, 1996, 1997, 1998, 2000, 2004), conforme se resume adiante. A Suíte Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 33 Peraluminoso Sincolisional Figura 13. Diagramas litoquímicos mostrando as marcantes diferenças entre as suítes Urucum (tipo S) e Galiléia (tipo I), em suas áreas-tipo (ver Fig. 12). A Suíte Urucum é peraluminosa e sincolisional, enquanto a Suíte Galiléia tem assinatura de arco vulcânico (VAG) originado em estágio pré-colisional (diagramas retirados de Nalini et al., 2000, 2004). Galiléia, na área-tipo, corresponde a um batólito granítico que apresenta a foliação regional no estado sólido, sobreposta à orientação de fluxo ígneo (Fig. 12). Este batólito é constituído essencialmente por tonalito e granodiorito, com granito subordinado, sendo muito comuns os enclaves (autólitos) microgranulares quartzo monzodioríticos a dioríticos, estirados ao longo da foliação regional. Xenólitos xistosos, ricos em granada, ocorrem com freqüência próximo aos contatos com o Grupo Rio Doce. Os atributos geoquímicos das rochas Galiléia evidenciam uma suíte cálcio-alcalina de médio potássio, meta-aluminosa a marginalmente peraluminosa, com índice de saturação em alumina entre 0,85 e 1,07. Os teores em SiO2 (para tonalito, granodiorito e granito) variam entre 58,1 a 72,1%, com valores de K2O entre 1,1 e 4,4% e razões Na2O/K2O entre 0,6 e 2,8. Diagramas litoquímicos mostram que a Suíte Galiléia tem assinatura de arco vulcânico originado em estágio pré-colisional (Fig. 13). Dados geotermobarométricos indicam pressão Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 34 de 10 kbar (30-35 km) e 850 a 700 °C para a cristalização da Suíte Galiléia que se deu, conforme datação U-Pb em zircão, em 594 +/- 6 Ma. As feições de mistura mecânica de magmas e de processos de re-equilíbrio químico entre granitóides e autólitos, os atributos litoquímicos, bem como a presença de duas populações de zircão (uma de ca. 594 Ma e outra de ca. 2,1 Ga), mostram o caráter híbrido desta suíte. Isto sugere ambiente de arco magmático edificado em margem continental ativa, onde magmas mantélicos induzem a fusão de partes profundas da crosta continental, originando magmas cálcio-alcalinos híbridos e ricos em autólitos que denunciam a mistura de magmas. A primeira sistematização regional dos granitóides do leste e nordeste de Minas Gerais, em termos de tipos I e S, bem como da relação com a deformação regional, foi apresentada por Pinto et al. (1997, 2001), como se resume na Tabela 2. Esta sistematização, que resultou de mapeamento e estudos petrográficos (Projeto Leste, escala 1:100.000; CPRM-CODEMIG), incentivou a realização dos trabalhos de cunho geoquímico e geocronológico. Aracema et al. (1999) estenderam os estudos geoquímicos para os granitóides da região de Teófilo Otoni, ao passo que Martins (2000, in Martins et al., 2004), Noce et al. (2000) e Whittington et al. (2001) realizaram estudos isotópicos e geocronológicos. Os granitóides tipo I, foliados, da região de Teófilo Otoni compreendem tonalitos e granodioritos deformados, com autólitos máficos estirados, cuja assinatura litoquímica e isotópica é similar às rochas da Suíte Galiléia estudadas por Nalini (1997). mas a idade U-Pb em zircão é menor (ca. 585 Ma; Whittington et al., 2001). Esta mesma amostra forneceu idade U-Pb em monazita (ca. 575 Ma; Whittington et al., 2001) similar à idade Pb-Pb obtida por evaporação de zircão determinada por Noce et al. (2000) para o mesmo corpo, aflorante em pedreiras da cidade de Teófilo Otoni. Noce et al. (2000), entretanto, obtiveram a idade de 595 +/- 3 Ma para outro tonalito foliado (Brasilândia); um valor praticamente coincidente com a idade do Tonalito Galiléia (594 +/- 6 Ma). Pedrosa-Soares & Wiedemann-Leonardos (2000) e Pedrosa-Soares et al. (2001) apresentaram a primeira síntese, com concepção geotectônica, para os episódios de granitogênese do Orógeno Araçuaí, além da sistematização em suítes com significado regional (G1 a G5, ver Capítulo 3). O Mapa Geológico (em anexo) discrimina, com nomes locais, as rochas pertencentes Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 35 às suítes G1, G2 e G5, aflorantes na região desta tese. Silva et al. (2002) apresentam os dados da primeira campanha regional de datações U-Pb SHRIMP realizada sobre granitóides do Orógeno Araçuaí, cujos resultados que interessam a esta tese estão abaixo resumidos: - O cordierita-granada-biotita granito foliado de Nanuque, um típico exemplo do magmatismo tipo S da Suíte G2, tem idade de cristalização magmática em 573 ± 5 Ma. - Um milonito-gnaisse tonalítico dos arredores de Governador Valadares forneceu a idade de 565 ± 31 Ma (GV-1) e o milonito-gnaisse granodiorítico do mesmo afloramento (Governador Valadares II) a idade de 561 ± 7 Ma. Estas unidades haviam sido cartografadas como parte do Complexo Mantiqueira (Pinto et al., 2001). - O ortognaisse charnockítico de Manhuaçu tem idade de cristalização magmática em 584 ± 6 Ma. Pedrosa-Soares et al. (2006) referem que a idade U-Pb SHRIMP para a cristalização magmática do Leucogranito Carlos Chagas é ca. 576 Ma, similar à idade do Granito Nanuque, ambos pertencentes à Suíte G2. Em síntese, na região da presente tese, as unidades Derribadinha, Galiléia, São Vitor, Mascarenhas e Topázio são os principais representantes da Suíte G1. As unidades Urucum, Palmital, Floresta, Ataléia, Nanuque, Carlos Chagas e Montanha representam a Suíte G2 (Mapa Geológico, em anexo). Os corpos intrusivos da Suíte G5 também estão discriminados neste mapa. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 36 CAPÍTULO 6. PETROGRAFIA Os estudos petrográficos têm por finalidade embasar a descrição dos perfis geológicos, apresentados no Capítulo 7, com informações sobre composição mineralógica, associações metamórficas e interpretação de protólitos das rochas que constituem as formações do Grupo Rio Doce e do Complexo Nova Venécia (Fig. 14 e 15; Tabelas 3, 4, 5, 6 e 7). Além da descrição das amostras coletadas para esta tese, o autor reviu todas as amostras e lâminas de rochas do Grupo Rio Doce disponíveis no acervo da CPRM-BH (Fig. 16). A nomenclatura utilizada lista os minerais metamórficos na ordem crescente de abundância em termos de percentagens modais (e.g., plagioclásio-quartzo-mica xisto tem biotita+muscovita > quartzo > plagioclásio). Como as rochas metassedimentares abordadas não apresentam texturas primárias, a interpretação de protólitos se faz com base na proporção entre minerais metamórficos que sugerem fração arenosa e síltica (e.g., quartzo e plagioclásio), e fração argilosa (e.g., micas, granada, estaurolita e sillimanita). O termo arenito foi utilizado no sentido de enfatizar a classe granulométrica do protólito. O adjetivo grauvaquiano é aplicado para sugerir conteúdo significativo de componentes imaturos (e.g., detritos líticos, micas e plagioclásio) em pelitos e arenitos. As descrições a seguir enfatizam xistos e quartzitos (s.l.), que são as rochas predominantes no Grupo Rio Doce. O terceiro litotipo em abundância no Grupo Rio Doce é a rocha calcissilicática que, independentemente da unidade estratigráfica a que pertence, apresenta composição mineralógica que inclui, além de quartzo e plagioclásio, proporções diversas de anfibólio, diopsídio, granada, epidoto, hiperstênio, feldspato potássico, biotita, titanita, turmalina, apatita, alanita e/ou opacos. Os protólitos são interpretados como pelitos carbonáticos (Pereira & Zucchetti, 2001; Pinto et al., 2001). O Grupo Rio Doce também engloba raras intercalações delgadas de mármore e anfibolito. