Instituto de Geociências, Universidade de Brasília, Brasília – DF, Brasil. rsp@opendf.com.br, rfuck@unb.br

 

 

ABSTRACT

 

Gravimetric and aeromagnetic data processing and their integration with recent geological information from Brasiliano fold belts bordering the São Francisco Craton allow to outline the former continental plate, containing the craton. Anomalies bordering the gravimetric low recorded in the South American Bouguer anomalies map are thought to correspond to the plate borders. They represent high density crust, probably related to dense rocks formed during ocean floor spreading, and subsequently deformed during collision. Parts of the plate gravimetric limit are associated with juvenile material of former island arcs and sutures recorded in several Brasiliano fold belts surrounding São Francisco Craton. In the craton northern sector, geophysical data interpretation underlines the limits of the Archean Serrinha and Jequié blocks, as well as their cores preserved from Proterozoic orogenic events. Age determinations and chemistry of kimberlite minerals from several occurrence areas outline the Archean core with a thick lithosphere keel in the central part of Serrinha block. In the southern part of the craton, increasing highest garnet minimum pressure values (Pminhi) from kimberlite intruding the Brasília Belt (Passos nappe) and the craton basement up to the Divinópolis-Maravilhas area, indicate transition from thinned lithosphere, typical of reworked areas, to thick lithosphere, typical of Archean terrains preserved from Proterozoic orogeny. These data record the geophysical limit between the reworked  Paleoproterozoic Mineiro Belt and the Archean core of the craton.

 

Palavras-chave: Cráton do São Francisco, núcleo arqueano, geofísica, kimberlito, química mineral.

 

 

INTRODUÇÃO

     A fragmentação diacrônica do Supercontinente Rodínia no Neoproterozóico e a colagem posterior dos blocos remanescentes durante o Ciclo Brasiliano marcam, respectivamente, a borda de uma placa continental paleoproterozóica e os limites do Cráton do São Francisco no interior da placa. Os limites da placa são definidos por sistemas de riftes ensiálicos neoproterozóicos que, em alguns casos, evoluíram mais tarde para oceanização. Os registros da implantação do sistema de riftes que marcam sua borda são depósitos continentais e vulcanismo ácido de idade U-Pb em torno de 1.750 Ma nas faixas marginais e no antepaís (Alkmim et al., 1993). A individualização do Cráton do São Francisco no interior da placa se deu durante a orogenia Brasiliana, quando as inversões causadas pelas colisões ou fechamento de bacias geraram os cinturões orogênicos marginais que, obstaculados, moldaram o Antepaís do São Francisco (Alkmim et al., 1993). O processamento e integração dos dados gravimétricos e aeromagnéticos (South American Gravity Project, South American Magnetic Mapping Project) com dados sobre as faixas marginais brasilianas que envolvem o cráton (Pimentel et al., 2000; Dardenne, 2000; Pedrosa Soares et al., 2000; Brito Neves et al., 2000; Campos Neto, 2000), permitiram indicar um contorno bastante completo da placa (Steenkamp, 1998).

     Na porção norte do cráton os dados geofísicos permitiram ainda discriminar em sub-superfície domínios crustais discretos correspondentes aos blocos arqueanos Serrinha e Jequié (Pereira et al., 1996). Nestes blocos, além da definição de seus próprios limites, as assinaturas magnética e gravimétrica características das porções centrais em relação àquelas de suas bordas re-trabalhadas, possibilitaram definir núcleos preservados dos efeitos das orogêneses que ocorreram na região. No Bloco Serrinha as variações dos valores mais altos das pressões mínimas de granada proveniente das províncias kimberlíticas que ocorrem na área indicam a presença de quilha litosférica espessa na porção central do bloco em relação à litosfera mais delgada nas bordas re-trabalhadas durante as orogêneses paleo e neoproterozóica observadas na região.

     Na porção sul, o aumento nos valores mais altos das pressões mínimas (Pminhi) da granada de 37 kbar obtida em kimberlito colocado na Faixa Brasília (Nappe de Passos) para 45 e 51 kbar em granada proveniente de kimberlitos observados na área Divinópolis-Maravilhas, região noroeste do Quadrilátero Ferrífero, aponta transição de litosfera fina, própria de cinturão móvel, para litosfera com espessura em torno de 150 km, típica de núcleo arqueano preservado. Tais dados consubstanciam as ações da orogênese neoproterozóica na área, bem como o limite definido pela geofísica entre a faixa re-trabalhada paleoproterozóica, denominado Cinturão Mineiro e o núcleo arqueano preservado.

