Correlação espaço-temporal da deformação e metamorfismo em um orógeno transpressivo: implicações tectônicas para a evolução da Faixa Ribeira

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Main Author: Hoffmann, Itiana Borges
Publication Date: 2025
Format: Doctoral thesis
Language: por
Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
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Summary: Desenvolvido na magem leste do craton do São Francisco, o Orógeno Ribeira caracteriza-se por um cinturão transpressivo destral, que afetou em regime dúctil extensas faixas de embasamento paleoproterozóico, bacias neproterozóicas e associações magmáticas tonianas. De forma a compreender os mecanismos responsáveis pelas variações metamórfico-estruturais no segmento oeste da Faixa Ribeira foram conduzidos estudos de geocronologia U-Pb em zircão e de isótopos de Lu-Hf, que foram integrados com aerogeofísica (magnetometria e gamaespectrometria) e análise estrutural ao longo de dois transectos, localizados na região norte e central da referida Faixa. O perfil central corresponde ao flanco noroeste de uma estrutura em flor positiva de grande escala, onde foram definidos Domínios Estruturais com predomínio de cisalhamento simples (Domínios Estruturais I e III) e com predomínio de cisalhamento puro (Domínio Estrutural II). De forma a compreender a natureza da justaposição entre granulitos, paragnaisses e ortognaisses, os estudos neste perfil foram complementados com modelagem de pseudoseção, geotermobarometria clássica, termometria em grafita (GMRT) e de barometria de quartzo em granada (QuiG). No flanco noroeste da estrutura em flor positiva, o espessamento crustal ocorrido entre 642-634 Ma afetou unidades de embasamento com idade de cristalização sideriana (2.4-2.3 Ga) e assinatura juvenil (Hf= +2.7 a +5.1) e de idade riaciana (2.2-2.0 Ga), com assinatura dominantemente crustal (Hf= +7 a -46). No espessamento crustal, as condições de metamorfismo atingiram 900-950 C° e de 9-11Kbar no Domínio Estrutural II. Esse período foi sucedido pela formação de extensas zonas de cisalhamento entre 620-617 Ma, em condições de 670-710 °C e 6.6-7.8 Kbar no Domínio Estrutural I, próximo à Zona de Cisalhamento Além Paraíba, de 5.4-5.5 Kbar e de 670-705 °C no Domínio Estrutural II, e de 4,9-6.1 Kbar e 601-651 °C no Domínio Estrutural III. A propagação da deformação a partir das zonas de cisalhamento oblíquas aliada à partição da deformação resultou na formação de dobramento e zonas de cisalhamento locais no Domínio Estrutural II. O fluxo vertical, induzido pelo componente de cisalhamento puro provocou a ascensão de granulitos iniciada em 614 Ma, que foram reequilibrados parcialmente em condições de facies anfibolito a xisto verde inferior na presença de melt/fluidos com o consumo da granada durante a exumação tectônica em 586 ±1.7 Ma, idade correlata às zonas de cisalhamento mais jovens no segmento sudeste. O perfil norte é caracterizado por uma intercalação em escala de mapa de granulitos máficos e paragranulitos que foram intensamente retrometamorfisados em condições de fácies anfibolito superior. Neste segmento, o espessamento máximo do orógeno é sugerido por zircões do tipo bola de futebol no período de 631 Ma. A atividade da principal zona de cisalhamento da área de estudo norte, com cinemática sinistral, ocorreu entre 605 a 591 Ma. A relação temporal identificada entre a principal zona de cisalhamento e as estruturas associadas à cavalgamentos, dobramentos e zonas de cisalhamento locais no intervalo entre 591-586 Ma, permite inferir que os processos foram gerados pela partição da deformação em estruturas herdadas. Análises de U-Pb em um Gr-Sill- Gt-Bt gnaisse milonítico justaposto aos granulitos máficos através de uma zona de cisalhamento oblíqua forneceram populações de zircão entre 2.4-2.3 Ga e entre 2.1 a 1.9 Ga, que pode ser parcialmente comparável ao registro sedimentar do Complexo Paraíba do Sul. Os resultados reforçam o papel da deformação transpressiva na justaposição de distintos níveis crustais, durante a construção da arquitetura do orógeno brasiliano.