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 37 Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 38 A Formação João Pinto é a unidade superior do Grupo Rio Doce. Esta formação é constituída de quartzito puro, micáceo e/ou feldspático, com raras intercalações de mica-quartzo xisto e rocha calcissilicática (Tabela 3). Os protólitos destes quartzitos são interpretados como quartzo arenito com pequenas frações de argila e/ou feldspato, e arenito argiloso. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 39 A Formação São Tomé consiste essencialmente de xistos com proporções muito variadas de quartzo, micas e plagioclásio, sem indícios de Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 40 fusão parcial (Tabela 4). Ocorrem esparsas intercalações delgadas de rocha calci-silicática e mármore. Os xistos são constituídos de quartzo (30-60%), plagioclásio (5-30%), biotita (15-30%), muscovita (0-25%), granada (0-10%), estaurolita (0-15%) e sillimanita (0-5%), além de traços de feldspato potássico, turmalina, cordierita, apatita, zircão, titanita e opacos. A paragênese sincinemática à foliação regional (Sn) dos xistos ricos em mica inclui granada, estaurolita e sillimanita fibrosa, caracterizando fácies anfibolito baixo a médio. A turmalina, que pode ser localmente abundante, parece ser sempre um produto do metassomatismo de contato causado por intrusões graníticas e pegmatíticas. Muscovitização de biotita e de sillimanita também são observadas próximo a contatos intrusivos. Metamorfismo de contato é responsável por geração de estaurolita e sillimanita que constituem porfiroblastos caoticamente distribuídos, e talvez da rara cordierita. Os processos de alteração retrometamórfica, quase sempre incipientes, são cloritização de biotita, saussuritização e sericitização de plagioclásio. Os principais protólitos da Formação São Tomé seriam pelitos e arenitos grauvaquianos, e arenitos arcoseanos argilosos ou arenitos lítico-feldspáticos. A grande freqüência de quantidades muito significativas de plagioclásio indica área-fonte rica em rochas do campo composicional granodiorito-tonalito-diorito. A Formação Palmital do Sul é composta de xistos a gnaisses, com delgadas intercalações de quartzito micáceo e/ou arcoseano, e rocha calcissilicática. Os xistos/gnaisses são constituídos de quartzo (20-60%), plagioclásio (0-40%), biotita (10-60%), muscovita (0-35%), microclina (0-25%), granada (0-25%), sillimanita (0-25%) e estaurolita (0-10%). A paragênese sincinemática à foliação regional (Sn) geralmente inclui granada, estaurolita e sillimanita fibrosa, caracterizando predomínio fácies anfibolito baixo a médio. O protólito predominante é interpretado como pelito grauvaquiano (Tabela 5). A abundância de plagioclásio nos xistos Palmital do Sul também sugere fontes ricas em rochas de composição granodiorito-tonalito-diorito. A primeira rocha vulcânica descoberta no Grupo Rio Doce está intercalada em xisto bandado da Formação Palmital do Sul, a sudoeste da localidade de Tabaúna (afloramento TV-126, Fig. 15 e 16), onde ocorre rocha metavulcânica bandada, bem preservada do metamorfismo e deformação regionais (Fig. 17). Os bandamentos da rocha metavulcânica e do xisto Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 41 Palmital do Sul são paralelos (Fig. 17A). O xisto Palmital do Sul apresenta pequenas irregularidades (degraus) no contato com a metavulcânica, sugerindo pavimento erosivo anterior ao vulcanismo (Fig. 17C). Não se observam indícios de efeitos térmicos neste contato (e.g., chilled margin na rocha metavulcânica). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 42 A rocha metavulcânica tem textura clástica, caracterizada pela presença de componentes fragmentários maiores imersos em matriz quartzo-feldspato- micácea de granulação fanerítica muito fina a afanítica, incipientemente foliada (Fig. 17B,C; Fig, 18). Estes componentes maiores são cristais de plagioclásio e agregados policristalinos, em formas as mais diversas (retangulares, triangulares, ovóides, lobadas), com arestas vivas (quebradas) a curvilíneas. O bandamento da rocha metavulcânica indica acamamento dado pela variação na quantidade de componentes maiores em relação à matriz. Os fenocristais e agregados policristalinos apresentam bordas claras, mesmo nas arestas resultantes de quebramento, que denunciam interação térmica com a matriz ou resfriamento rápido durante o transporte. No afloramento (um lajedo de curso d'água) ocorre somente um fragmento maior (~ 10 cm), cinza escuro, com seção em forma de losango (Fig. 17D,E). Este fragmento apresenta granulação crescente e índice de cor decrescente das bordas para o centro, sugerindo resfriamento centrípeto de massa magmática. Entre dois lados deste fragmento e a rocha metavulcânica ocorre uma franja clara, rica em minerais félsicos de granulação fina em relação à rocha metavulcânica (Fig. 17E). O fragmento é interpretado como uma bomba vulcânica (i.e., massa de magma com tamanho maior que 6,5 cm, ejetado pelo aparelho vulcânico), que permaneceu no seu local de queda. A franja clara seria o resultado da interação térmica ocorrida nas arestas de repouso da bomba (i.e., um indicador de topo e base, e da ausência de transporte pós-queda). Os fenocristais de plagioclásio da rocha metavulcânica têm bordas denteadas e estão geminados segundo as leis da Albita e Carlsbad (Fig. 18A). A biotita ocorre em palhetas bem desenvolvidas e mostra a cor vermelha característica de biotita titanífera de alta temperatura. Os agregados policristalinos são constituídos essencialmente de quartzo intercrescido com feldspato potássico e também podem apresentar bordas denteadas (Fig. 18B,C). Zircão, titanita, allanita e opacos são acessórios. Mica branca, epidoto e clorita são minerais de alteração do plagioclásio e da biotita. A rocha metavulcânica da Formação Palmital tem composição média de quartzo (40%), plagioclásio (35%), biotita (10%) e feldspato potássico (5%). Estes valores a classificam no diagrama QAP como dacito com proporções Q50A6,3P43,7 (correspondente ao limite dos campos do tonalito e granodiorito). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 43 Entretanto, as feições texturais descritas anteriormente evidenciam que se trata de rocha piroclástica, ou seja, um tufo dacítico, no qual predomina a fração cinza (< 2 cm) sobre a fração lapilli (2 a 6,5 cm). A presença de bomba vulcânica sem nenhuma evidência de transporte pós-queda e a quantidade significativa de fração lapilli (cerca de 20-30%) sugerem deposição relativamente próxima do local de ejeção do edifício vulcânico. Tabela 3. Petrografia de rochas da Formação João Pinto: qz, quartzo; pl, plagioclásio; K-f, feldspato potássico; bt, biotita; gr, granada; mu, muscovita. Amostra Rocha qz pl K-f bt mu Protólito MJ-199A Muscovita-estaurolita-feldspato-mica-quartzo xisto X X X X X arenito grauvaquiano MJ-199B Quartzito impuro X X quartzo arenito MJ-199C Quartzito impuro X X X X X quartzo arenito MJ-356 Quartzito impuro X X X quartzo arenito TV-113 Quartzito impuro X X X quartzo arenito Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 44 Tabela 4 (parte 1). Petrografia de rochas da Formação São Tomé: qz, quartzo; pl, plagioclásio; K-f, feldspato potássico; bt, biotita; mu, muscovita; gr, granada; st, estaurolita, sl, sillimanita. Amostra Rocha qz pl K-f bt mu gr st sl Protólito VS-19 Sillimanita-granada-plagioclásio-quartzo-mica X X X X X X pelito xisto grauvaquiano VS-21 Sillimanita-granada-quartzo-mica xisto X X X X pelito VS-74 Sillimanita-granada-quartzo-mica