 

PLACA   CONTINENTAL PALEOPROTEROZÓICA E O CRÁTON DO SÃO FRANCISCO

     Na delimitação proposta por Almeida (1977, 1981), os limites do Cráton do São Francisco constituem descontinuidades importantes e estilos de deformação da cobertura. A maioria das descontinuidades corresponde, no caso, à falhas de empurrão que marcam a transição da faixa de dobramento e cavalgamento de antepaís envolvendo embasamento, para as coberturas sub-horizontais no interior do cráton. Alkmim et al. (1993) detalharam e revisaram o significado tectônico dos limites propostos por Almeida (1977, 1981). A individualização do cráton se deu no interior de uma placa continental paleoproterozóica durante a orogenia Brasiliana, quando as inversões causadas pelas colisões ou fechamento de bacias geraram os cinturões dobrados marginais que moldaram o Antepaís do São Francisco. A geometria do Cráton do São Francisco, portanto, está intimamente ligada às orogêneses paleoproterozóica e neoproterozóica. Após a primeira soldar os diferentes segmentos crustais arqueanos nas porções norte e sul do cráton, a segunda, por meio de processos litosféricos construtivos e destrutivos, re-trabalhou as margens do paleocontinente, dando-lhe o formato definitivo. O processamento e interpretação (Zang, 1996; Steenkamp, 1998) dos dados disponíveis no projeto South American Gravity Project, elaborado pelo Geophysical Exploration Technology da Universidade de Leeds, Inglaterra, permitiram definir no mapa de anomalias Bouguer da América do Sul o baixo gravimétrico associado à placa continental paleoproterozóica que contém o Cráton do São Francisco. Informações sobre feições crustais no cráton e faixas marginais, associadas aos dados gravimétricos disponíveis foram obtidas por Mota et al., (1981); Lesquer et al., (1981); Haralyi & Hasui (1985); Assumpção et al., (1984); Ussami (1986) e Ortu (1990). A partir de 10 349 estações disponíveis no banco de dados do IAG-USP, Ussami (1993) confeccionou o mapa gravimétrico do Cráton do São Francisco e faixas marginais. Em 2000 produziu-se a segunda edição do mapa gravimétrico do cráton e regiões continental e oceânica vizinhas (Molina et al., 2000). As anomalias gravimétricas positivas lineares que marcam a borda do grande baixo gravimétrico correspondente à placa, provavelmente se relacionam a restos de rochas densas, formadas durante a expansão do assoalho oceânico e deformadas posteriormente ao longo de colisões sucessivas. Embora a falta de cartografia geológica adequada não permita comparar toda a extensão do limite da placa com os traços da geologia de superfície responsáveis pelas anomalias, nota-se a associação de determinados segmentos com ocorrências de materiais juvenis e suturas observadas nas várias faixas brasilianas que envolvem o cráton. No leste de Minas Gerais os limites constituem as zonas de cavalgamento que jogam o Complexo Juiz de Fora sobre o Complexo Mantiqueira, na chamada descontinuidade de Abre Campo,  e deste sobre o Bloco Guanhães. Neste último caso, lascas tectônicas de rochas ultramáficas que representam a fase de formação de crosta oceânica ocorrem ao longo da zona de cavalgamento. A assinatura dessas rochas é do tipo MORB e sua idade estimada em 816 ± 72 Ma (Î_Nd  » + 4) pelo método isocrônico Sm-Nd (Pedrosa Soares et al., 1992). Nas faixas Riacho do Pontal e Rio Preto os limites indicados coincidem, no caso da primeira com as rochas metavulcânicas básicas da seqüência Monte Orebe/Brejo Seco (Marimon, 1990) e na segunda, provavelmente com rochas da mesma natureza, porém cobertas pelas unidades paleozóicas da porção sul da Bacia do Parnaíba. Na Faixa Sergipana são necessários ajustes, pois a borda da placa mostra-se deslocada em relação à associação de rochas vulcano-sedimentares do terreno Canindé do São Francisco e suas extensões para oeste e leste, supostamente consideradas como o limite da placa (Jardim de Sá, 1998). Na faixa Brasília as anomalias gravimétricas são marcantes. A borda sudoeste se associa às rochas densas e de grau metamórfico alto que ocorrem na parte norte do Complexo Guaxupé e prosseguem para noroeste, sob os depósitos da Bacia do Paraná. Na borda oeste, as fortes anomalias gravimétricas positivas indicam o limite passando a oeste dos complexos acamadados de Niquelândia, Barro Alto e Canabrava e leste do Arco Magmático de Goiás.

 

NÚCLEOS ARQUEANOS PRESERVADOS

     Rochas do embasamento arqueano e paleoproterozóico, constituídas por terrenos metamórficos de médio a alto grau e associações granito-greenstone, afloram nas regiões norte e sul do Cráton do São Francisco (Teixeira et al., 2000; Barbosa & Sabaté, 2000). A evolução geológica/geotectônica do cráton deixa claro que a orogênese paleoproterozóica foi responsável pelo amálgama e deformação de diferentes blocos arqueanos. A unidade geotectônica relativamente estável, constituída pelos terrenos paleoproterozóicos e núcleos arqueanos, foi fortemente re-trabalhada durante a orogênese Brasiliana face às deformações compressivas focadas nas faixas neoproterozóicas que lhe são marginais. Histórias polifásicas dos terrenos são, portanto, comuns em ambas às porções do cráton.