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spelling Correlação espaço-temporal da deformação e metamorfismo em um orógeno transpressivo: implicações tectônicas para a evolução da Faixa RibeiraSpatiotemporal correlation of deformation and metamorphism in a transpressive orogen: tectonic implications for the evolution of the Ribeira BeltFaixa RibeiraGeotectônicaGeotectonicsOrogêneseOrogenesisRibeira BeltTranspressãoTranspressionDesenvolvido na magem leste do craton do São Francisco, o Orógeno Ribeira caracteriza-se por um cinturão transpressivo destral, que afetou em regime dúctil extensas faixas de embasamento paleoproterozóico, bacias neproterozóicas e associações magmáticas tonianas. De forma a compreender os mecanismos responsáveis pelas variações metamórfico-estruturais no segmento oeste da Faixa Ribeira foram conduzidos estudos de geocronologia U-Pb em zircão e de isótopos de Lu-Hf, que foram integrados com aerogeofísica (magnetometria e gamaespectrometria) e análise estrutural ao longo de dois transectos, localizados na região norte e central da referida Faixa. O perfil central corresponde ao flanco noroeste de uma estrutura em flor positiva de grande escala, onde foram definidos Domínios Estruturais com predomínio de cisalhamento simples (Domínios Estruturais I e III) e com predomínio de cisalhamento puro (Domínio Estrutural II). De forma a compreender a natureza da justaposição entre granulitos, paragnaisses e ortognaisses, os estudos neste perfil foram complementados com modelagem de pseudoseção, geotermobarometria clássica, termometria em grafita (GMRT) e de barometria de quartzo em granada (QuiG). No flanco noroeste da estrutura em flor positiva, o espessamento crustal ocorrido entre 642-634 Ma afetou unidades de embasamento com idade de cristalização sideriana (2.4-2.3 Ga) e assinatura juvenil (Hf= +2.7 a +5.1) e de idade riaciana (2.2-2.0 Ga), com assinatura dominantemente crustal (Hf= +7 a -46). No espessamento crustal, as condições de metamorfismo atingiram 900-950 C° e de 9-11Kbar no Domínio Estrutural II. Esse período foi sucedido pela formação de extensas zonas de cisalhamento entre 620-617 Ma, em condições de 670-710 °C e 6.6-7.8 Kbar no Domínio Estrutural I, próximo à Zona de Cisalhamento Além Paraíba, de 5.4-5.5 Kbar e de 670-705 °C no Domínio Estrutural II, e de 4,9-6.1 Kbar e 601-651 °C no Domínio Estrutural III. A propagação da deformação a partir das zonas de cisalhamento oblíquas aliada à partição da deformação resultou na formação de dobramento e zonas de cisalhamento locais no Domínio Estrutural II. O fluxo vertical, induzido pelo componente de cisalhamento puro provocou a ascensão de granulitos iniciada em 614 Ma, que foram reequilibrados parcialmente em condições de facies anfibolito a xisto verde inferior na presença de melt/fluidos com o consumo da granada durante a exumação tectônica em 586 ±1.7 Ma, idade correlata às zonas de cisalhamento mais jovens no segmento sudeste. O perfil norte é caracterizado por uma intercalação em escala de mapa de granulitos máficos e paragranulitos que foram intensamente retrometamorfisados em condições de fácies anfibolito superior. Neste segmento, o espessamento máximo do orógeno é sugerido por zircões do tipo bola de futebol no período de 631 Ma. A atividade da principal zona de cisalhamento da área de estudo norte, com cinemática sinistral, ocorreu entre 605 a 591 Ma. A relação temporal identificada entre a principal zona de cisalhamento e as estruturas associadas à cavalgamentos, dobramentos e zonas de cisalhamento locais no intervalo entre 591-586 Ma, permite inferir que os processos foram gerados pela partição da deformação em estruturas herdadas. Análises de U-Pb em um Gr-Sill- Gt-Bt gnaisse milonítico justaposto aos granulitos máficos através de uma zona de cisalhamento oblíqua forneceram populações de zircão entre 2.4-2.3 Ga e entre 2.1 a 1.9 Ga, que pode ser parcialmente comparável ao registro sedimentar do Complexo Paraíba do Sul. Os resultados reforçam o papel da deformação transpressiva na justaposição de distintos níveis crustais, durante a construção