xisto X X X X X pelito VS-204 Mica-plagioclásio-quartzo xisto X X X X arenito grauvaquiano VS-268 Microclina-sillimanita-plagioclásio-quartzo-mica X X X X X X pelito xisto grauvaquiano VS-24 Microclina-sillimanita-plagioclásio-quartzo-mica X X X X X X pelito xisto grauvaquiano VS-272 Plagioclásio-quartzo-mica xisto com turmalina X X X X pelito grauvaquiano VS-375 Microclina-granada-plagioclásio-quartzo-mica X X X X X pelito xisto grauvaquiano PC-13 Granada-biotita-plagioclásio-quartzo xisto X X X X arenito grauvaquiano PC-64 Sillimanita-mica-plagioclásio-quartzo xisto X X X X X arenito grauvaquiano PC-69 Granada-plagioclásio-quartzo-mica xisto X X X X X pelito grauvaquiano RH-157 Microclina-sillimanita-granada-plagioclásio- X X X X X X pelito quartzo-biotita xisto grauvaquiano FG-08 Estaurolita-plagioclásio-quartzo-mica xisto X X X X X pelito grauvaquiano WL-60 Microclina-plagioclásio-quartzo-mica xisto X X X X X pelito grauvaquiano WL-61 Sillimanita-plagioclásio-quartzo-mica xisto X X X X X pelito grauvaquiano WL-31 Sillimanita-plagioclásio-quartzo-mica xisto X X X X X pelito grauvaquiano VS-208 Estaurolita-granada-plagioclásio-quartzo-mica X X X X X X pelito xisto grauvaquiano MJ-36 Microclina-quartzo-mica xisto com turmalina X X X X pelito MJ-104 Plagioclásio-quartzo-mica xisto X X X X pelito grauvaquiano MJ-04 Plagioclásio-quartzo-mica xisto com turmalina X X X X pelito grauvaquiano MJ-93 Granada-estaurolita-quartzo-mica xisto X X X X X pelito VS-234 Sillimanita-granada-quartzo-mica xisto X X X X X X pelito com turmalina grauvaquiano WL-192 Sillimanita-quartzo-mica xisto com cordierita X X X X pelito grauvaquiano TV-01A Sillimanita-granada-quartzo-mica xisto X X X X X pelito VS-20A Microclina-granada-plagioclásio-quartzo-biotita X X X X X pelito xisto grauvaquiano TV-32A Sillimanita-granada-mica-quartzo xisto X X X X X arenito argiloso VS-243 Microclina-silimanita-granada-plagioclásio- X X X X X X X pelito quartzo-mica xisto com cordierita grauvaquiano TV-61 Estaurolita-granada-plagioclásio-quartzo-mica X X X X X X pelito xisto com turmalina grauvaquiano MJ-36B Microclina-biotita-quartzo xisto com turmalina X X X X arenito argiloso TV-31 Granada-plagioclásio-quartzo-mica xisto X X X X pelito com turmalina grauvaquiano TV-126A Microclina-granada-plagioclásio-quartzo-biotita X X X X X pelito xisto grauvaquiano TV-84 Granada-biotita-plagioclásio-quartzo xisto/gnaisse X X X X arenito grauvaquiano TV-85 Granada-biotita-plagioclásio-quartzo xisto X X X X arenito grauvaquiano TV-96 Granada-sillimanita-plagioclásio-quartzo-mica X X X X X X pelito xisto com cordierita grauvaquiano TV-99 Sillimanita-granada-plagioclásio-quartzo-biotita X X X X X pelito xisto grauvaquiano Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 45 Tabela 4 (parte 2). Petrografia de rochas da Formação São Tomé: qz, quartzo; pl, plagioclásio; K-f, feldspato potássico; bt, biotita; gr, granada; mu, muscovita; gr, granada; st, estaurolita; sl, sillimanita. Amostra Rocha qz pl K-f bt mu gr st sl Protólito TV-05A Microclina-mica-plagioclásio-quartzo xisto X X X X X arenito grauvaquiano TV-05B Microclina-mica-plagioclásio-quartzo xisto X X X X X arenito grauvaquiano TV-31A Granada-biotita-plagioclásio-quartzo xisto X X X X arenito grauvaquiano TV-31B Mica-plagioclásio-quartzo xisto X X X X arenito grauvaquiano TV-31C Granada-biotita-plagioclásio-quartzo xisto X X X X arenito grauvaquiano TV-32B Granada-sillimanita-estaurolita-quartzo-mica X X X X X X pelito xisto TV-32C Biotita-plagioclásio-quartzo xisto X X X arenito grauvaquiano TV-32D Plagioclásio-quartzo xisto com pouca mica X X X X arenito arcoseano TV-32E Plagioclásio-quartzo xisto com pouca mica X X X arenito arcoseano TV-32F Plagioclásio-quartzo xisto com pouca mica X X X X arenito arcoseano TV-32H Granada-mica-plagioclásio-quartzo xisto X X X X X arenito grauvaquiano Tabela 5. Petrografia de rochas da Formação Palmital do Sul. qz, quartzo; pl, plagioclásio; K-f, feldspato potássico; bt, biotita; mu, muscovita; gr, granada; st, estaurolita; sl, sillimanita Amostra Rocha qz pl K-f bt mu gr st sl Protólito MP-757A Granada-microclina-plagioclásio-quartzo-mica X X X X X X pelito xisto grauvaquiano MP-757B Estaurolita-sillimanita-quartzo-muscovita xisto X X X X pelito MP-813 Granada-plagioclásio-quartzo-biotita xisto X X X X pelito grauvaquiano MP-958 Sillimanita-granada-plagioclásio-quartzo-mica X X X X X pelito xisto grauvaquiano MP-756A Estaurolita-microclina-plagioclásio-quartzo-mica X X X X X X pelito xisto grauvaquiano MP-745B Microclina-plagioclásio-biotita gnaisse X X X X pelito grauvaquiano MP-997B Sillimanita-granada-plagioclásio gnaisse X X X X pelito grauvaquiano MP-755 Plagioclásio-quartzo-mica xisto X X X X pelito grauvaquiano MP-777 Plagioclásio-quartzo-biotita xisto X X X pelito grauvaquiano TV-126 Metavulcânica bandada X X X X X tufo dacítico Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 46 A Formação Tumiritinga consiste de xistos, às vezes com aspecto gnáissico, com intercalações de rochas calci-silicáticas (Tabela 6). Os xistos e gnaisses são constituídos de quartzo (20-40%), plagioclásio (10-35%), biotita (15-30%), granada (0-10%), sillimanita (0-10%), feldspato potássico (0-10%), muscovita (0-10%) e traços de estaurolita, cordierita, apatita, titanita e zircão. Tabela 6. Petrografia de rochas da Formação Tumiritinga: qz, quartzo; pl, plagioclásio; K-f, feldspato potássico; bt, biotita; gr, granada; mu, muscovita; gr, granada; st, estaurolita; sl, sillimanita. Amostra Rocha qz pl K-f bt mu gr sl Protólito TV-08 Sillimanita-granada-plagioclásio-quartzo-biotita xisto X X X X X X pelito grauvaquiano TV-21A Feldspato potássico-biotita-quartzo-plagioclásio xisto X X X X X pelito vulcanoclástico TV-24 Granada-feldspato-quartzo-mica xisto milonítico X X X X X X pelito grauvaquiano TV-156F Feldspato potássico-biotita-quartzo-plagioclásio xisto X X X X X X pelito vulcanoclástico WL-214 Sillimanita-feldspato-quartzo-mica xisto X X X X X X pelito com turmalina grauvaquiano WL-94 Granada-plagioclásio-quartzo-biotita xisto milonítico X X X X pelito grauvaquiano WL-360 Feldspato potássico-plagioclásio-biotita gnaisse X X X X pelito grauvaquiano TV-26A Sillimanita-granada-plagioclásio-quartzo-biotita xisto X X X X X pelito grauvaquiano TV-26B Granada-plagioclásio-quartzo-biotita xisto X X X X pelito grauvaquiano WL-275 Feldspato potássico-plagioclásio-biotita gnaisse X X X X pelito grauvaquiano WL-26 Feldspato-quartzo-mica xisto X X X X X pelito grauvaquiano WL-09 Sillimanita-feldspato-quartzo-mica xisto X X X X X X pelito grauvaquiano WL-352 Feldspato-quartzo-mica xisto X X X X X pelito grauvaquiano O plagioclásio das amostras TV-08 e TV-24 é oligoclásio intermediário (em média Ab78An22) e a granada é almandina (em média Alm73Gro3Py14Sp10), conforme revelam análises de microssonda eletrônica (Castañeda et al., 2007). A paragênese sincinemática à foliação regional dos xistos ricos em biotita geralmente inclui granada e/ou sillimanita, sendo muito rara e escassa a estaurolita. Indícios de fusão parcial ocorrem localmente, na forma de vênulas quartzo-fedspáticas, mas são incipientes. Determinação quantitativa das condições de pressão e temperatura foi realizada, a partir de análises de microssonda eletrônica, com o uso do programa Thermocalc, sobre as amostras TV-24 (T = 468 ± 50 ºC; P = 4,96 ± 1 kb) e TV-8 (T = 638 ± 76 ºC; P = 4,56 ± 1 kb), indicando metamorfismo variável desde a transição de fácies xisto verde/anfibolito à fácies anfibolito alto (Castañeda et al., 2007). Os protólitos da Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 47 maioria dos xistos e gnaisses são interpretados como pelitos grauvaquianos, com significativa contribuição de plagioclásio, sugerindo área-fonte rica em rochas de composição granodiorito-tonalito-diorito. Em trabalhos da tese descobriu-se rocha metavulcanoclástica bandada, representada por feldspato potássico-biotita-quartzo-plagioclásio xisto (Tabela 6), em afloramentos da Formação Tumiritinga (TV-21 e TV-156, Fig. 15 e 16). O bandamento reflete variações na proporção de feldspato e quartzo, em relação à biotita. Esta rocha é constituída, essencialmente, de plagioclásio (30- 50%), quartzo (25-30%), biotita (5-20%) e feldspato potássico (5-10%). Os extremos dos conteúdos de minerais félsicos plotam no campo dos dacitos. Granada, muscovita, zircão, titanita e opacos são minerais acessórios escassos. Os cristais maiores de plagioclásio são zonados e/ou maclados, e podem se apresentar denteados e/ou quebrados (Fig. 19). Determinação qualitativa da composição do plagioclásio sugere oligoclásio sódico. Ocorrem também agregados de quartzo e feldspato, similares aos da rocha metavulcânica da Formação Palmital do Sul (Fig. 18), que se sobressaem na matriz foliada. A foliação é materializada por biotita, finos cristais estirados de quartzo e fitas de quartzo subgranulado. A granada é muito escassa e se apresenta em poiquiloblastos. Sericitização e saussuritização são processos de alteração muito incipientes. O protólito desta rocha é interpretado como pelito vulcanoclástico, originado a partir da Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 48 deposição de cinzas (< 2 mm), de composição dacítica, com provável contribuição de sedimentos de outras fontes. A rocha metavulcanoclástica Tumiritinga representa deposição distal, em relação à rocha metapiroclástica da Formação Palmital do Sul. O Complexo Nova Venécia consiste de paragnaisses com intercalações de rocha calci-silicática (Fig. 14 e 15; Tabela 7). Em mapas anteriores (e.g., Vieira, 1997), parte da área de exposição deste complexo foi considerada como pertencente à Formação Tumiritinga. Os paragnaisses têm composição kinzigítica, i.e., são constituídos de quartzo (30-40%), oligoclásio (20-30%), feldspato potássico (5-15%), biotita (15-30%), granada (0-10%), sillimanita (0- 10%) e cordierita (0-10%), tendo grafita, apatita, monazita, sulfeto, titanita e zircão como minerais acessórios. A foliação regional, localmente milonítica, é materializada principalmente pela biotita, sillimanita fibrosa e cristais estirados de quartzo, cordierita, plagioclásio e granada. Veios graníticos e pegmatíticos, discordantes e concordantes com a foliação regional, registram mais de um episódio de fusão parcial. O metamorfismo regional situa-se na transição de fácies anfibolito-granulito. Os dados geotermobarométricos, obtidos com uso do programa Thermocalc, para a amostra TV-40 indicam condições de metamorfismo de 725 ± 35 ºC a 4,43 ± 0.46 kb, similares àquelas da área-tipo do Complexo Nova Venécia, nos arredores da cidade homônima situada na região norte do Espírito Santo (Castañeda et al., 2007). O protólito dos paragnaisses seriam pelitos grauvaquianos, provindos de fontes ricas em rochas do campo composicional granodiorito-tonalito. Tabela 7. Petrografia de rochas do Complexo Nova Venécia: qz, quartzo; pl, plagioclásio; K-f, feldspato potássico; bt, biotita; gr, granada; sl, sillimanita; cd, cordierita. Amostra Rocha qz pl K-f bt gr sl cd Protólito TV-02 Sillimanita-cordierita-granada-plagioclásio-biotita gnaisse X X X X X X pelito grauvaquiano VS-05C Feldspato potássico-plagioclásio-biotita gnaisse X X X X pelito grauvaquiano VS-12 Sillimanita-granada-biotita gnaisse milonítico X X X X X X pelito grauvaquiano TV-36 Sillimanita-cordierita-granada-biotita gnaisse X X X X X X X pelito grauvaquiano TV-40 Sillimanita-cordierita-granada-plagioclásio-biotita gnaisse X X X X X X pelito grauvaquiano VS-259 Sillimanita-cordierita-granada-plagioclásio-biotita gnaisse X X X X X pelito grauvaquiano RH-81 Granada-feldspato potássico-plagioclásio-biotita gnaisse X X X X X pelito grauvaquiano RH-161 Sillimanita-cordierita-granada-plagioclásio-biotita gnaisse X X X X X pelito grauvaquiano Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 49 CAPÍTULO 7. ESTRATIGRAFIA E TECTÔNICA Este capítulo apresenta a descrição dos perfis estratigráfico-estruturais referidos como: 1, Governador Valadares - Tumiritinga - Galiléia; 2, Linópolis - Mendes Pimentel - Itabirinha de Mantena; 3, Central de Minas - Mantena; 4, Conselheiro Pena - Crenaque - Resplendor; 5, oeste da Serra João Pinto - sul de Conselheiro Pena; e 6, Ipanema - noroeste de Baixo Guandu (Fig. 20 e 36). Adota-se a notação estrutural tipo Clar (azimute do sentido/valor do ângulo). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 50 7.1. Perfil 1 Esta seção tem início nos arredores de Governador Valadares e termina em Galiléia (Fig. 20 e 21). Ela sintetiza observações realizadas em afloramentos situados ao longo das rodovias Br-381 e Br-259, ao largo da margem esquerda do Rio Doce, e da linha ferroviária Vitória-Minas, na margem direita deste curso d'água (afloramentos também na Fig. 16). No segmento ocidental do perfil ocorrem unidades tonalíticas do arco magmático neoproterozóico, que apresentam deformação em magnitude variável, mas geralmente milonítica (Fig. 21). A primeira estação de campo da seção (TV-6; Fig. 21) é um extenso afloramento do milonito-gnaisse Governador Valadares que, estruturalmente, se caracteriza por bandamento gnáissico paralelo à foliação regional de caráter milonítico, com atitude média em torno de 105/15 (máximo em 265/68 no diagrama de pólos 1a, Fig. 21) e lineação de estiramento/mineral em torno de 085/10 (estereograma 1b, Fig. 21). Os principais indicadores cinemáticos são sigmóides de porfiroclastos de feldspato e de enclaves máficos rotacionados ou não, dobras assimétricas apertadas e foliação S-C, que evidenciam movimento reverso, topo para oeste, rumo ao Cráton do São Francisco (Fig. 22). No afloramento TV-155 ocorre uma lasca (ou grande xenólito) de sillimanita-granada paragnaisse milonitizado, ladeado pelo milonito-gnaisse tonalítico. Estes afloramentos se enquadram na espessa e lateralmente extensa zona de cisalhamento que transportou a região Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 51 frontal do arco magmático para oeste, sobre a zona com restos ofiolíticos (Formação Ribeirão da Folha e lascas de rochas meta-ultramáficas associadas) e sobre o embasamento (Fig. 9). O Ortognaisse Tonalítico Derribadinha, de pequena área de exposição, é composto de hornblenda-biotita gnaisse com textura protomilonítica a milonítica, apresentando faixas esfarrapadas de anfibolito, migmatizado localmente. Acha-se limitado por zonas de cisalhamento cujo movimento foi interpretado como reverso, topo para oeste, de acordo com o quadro geral deste segmento do perfil. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 52 O Gnaisse Tonalítico São Vítor é uma unidade dominada por hornblenda-biotita gnaisse de granulação média a grossa, composição tonalítica a granodiorítica. Nas zonas de cisalhamento as rochas são protomiloníticas a miloníticas. Possui xenólitos de sillimanita-biotita xisto (Fig. 23), cordierita-sillimanita micaxisto, sillimanita-mica-quartzo xisto, sillimanita- biotita-quartzo-muscovita xisto e de rocha calcissilicática, que se interpreta como derivados da Formação Tumiritinga. Localmente, ocorre fusão parcial incipiente indicada por veios graníticos paralelos à foliação e/ou discordantes (Fig. 23). No perfil 1, a Formação Tumiritinga começa a ocorrer expressivamente a partir dos arredores da estação TV-21 (Fig. 22). Neste segmento da seção, a Formação Tumiritinga consiste de sillimanita-granada-plagioclásio-biotita xisto bandado, com intercalações de rocha metavulcanoclástica (Fig. 19), rocha calcissilicática e mármore (Fig. 24). Nos xistos destaca-se expressivo bandamento, com níveis mais quartzosos e níveis mais micáceos, sugerindo acamamento gradacional (mais arenoso a mais pelítico; ver Capítulo 6). O biotita xisto geralmente apresenta foliação anastomosada ao redor de profiroblastos/porfiroclastos de granada e feldspato. Há duas gerações de granada, uma sincinemática e outra pós- cinemática à foliação regional. Ambas possuem inclusões de plagioclásio, quartzo, biotita e pirita e monazita (identificadas em microssonda). As intercalações de rocha metavulcanoclástica dacítica são delgadas (decimétricas) e foram, pela primeira vez, identificadas nesta unidade (ver Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 53 Capítulo 6). A rocha metavulcanoclástica possui textura milonítica. É composta por uma matriz constituída por plagioclásio, feldspato potássico, quartzo e biotita. Ocorrem fenocristais de plagioclásio euédricos, zonados, maclados e quebrados (Fig. 19). A biotita ocorre em palhetas curtas, castanho- avermelhadas dispostas segundo a foliação regional. Algumas palhetas estão alteradas para moscovita. O quartzo possui forte extinção ondulante e geralmente, forma fitas subgranuladas (ribbons). A rocha calcissilicática ocorre na forma de lentes centimétricas até bancos com espessura superior a 5 metros. Em geral, esta rocha é bandada a laminada, tem cor verde a verde-escura com níveis mais quartzosos que outros. Entre as localidades de São Vítor e Alto de Santa Helena ocorrem camadas de mármore com espessura centimétrica a métrica. A foliação regional (Sn), geralmente milonítica, tem atitude variável em 70-90/10-80. A lineação de estiramento mineral possui caimento em 85-135/10- 65. O diagrama de pólos de foliação (149 medidas; Fig. 22, 2a) para, tem máximo segundo 268/56. O estereograma das medidas de lineação de estiramento mineral, contida em Sn, mostra máximo em 83/56 (Fig. 22, 2b). Os indicadores cinemáticos, tais como caudas assimétricas em granada e feldspato, boudins de quartzo assimétricos, sigmóides de foliação e estrutura S-C evidenciam movimento tectônico reverso, topo para oeste (Fig. 24). O dobramento principal tem Sn como superfície plano-axial e é assimétrico apertado, tipo flanco longo-flanco curto, a isoclinal, com vergência para oeste. Ocorrem dobras relativamente abertas, posteriores, de eixos aproximadamente norte-sul. Os veios quartzo-feldspáticos concordantes apresentam-se boudinados e lenticularizados. Os veios quartzo-feldspáticos discordantes são irregulares e, por vezes, configuram tension-gashes. Em alguns afloramentos observam-se clivagens espaçadas subverticais, com direção nos azimutes 210 e 300. O tonalito foliado Galiléia é a unidade que ocorre no segmento oriental do perfil 1, nas proximidades da cidade homônima (Fig. 22; ver também Capítulo 5). A foliação regional (Sn) impressa no tonalito Galiléia tem mergulho para leste, nos arredores do contato com a Formação Tumiritinga, e para oeste, nos arredores de Galiléia, delineando um sinforme (lineação b = 217/3, Fig. 22, 3a). Os autólitos dioríticos estão achatados na foliação regional e Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 54 estirados segundo a lineação mineral contida em Sn. Há, entretanto, raros locais onde o Tonalito Galiléia está quase livre da foliação regional em estado sólido, embora apresente alguma orientação de fluxo ígneo, e os autólitos apresentam formas grosseiramente circulares. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 55 7.2. Perfil 2 Ao longo desta seção, com início a norte de Linópolis e término a sul de Itabirinha de Mantena, ocorrem xistos da Formação São Tomé, tonalito foliado da Suíte G1, paragnaisse do Complexo Nova Venécia, granito foliado da Suíte G2 e uma intrusão da Suíte G5 (Fig. 20 e 25). O perfil 2 mostra complexidade estrutural muito maior que o perfil 1, em decorrência do dobramento marcante, particularmente registrado pela Formação São Tomé, e zonas de cisalhamento oblíquas a transcorrentes dextrais (Fig. 21 e 25). A norte da localidade de Linópolis, na calha do Córrego do Divino (TV- 32; Fig. 25) ocorre uma sucessão de metarenitos bandados a laminados da Formação São Tomé, que foi interpretada por Pedreira et al. (1997) como representante de turbiditos marinhos. Este pacote está dobrado isoclinalmente, com eixos de direção WNW-ESE e caimento fraco para WNW (300/10°). O metamorfismo, indicado pela paragênese dos metapelitos (quartzo + plagioclásio + biotita + granada ± estaurolita ± sillimanita) atingiu a fácies anfibolito médio. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 56 Apesar da deformação e metamorfismo, as rochas da Formação São Tomé que afloram no Córrego do Divino (estação TV-32) permitem interpretar diferentes contribuições das frações areia, silte e, além de mostrar estruturas sedimentares preservadas. Estas rochas são aqui também interpretadas como turbiditos de areia e lama, conforme a sequência de Bouma (1962), das fácies representantes de arenitos maciço a gradado (Ta), arenito com laminação planar (Tb), arenito pelítico com laminação convoluta (Tc), arenito fino a siltito com laminação planar (Td) e pelito (Te), (Fig. 26). Os arenitos e siltitos, representados por xistos ricos em quartzo e plagioclásio ("quartzito impuro"), contêm proporções diversas de biotita (ou de muscovita) que evidenciam contribuições de quantidades diferentes de lama aluminosa (i.e., fração argila; Tabela 4). Uma interpretação alternativa para o aumento do conteúdo de mica nos arenitos de granulação mais grossa é o aporte de fragmentos de rocha. Entretanto, embora a granulação seja (muito) influenciada pelo metamorfismo (e localmente, pela deformação milonítica), os arenitos da Formação São Tomé tendem a se enriquecer em mica à medida que quartzo e plagioclásio diminuem em tamanho médio, sugerindo tratar-se de acamamento gradacional (Fig. 26 e 27). Uma camada de arenito pelítico laminado (ritmito areia-pelito) apresenta laminação convoluta e base plana, sugerindo o sentido do topo da sucessão (Fig. 26B). No conjunto, a sucessão parece ser granodecrescente para o topo, onde ocorre espessa camada de sillimanita-estaurolita xisto derivado de pelito rico na fração argila (fácies Te da seqüência de Bouma; Fig. 26D). O conjunto pode ser interpretado como tendo sido depositado a partir de correntes de turbidez de alta a baixa densidade (Mutti & Ricci Lucchi, 1978; Pickering et al., 1986). Esta sucessão turbidítica da Formação São Tomé é, por exemplo, semelhante à parte inferior da Formação Pualankajärvi (Laajoki & Korkiakoski, 1988), que também experimentou metamorfismo de fácies anfibolito médio a alto e está complexamente deformada. As lentes de rocha calcissilicática, constituídas essencialmente de quartzo, plagioclásio, granada cálcica e hornblenda, representariam misturas areno-pelito-carbonáticas a pelito-carbonáticas (Fig. 26E). Segundo Pedreira et al. (1997), estas lentes seriam resultantes da compactação da sedimentação, Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 57 indicando que havia intercalações de turbidito calcífero, a exemplo dos turbiditos Tinkas do Orógeno Damara (Porada & Wittig, 1983). A