     O processamento (Zang, 1996) e interpretação (Pereira, 1996) dos dados disponíveis no projeto South American Magnetic Mapping Project, elaborado por Patterson Grant and Watson Ltd of Toronto, Canadá, permitiram, especialmente na porção norte do cráton, discriminar em sub-superfície domínios crustais correspondentes aos blocos Serrinha e Jequié. Entre os diferentes tipos de processamento dos dados magnéticos, tais como, primeira derivada vertical, densidade aparente, campo magnético total e sinal analítico, optamos pelo campo magnético total em função da maior quantidade de informações oferecidas. Nos blocos mencionados, além da definição de seus próprios limites, as assinaturas magnéticas características das porções centrais em relação às de suas bordas re-trabalhadas, permitiram definir núcleos cratônicos arqueanos preservados dos efeitos das orogêneses que afetaram a região. A definição de domínios de manto sob o ponto de vista estritamente geofísico só é possível por meio de estudos telesísmicos (O’Reilly & Griffin, 1996). Contudo, faz sentido geológico a assertiva de que domínios cratônicos crustais delimitados pela magnetometria/gravimetria e consubstanciados por dados geoquímicos de minerais kimberlíticos podem representar por extensão, domínios de manto.

     Análises de granada e clinopiroxênio provenientes de kimberlitos das várias províncias observadas no Bloco Serrinha indicam que o manto na região apresentava na época das intrusões temperaturas entre 950⁰ C e 1200⁰ C e valores mais altos das pressões mínimas de granada (Pminhi) entre 34,5 kbar e 55 kbar (Edler & Bizzi, 1996). Considerando, os valores mais altos das pressões mínimas de granada e os dados correspondentes de clinopiroxênio para cada província kimberlítica, o gradiente geotérmico situava-se entre 42 mW/m² e 45 mW/m², respectivamente na porção central e bordas do bloco. Esta variação indica litosfera mais espessa no centro, que se adelgaça em direção às margens re-trabalhadas pelas orogêneses proterozóicas. A integração dos dados sugere que o Bloco Serrinha apresenta núcleo arqueano preservado, cuja quilha litosférica mostra ambiente favorável à preservação do diamante (Pereira et al., 1996).

     Na porção sul, o aumento nos valores mais altos das pressões mínimas (Pminhi) da granada entre 37 kbar, obtida em kimberlitos colocados na Faixa Brasília (Nappe de Passos), para 45 kbar e 51 kbar observadas em kimberlitos na região de Divinópolis-Maravilhas a nordeste, indicam a transição de litosfera fina, típica de cinturão móvel, para litosfera entre 150 km e 200 km, característica de núcleo cratônico arqueano preservado. Os dados consubstanciam o limite definido pela geofísica entre a faixa paleoproterozóica, denominada Cinturão Mineiro, e o núcleo arqueano (Silva, et al., 2003), bem como os dados consistentes de geocronologia, que mostram homogeneização arqueana, sem indicação de re-homogeneização paleoproterozóica nesta região central do embasamento (Machado & Carneiro, 1992; Teixeira et al., 2000).

 

CONCLUSÕES

      O processamento e interpretação dos dados gravimétricos e aeromagnéticos regionais disponíveis nos projetos South American Gravity Project e South American Magnetic Mapping Project elaborados pela Universidade de Leeds, Inglaterra e Patterson Grant and Watson Ltd, Toronto, Canadá, permitiram delinear os limites de uma placa continental paleoproterozóica, cujo interior contém o Cráton do São Francisco. Segmentos dos limites gravimétricos da placa estão associados às ocorrências de material juvenil e sutura observados nas várias faixas brasilianas que envolvem o cráton. Na porção norte, a integração dos dados geofísicos com dados de geocronologia e geologia de superfície proporcionou a delimitação dos blocos arqueanos Serrinha e Jequié, bem como de seus núcleos preservados durante as orogêneses paleo e neoproterozóica que afetaram a região. Dados geoquímicos de minerais provenientes dos kimberlitos das diversas províncias que ocorrem no Bloco Serrinha indicam a presença de quilha litosférica espessa na porção central do bloco, característica de núcleo cratônico arqueano preservado. Na porção sul, a transição de litosfera delgada na Faixa Brasília (Nappe de Passos) para litosfera espessa na região de Divinópolis-Maravilhas, indicada pela variação nos valores mais altos das pressões mínimas (Pminhi) de granada kimberlítica consubstancia o limite entre a faixa paleoproterozóica denominado Cinturão Mineiro e os terrenos arqueanos na região do Quadrilátero Ferrífero e áreas vizinhas. A presença de quilha litosférica espessa (150-200 km) confirma a homogeneização arqueana sem indícios de re-homogeneização paleoproterozóica conferida pelos dados geocronológicos consistentes observados na área.

 

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