da arquitetura do orógeno brasiliano.Developed along the eastern margin of the São Francisco Craton, the Ribeira Belt is characterized by a dextral transpressive belt that ductily affected extensive Paleoproterozoic basement domains, Neoproterozoic basins, and Tonian magmatic associations. To understand the mechanisms responsible for the metamorphic-structural variations in the western segment of the Ribeira Belt, U-Pb zircon geochronology and Lu-Hf isotope studies were conducted. These studies were integrated with aerogeophysics (magnetometry and gamma-ray spectrometry) and structural analysis along two transects, located in the northern and central parts of the aforementioned Belt. The central profile corresponds to the NW flank of a large-scale flower structure, where Structural Domains with a predominance of simple shear (Structural Domains I and III) and pure shear (Structural Domain II) were defined. To understand the nature of the juxtaposition between granulites, paragneisses, and orthogneisses, the studies in this area were complemented with pseudosection modeling, classical geothermobarometry, graphite thermometry (GMRT), and garnet-quartz barometry (QuiG). On the northwestern flank of the positive flower structure, crustal thickening that occurred between 642-634 Ma affected basement units with Siderian crystallization ages (2.4-2.3 Ga) and a juvenile signature (Hf = +2.7 to +5.1), and Rhyacian ages (2.2-2.0 Ga), with a predominantly crustal signature (Hf = +7 to -46). During crustal thickening, metamorphic conditions reached 900-950 °C and 9-11 Kbar in Structural Domain II. This period was succeeded by the formation of extensive shear zones between 620-617 Ma, under conditions of 670-710 °C and 6.6-7.8 Kbar in Structural Domain I, near the Além Paraíba Shear Zone, 5.4-5.5 Kbar and 670-705 °C in Structural Domain II, and 4.9-6.1 Kbar and 601-651 °C in Structural Domain III. The propagation of deformation from the oblique shear zones, coupled with strain partitioning, resulted in the formation of folding and local shear zones in Structural Domain II. The vertical flow, induced by the pure shear component, caused the tectonic uplift of granulites starting at 614 Ma. These granulites were partially re-equilibrated under amphibolite to greenschist facies conditions in the presence of melt/fluids, with the consumption of garnet during tectonic exhumation at 586 ±1.7 Ma. This age correlates with the younger shear zones in the southeast segment. The northern profile is characterized by a map-scale intercalation of mafic granulites and paragranulites that were intensely retrometamorphosed under upper amphibolite facies conditions. In this segment, the maximum thickening of the orogen is suggested by \"soccer ball\" type zircons from the 631 Ma period. The activity of the main shear zone in the northern study area, with sinistral kinematics, occurred between 605 and 591 Ma. The temporal relationship identified between the main shear zone and structures associated with thrusting, folding, and local shear zones in the interval between 591-586 Ma allows us to infer that these processes were generated by strain partitioning in inherited structures. U-Pb analyses on a Gr-Sill-Gt-Bt mylonitic gneiss juxtaposed to the mafic granulites through an oblique shear zone provided zircon populations between 2.4-2.3 Ga and between 2.1 and 1.9 Ga, which can be partially comparable to the sedimentary record of the Paraíba do Sul Complex. The results reinforce the role of transpressive deformation in the juxtaposition of distinct crustal levels during the construction of the Brasiliano Orogenic architecture.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMachado, RomuloHoffmann, Itiana Borges2025-05-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44137/tde-31072025-074005/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-07-31T10:53:02Zoai:teses.usp.br:tde-31072025-074005Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-07-31T10:53:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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