foliação regional (Sn) tem atitude muito variada em todo o perfil 2, mas particularmente em seu segmento ocidental (Fig. 25, 1a). Neste setor são marcantes zonas de cisalhamento transcorrentes dextrais na direção N60W- N40W (foliação milonítica ~240/80 em VS-32), que parecem cortar a foliação regional. Ocorrem também mudanças de direção para N40E e N60E nas imediações de Mendes Pimentel. Também foi observada uma clivagem de Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 58 crenulação (Sn+1), que corta a foliação regional e é somente perceptível em poucos afloramentos. Nos afloramentos visitados foram medidas lineações b (mesodobras), com caimentos segundo 220/49, 110/55, 70/80; 300/10, mostrando que há uma fase de dobramento que afetou a Formação São Tomé posteriormente à foliação regional. Pegmatitos, muito comuns entre Linópolis e Mendes Pimentel, geralmente se encaixam em concordância com a foliação regional (Fig. 28A). O Tonalito Gnaisse Galiléia parece ser um corpo tabular concordante com a foliação regional, no segmento oriental da seção 2 (Fig. 25). Este representante da Suíte G1 apresenta autólitos dioríticos, mesocráticos, com formas elipsoidais (Fig. 28B). A foliação regional é discreta tanto no tonalito quanto nos autólitos. O Complexo Nova Venécia é constituído por paragnaisses que, nesta região, foram correlacionados à Formação Tumiritinga (Vieira, 1997). Consiste de cordierita-granada-sillimanita biotita gnaisse, granada-cordierita-biotita gnaisse, cordierita-sillimanita-biotita gnaisse, cordierita biotita gnaisse, com freqüentes lentes de rochas calcissilicáticas. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 59 Nesta seção, o Complexo Nova Venécia se estrutura em sinformais de dimensões muito variáveis, desde a escala de afloramento até regional. Os diagramas de pólos de foliação, a partir de 17 medidas, indica a ocorrência de concentrações de pólos nas porções NE e SW, e uma outra situada na parte sudeste do grande círculo, mostrando foliação horizontal (Fig. 25; diagrama 3). O traçado estatístico de um plano π , indica um eixo β com 320/80, confirmando a interpretação de uma sinforme, com base nas medições efetuadas nas campanhas de campo. O representante da Suíte G2, cavalgado pelo Complexo Nova Venécia, foi correlacionado ao Granito Ataléia (Vieira, 1997), que consiste de biotita granito granatífero, fino, portador da foliação regional, rico em veios pegmatíticos de pequeno porte. A intrusão de Vargem Grande, de dimensão batolítica, representa o Granito Caladão da Suíte G5. O litotipo predominante é granito porfirítico, de tonalidade rosa, rico em fenocristais de feldspato potássico, de 2 a 7 cm de comprimento, que chegam a predominar sobre a matriz. Os fenocristais são geralmente bem formados e estão imersos em matriz média a grossa, biotítica. Orientação de fluxo ígneo ocorre localmente. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 60 7.3. Perfil 3 Esta seção tem início nos arredores de Central de Minas e termina em Mantena e expõe, predominantemente, granitos deformados da Suíte G2 e paragnaisses do Complexo Nova Venécia (Fig. 20 e 29). A estruturação geral, monitorada pelo estudo da foliação regional (Sn), apresenta mergulho de médio a alto ângulo no sentido oeste. No extremo ocidental do perfil ocorre o Granodiorito Boa Vista, um corpo intrusivo no Complexo Nova Venécia (Fig. 29). Trata-se de granitóide da Suíte G2, cuja composição varia de granodiorítica a granítica. É uma rocha de cor cinza clara, granulação fina a média, incipientemente foliada, com cristais de granada que atingem 0,5 cm e textura localmente protomilonítica. O Complexo Nova Venécia (anteriormente designado como Formação Tumiritinga nesta área; Vieira, 1997) é constituído predominantemente por paragnaisses da associação kinzigítica, cujo aspecto xistoso ressalta em função do intemperismo. São paragnaisses com proporções variadas de Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 61 granada, biotita, sillimanita e cordierita, associadas a quartzo e feldspato (Figura 30). Plagioclásio (oligoclásio) predomina sobre feldspato potássico. Os minerais acessórios são turmalina, grafita, apatita, monazita, sulfeto e zircão. Intercalações de rocha calcissilicática são relativamente freqüentes. A foliação regional (Sn) mergulha sistematicamente para oeste e os indicadores cinemáticos, tais como caudas assimétricas em granada e feldspato, boudins assimétricos em veios de quartzo, sigmóides de quartzo e estruturas S-C, registram transporte tectônico de topo para leste. A foliação regional, geralmente milonítica, tem atitudes em 268-300/60°-80°. A lineação de estiramento mineral mostra caimento em 270-350/55°-80°. O dobramento é intenso, tanto em escala de afloramento como em escala regional, e se caracteriza por dobras assimétricas apertadas a isoclinais, vergentes para leste. Estes paragnaisses ocorrem como restitos e xenólitos nos granitos da Suíte G2. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 62 O granito Floresta é um corpo correlato do granito Ataléia, sendo ambos pertencentes à Suíte G2 (Fig. 29). O corpo Floresta é um granito rico em granada e biotita, marcantemente foliado, em parte milonitizado, que aloja corpos pegmatíticos concordantes e portadores da foliação regional, assim como pegmatitos discordantes de Sn (Fig. 31). Restitos e xenólitos de paragnaisse são observados particularmente próximo ao contato. O Granito Ataléia, que aflora ao longo do perfil 3, representa um granada-biotita granito a granodiorito, gnaissificado, de cor cinza, granulação média a fina, rico em veios e bolsões pegmatíticos. Xenólitos de rochas calcissilicáticas a quartzo, plagioclásio, diopsídio, biotita, tremolita e granada, são comuns. O diagrama 2a (Fig. 29) mostra certa dispersão dos pólos da foliação Sn em relação ao Complexo Nova Venécia (1a). O Granito Nanuque, também da Suíte G2, apresenta topografia elevada com formas alongadas grosseiramente na direção N-S. Está em contato, por Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 63 falhas de empurrão, com o Granito Ataléia e Complexo Nova Venécia (Fig. 29). Esta unidade consiste de granada-biotita granito foliado a milonitizado, de cor cinza e granulação média a grossa. Porfiroclastos rotacionados de feldpato potássico com caudas de recristalização assimétricas e outros indicadores cinemáticos evidenciam transporte tectônico reverso, de topo para leste, ao longo da foliação regional (Fig. 32). O Complexo Nova Venécia reaparece, provavelmente como uma lasca tectônica, entre os granitos Nanuque e Carlos Chagas, no segmento oriental da seção (Fig. 29). O diagrama 3a mostra que a foliação regional tem mergulho predominantemente para oeste, mas está dobrada (o traçado estatístico de um plano π indica um eixo β com 297/32). O Leucogranito Carlos Chagas é uma unidade que representa o granada-biotita leucogranito de granulação grossa, foliado a milonitizado, geralmente ocelar, amplamente predominante no segmento oriental do perfil 3 (Fig. 29 e 32). Regionalmente, a foliação Sn impressa no Leucogranito Carlos Chagas mergulha sistematicamente para leste. No contato com o Complexo Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 64 Nova Venécia, assim como nos demais locais onde foi observado, o Leucogranito Carlos Chagas apresenta foliação milonítica com estiramento de feldspato potássico, quartzo, sillimanita e localmente granada. Indicadores cinemáticos, tais como porfiroclastos rotacionados com cauda de recristalização, evidenciam movimento reverso de topo para leste. Xenólitos de gnaisse kinzigítico são encontrados nesta unidade. O Leucogranito Carlos Chagas é assim chamado, por aproximação, em decorrência da pequena quantidade de minerais máficos (embora ele não contenha muscovita primária). Feldspato potássico pertítico predomina largamente sobre plagioclásio livre. O diagrama de pólos de foliação (Fig. 29, 4a) mostra um plano π, que indica um eixo β com 02/23, de baixo ângulo, evidenciando o dobramento apertado que às vezes se observa nesta unidade. Esta unidade também sustenta os pontões (pães-de-açúcar) que dominam o relevo, juntamente com formas similares esculpidas em intrusões G5. 7.4. Perfil 4 Esta seção tem início nos arredores de Conselheiro Pena, de onde segue para Crenaque, Resplendor e Aimorés (Fig. 20). A estruturação geral, monitorada pela foliação regional (Sn), mostra mergulho médio a alto, persistentemente para oeste (Fig. 33). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 65 A Formação São Tomé está representada por espessos pacotes de plagioclásio-quartzo-muscovita-biotita xistos, de cor cinza prateada, apresentando bandamento composicional paralelo à foliação regional (S0//Sn). Este bandamento é caracterizado pela alternância de camadas e lâminas ricas em mica, alternadas com outras ricas em quartzo e plagioclásio (Fig. 34). No xisto São Tomé existem duas gerações de biotita. A primeira materializa a foliação regional (Sn). A segunda geração (Sn+1) associa-se a uma clivagem/xistosidade de crenulação com kink bands (Fig. 34C). Granada, estaurolita e sillimanita ocorrem preferencialmente, e às vezes abundantemente, nas bandas ricas em mica. Turmalina negra é um acessório comum nas proximidades dos contatos com granitóides (Fig. 34B). Ela ocorre mimeticamente em relação à biotita ou caoticamente disseminada no xisto. Uma geração tardia de estaurolita e sillimanita também está relacionada a metamorfismo de contato. Veios de quartzo sincinemáticos e posteriores à foliação regional são comuns. A Formação São Tomé encaixa muitos pegmatitos, de forma e dimensões variadas, derivados dos granitóides (em particular dos G2). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 66 O diagrama de pólos (1a, inclui medidas de Sn tomadas no tonalito foliado Galiléia; Fig. 33) mostra que, no segmento ocidental do perfil, o mergulho da foliação regional da Formação São Tomé cai marcantemente para oeste (Sn ~ 270/45, Lx ~ 320/35). Por outro lado, o diagrama de pólos para a extremidade oriental do perfil 4 (Fig. 33, 2a), delineia um sinforme. O traçado estatístico de um plano π, indica um eixo β em 147/08. O mergulho da foliação regional cai tanto para leste, como para oeste, sugerindo que antiformes e sinformes associam-se à tectônica de empurrões para leste, na parte oriental da área (Fig. 25 e 33). O tonalito foliado (ou gnaisse tonalítico) Galiléia apresenta grande quantidade de enclaves escuros, em geral orientados e estirados segundo a foliação regional (Fig. 35). A grande maioria destes enclaves são autólitos dioríticos representantes de mistura de magmas (cf. Nalini 1997; Nalini et al. 2000, 2005; ver Capítulo 5). Xenólitos de granada-mica xisto com ou sem sillimanita são minoritários, mas denunciam a contaminação do magma tonalítico e seus autólitos que, geralmente, contêm traços de granada. A quantidade de granada tende a aumentar na proximidade do contato com o xisto São Tomé. A foliação regional é geralmente pervasiva e milonítica, mas pode ser muito incipiente em áreas restritas no interior dos grandes corpos G1 (cf. Oliveira, 2001). Na extremidade ocidental do perfil 4 evidencia-se mais uma área da zona de inversão do mergulho da foliação regional que passa a cair para WNW, ao contrário do que se observa poucos quilômetros a oeste. O transporte tectônico é reverso, com movimento de topo para leste, conforme indicado pela rotação e assimetria de porfiroblastos e porfiroclastos, sigmóides de foliação e arranjos S-C, no xisto São Tomé, e por autólitos sigmoidais no tonalito foliado Galiléia (Fig. 35). A comparação entre as seções 1, 2, 3 e 4 (Fig. 21, 25, 29 e 33) sugere que a zona de inversão do mergulho da foliação regional, bem como do transporte tectônico relacionado aos empurrões, situa- se nos arredores do meridiano 41º30' (Fig. 20; e.g., entre Galiléia e Conselheiro Pena, quando comparados os perfis 1 e 4). O Granito Palmital é foliado e contém muscovita, biotita e granada. A muscovita ocorre em agregados de finas palhetas inclusas em plagioclásio ou Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 67 em cristais bem desenvolvidos e neoformados, indicando seu caráter primário e a composição peraluminosa do magma (cf., Nalini et al., 2000; ver Capítulo 5). O Granito Palmeiras ocorre em pequenos corpos intrusivos no tonalito Galiléia. Trata-se de granito aplítico, branco, que ocorre sob a forma de diques sem deformação (Oliveira, 2001). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 68 7.5. Perfil 5 Esta seção tem início a oeste da Serra João Pinto e segue até a sul de Conselheiro Pena (Fig. 36). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 69 O perfil 5 também registra a zona de inversão do mergulho da foliação regional e do transporte tectônico a ela associado (Fig. 37). No segmento ocidental predomina mergulho para leste e transporte tectônico reverso de topo para oeste. No segmento oriental a foliação regional mergulha dominantemente para oeste e o transporte é reverso de topo para leste. Ao longo do perfil 5 estão exposta rochas do Complexo Pocrane, da Suíte G1 (tonalitos Galiléia e Cuité Velho) e das formações Palmital do Sul e João Pinto (Fig. 37). O Complexo Pocrane ocorre na extremidade oeste da seção, onde é representado por rochas ortognáissicas variando de tonalítica a granítica e, subordinadamente, granodiorítica e diorítica, de granulação fina a média. Na estação TV-120 ocorre ortognaisse de composição tonalítica/granodiorítica e os marcadores cinemáticos indicam falha reversa ou de empurrão, com vergência para oeste. O diagrama de pólos (Fig. 37, 1a) mostra que a foliação tem mergulho para leste, com ângulos relativamente altos. O gnaisse tonalítico Cuité Velho (Suíte G1) apresenta bandas granodioríticas a graníticas. O diagrama de pólos mostra que a foliação têm mergulho médio de baixo ângulo para oeste (Fig. 37, 2a). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 70 A Formação João Pinto está representada por quartzitos puros, feldspáticos e micáceos (Fig. 37 e 38). Estes quartzitos ocorrem sob a forma de corpos lenticulares, alongados e irregulares, às vezes afetados por zonas de cisalhamento transcorrentes responsáveis pela geração de mesodobras com eixo b verticalizado. As relações de contato da Formação João Pinto são geralmente tectônicas, por zonas de cisalhamento, em particular com as unidades ortognáissicas (Fig. 38). A Formação Palmital do Sul é constituída por xistos, paragnaisses e quartzitos, com intercalações localizadas de rochas calcissilicáticas (Tabela 5, Fig. 37). O diagrama de pólos de foliação (Fig. 37, 3a) mostra que o traçado estatístico de um plano π indica um eixo β em 161/11. Este diagrama mostra um grupo de medidas com mergulho para WSW e outro grupo com mergulho para ENE, delineando um antiforme neste segmento do perfil. 7.6. Perfil 6 Esta seção inicia-se a oeste de Ipanema e se estende até noroeste de Baixo Guandu (Fig. 36). O perfil 6 também registra, nas extremidades ocidental e oriental, a inversão do mergulho da foliação regional e do transporte tectônico a ela associado, embora a parte central da seção mostre um conjunto de antiformes e sinformes (Fig. 39). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 71 O Complexo Pocrane está representado por biotita ortognaisse bandado, com ou sem hornblenda (Fig. 40A). Em zonas de cisalhamento, esta rocha é transformada em "biotita xisto" milonítico (milonito a ultramilonito), cujos indicadores cinemáticos (sigmóides de foliação, veios sigmoidais e outros) evidenciam transporte tectônico reverso, topo para oeste (Fig. 40B). O diagrama de pólos de foliação regional mostra que o traçado estatístico de um plano π indica um eixo β em 24/11 (Fig. 39, 1a). Nesta parte da seção a foliação regional delineia um antiforme apertado, com eixo b em 24/11. A Formação Palmital do Sul é constituída, predominantemente, por plagioclásio-quartzo-mica xisto e paragnaisse, com intercalações de quartzito, Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 72 rocha calcissilicática e anfibolito provavelmente ortoderivado (Tabela 5). A unidade ocupa uma grande extensão nesta seção, onde foram interpretados vários antiformes e sinformes. O diagrama de pólos da foliação regional mostra que o traçado estatístico de um plano π indica um eixo β em 28/7 (Fig. 39, 2a). Neste diagrama visualiza-se também um conjunto de medidas de foliação com mergulho para WNW e outro para ESE. Esta unidade, nas proximidades desta seção, parece repousar diretamente sobre o Complexo Pocrane (embasamento), embora esteja sobre ele descolada. O tonalito foliado Galiléia contém autólitos de microdiorito com formas variadas. A foliação é discreta e de mergulho variável. Também se observa trondhjemito (TV-125). No contato entre trondhjemito e tonalito desenvolve-se uma borda onde concentram-se minerais máficos, tais como biotita e hornblenda. 7.7. Síntese tectônica e estratigráfica Os perfis realizados para esta tese são representados em conjunto na Figura 41. A comparação entre estes perfis e deles com os mapas geológicos (Fig. 14 e 15) sugere que uma zona de inversão (ZI) do mergulho da foliação regional (Sn) se situa em torno do meridiano 41º30', i.e., o meridiano que passa em Galiléia (Fig. 42). A ZI tende a se posicionar mais próximo do limite oriental do arco magmático (que é delineado pela distribuição da Suíte G1). A ZI é também uma zona de inversão de vergência, i.e., do transporte tectônico associado aos empurrões e dobramentos da fase sincolisional. O setor a ocidente da ZI registra transporte tectônico de topo predominantemente para oeste, rumo ao Cráton do São Francisco, ao passo que o setor oriental apresenta vergência majoritariamente para leste (i.e., transporte tectônico rumo ao Cráton do Congo, no cenário paleogeográfico). Os perfis realizados também mostram que na parte ocidental do arco magmático a foliação regional tem mergulho geralmente mais baixo do que na parte oriental e na região de retroarco. A continuidade da ZI para norte de Teófilo Otoni é ainda desconhecida. Mas, a sul do paralelo 20º a ZI desaparece, pois os perfis apresentados por outros autores (e.g., Cunningham et al., 1998; Pedrosa-Soares & Wiedemann- Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 73 Leonardos, 2000; Alkmim et al., 2006) demonstram que, na região de fronteira entre os orógenos Araçuaí e Ribeira, o transporte tectônico relacionado aos empurrões da fase principal de deformação tangencial (D2) foi para oeste, desde o limite do Cráton do São Francisco ao litoral atlântico. Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 74 Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 75 Na perspectiva de estabelecer o empilhamento estratigráfico do Grupo Rio Doce, os perfis realizados, por si só, pouco esclarecem, uma vez que muitos contatos são, de fato, tectônicos ou podem ser interpretados como tal. Entretanto, as informações dos perfis correlacionadas com as da literatura (ver Capítulos 4 e 5), além dos mapeamentos realizados pelo autor (Vieira, 1993, 1997) e de outros dados obtidos para a presente tese (ver Capítulos 6, 8 e 9), permitem sugerir o seguinte: - A Formação Palmital do Sul seria mais velha, pois, além de assentar- se (embora descolada) diretamente sobre o embasamento (Complexo Pocrane), contém rochas vulcânicas piroclásticas com fração lapilli e bombas vulcânicas que sugerem sítio deposicional relativamente próximo ao edifício vulcânico (Capítulo 6). A idade obtida para as rochas piroclásticas (ca. 585 Ma; Capítulo 9) reforça esta sugestão. - A Formação Tumiritinga seria correlata da Formação Palmital do Sul, pois apresenta rochas vulcanoclásticas de mesma idade (Capítulo 9). Além disso, a parte leste desta sedimentação, antes denominada Formação Tumiritinga (Vieira, 1997), mas aqui re-denominada como Complexo Nova Venécia, estaria sotoposta à Formação São Tomé. A presença de mármore, além da abundância de rochas pelíticas, sugere ambiente marinho para a Formação Tumiritinga. Rochas vulcanoclásticas com contribuição majoritária da fração cinza indicam sítio deposicional distal em relação a edifícios vulcânicos. - A Formação São Tomé, que parece ainda conter contribuição significativa de sedimentos provindos do arco magmático, teria posição intermediária entre as unidades portadoras de rochas vulcânicas (datadas em ca. 585 Ma) e a Formação João Pinto que representa sedimentação madura (quartzo arenito). A Formação São Tomé teria se depositado em ambiente marinho por correntes de turbidez de alta a baixa concentração (plataforma profunda a talude). - A sedimentação João Pinto implica em exposição extensiva de áreas tectonicamente estáveis e/ou transporte longo, sob clima úmido, para possibilitar a depuração e sedimentação de areias muito ricas em quartzo. No conjunto, o Grupo Rio Doce constitui um pacote com maturidade crescente para o topo, tendo rochas vulcânicas e sedimentares com contribuição derivada do arco magmático na pilha inferior que é, parcialmente, Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 76 recoberta pelo pacote quartzo arenítico da Formação João Pinto. Este quadro é característico de regiões que evoluem desde a presença de arco magmático imaturo ao estágio avançado de arrasamento erosivo do orógeno, com deposição em bacias marinhas vizinhas (e.g., Condie, 1993). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 77 CAPÍTULO 8. LITOQUÍMICA Este capítulo apresenta os estudos litoquímicos que foram realizados sobre amostras do metatufo da Formação Palmital do Sul, de rochas vulcanoclásticas da Formação Tumiritinga e rochas metassedimentares das formações Tumiritinga e São Tomé, do Grupo Rio Doce, com o objetivo de interpretar ambientes paleotectônicos e proveniência sedimentar. 8.1. Rochas Vulcânicas e Vulcanoclásticas do Grupo Rio Doce As amostras da rocha vulcanoclástica da Formação Tumiritinga (TV-21, TV-21-3 e TV-156) e da rocha piroclástica (metatufo) da Formação Palmital do Sul (TV-126) estão localizadas nas Figuras 15 e 16. Suas caracterizações de campo e estudos petrográficos encontram-se nos Capítulos 6 e 7. Os dados litoquímicos destas amostras estão na Tabela 8 (colocada ao fim deste item). Apresenta-se, também, uma comparação das análises litoquímicas das amostras do Grupo Rio Doce com dados de cinzas vulcânicas pleistocênicas, coletadas por furos de sonda (1228A e 1229A) localizados na Bacia Salaverry, situada na plataforma continental do Peru, imediatamente a oeste da zona vulcânica central dos Andes (Fig. 43; D´Orazio et al., 2003; Gutierrez et al., 2005). Significado do Grupo Rio Doce no Contexto do Orógeno Araçuaí 78 As amostras do Grupo Rio Doce (65,6%