Étude Géologique, Magnétique Et Paleomagnétique de Granitoïdes du Bloc de Serrinha (Craton de São Francisco, Bahia, Brésil)

Abstract

Este estudo refere-se a identificação dos eventos sucessivos registados em granitóides de idades compreendidas entre 2,16 e 2,07 Ga que formam o Bloco Serrinha, cráton do São Francisco, Bahia, Brasil. Este bloco forma uma dorsal de direção NS que rotaciona bruscamente para a direcção EW na sua porção sul onde encontra-se a região de Teofilândia. Esta região, caracterizada por uma associação de rochas vulcano-sedimentares, granitóides e gnaisses, hospeda o distrito aurífero de Fazenda Brasileiro cujas mineralizações são controladas pelas estruturas EW. Para desvendar a história polifásica dessas rochas foram realizados estudos de microestrutura, tramas magnéticas e minerais, mineralogia, geoquímica e paleomagnetismo. Os eventos magmáticos ligados à Orogênese Transamazônica são representados por dois episódios plutônicos paleoproterozóicos identificados no sul do Bloco Serrinha. Primeiro um magmatismo (TTG)-cálcio-alcalino juvenil num contexto de arco, representado pelo granodiorito Teofilândia e pelo trondhjemito Barrocas (2,13 Ga), e em seguida um magmatismo mais tardio ferropotássico alcalino representado pelo granito Santa Rosa (2,07 Ga). Sugere-se que os granitoides (TTG)-cálcio-alcalinos da região de Teofilândia e do Bloco Serrinha sejam semelhantes aos granitóides birimianos juvenis do Oeste da África. A existência de três eventos tectônicos paleoproterozoicos no Bloco Serrinha foi demonstrada a partir do estudo sistemático das tramas magnéticas e microestruturas dos granitóides, combinado a dados isotópicos e de pressão. O primeiro, D1, caracterizado a partir da identificação de um núcleo granítico que conserva a sua estrutura magmática NS original nos granitóides cálcio-alcalinos, é provavelmente contemporâneo do arco magmático localizado no limite ocidental do Bloco Serrinha. O segundo, D2, identificado pelas suas pervasivas estruturas ortognáissicas de alta temperatura, de direção EW na região de Teofilândia, é atribuído à colisão entre o Bloco Serrinha e a fronteira leste do Cráton do São Francisco. Enfim, o evento D3 mais localizado, de direção EW, que ocorreu à baixa temperatura (Fácies Xisto Verde), em presença de fluidos, é responsável pelas mineralizações auríferas. Ele marca o fim da orogênese transamazônica na região de Teofilândia. Propõe-se um pólo paleomagnético (Long=314°E, Lat=1°N; dp=16,3, dm=16,6) de idade 2.080±17 Ma para o cráton do Congo-São Francisco. Os dados indicam que a magnetização remanente foi adquirida exatamente após o pico térmico do metamorfismo na Fácies Anfibolito, que corresponde ao evento D2. Este pólo paleomagnético, uma vez comparado com os pólos obtidos por outros autores para o Cráton do Congo-São Francisco, indica que este bloco não estava amalgamado com os crátons Amazônico e Oeste Africano durante o Paleoproterozóico. O estudo petrológico, a compilação dos dados isotópicos existentes, e as observações estruturais conduzem à uma síntese do Transamazônico no Bloco Serrinha. A Orogênese Transamazônica e o plutonismo associado são, no Brasil e na África Central, contemporâneos da intensa atividade magmática identificada no Oeste da África. Eles são a consequência de um super-evento do manto à 2,1 Ga. Os dados paleomagnéticos indicam que esta atividade, responsável da grande quantidade de crosta juvenil paleoproterozóica presente nestes cratons, é independente de suas posições no globo.

ABSTRACT - This study aims at decoding the successive events that are recorded in the Palaeoproterozoic granitoids of the Serrinha block, São Francisco craton (Bahia, Brazil), that are age-dated between 2.16 and 2.07 Ga (Transamazonian orogeny). This block forms a NS-directed ridge, which rotates abruptly towards EW in its southern part where the Teofilândia area is located. This area is characterized by volcano-sedimentary formations that are associated with granitic and gneissic rocks. It hosts the Fazenda Brasileiro gold mine whose mineralization is controlled by the EW-trending structures. The polyphase history of these rocks has been unraveled through studies of theirs microstructures, magnetic and mineral fabrics, mineralogy, geochemistry and paleomagnetism. The magmatic events related to the Transamazonian orogeny are represented by two plutonic episodes that were identified in the south of the Serrinha block. A former juvenile arcrelated calc-alkaline (TTG) magmatism, very similar to the juvenile Birimian granitoids of West Africa, is represented by the Teofilândia granodiorite and the Barrocas trondhjemite (2.13 Ga). A late subalkaline ferro-potassic magmatism is represented by the Santa Rosa granite (2.07 Ga). Three Paleoproterozoic tectonic events were identified in the Serrinha block granitoids from the systematic study of magnetic fabrics and microstructures, together with the isotopic and pressure data. The first event, D1, is characterized from the identification of a granitic core which preserves its original NS magmatic fabric. This magmatic activity and fabric is attributed to the magmatic arc that bordered the western limit of the Serrinha block. The second event, D2, identified by its pervasive HT-orthogneissic structures, EW-directed in the Teofilândia area, is attributed to the accretion of the Serrinha block at the eastern border of the São Francisco craton. The more local D3 event took place at lower temperature, in presence of fluids, at greenschist facies conditions. It marks the end of the Transamazonian orogeny in the area. A paleomagnetic pole (Long = 314°E, Lat = 1°N; dp =16.3, dm = 16.6) for the CongoSão Francisco craton at 2,080±17 Ma is proposed. Our data indicate that the magnetization was acquired after the climax of the amphibolite facies metamorphism, related to the high-T gneissic deformation event D2. This pole, together with the poles obtained by other authors in the CongoSão Francisco craton, indicates that the Serrinha block was not assembled with Amazon and West-Africa cratons in the Paleoproterozoic times. The petrological study, along with the compilation of existing isotopic data and the structural observations lead to a synthesis of the Transamazonian cycle in the Serrinha block. The Transamazonian orogeny and associated plutonism in Brazil and Central Africa is coeval with an intense magmatic activity in West Africa, as a consequence of a mantle superevent around 2.1 Ga. This mantle activity was responsible for the large amount of Paleoproterozoic juvenile crust that is present in these cratons irrespective of their position in the globe.

RÉSUMÉ Cette étude concerne le décryptage des événements successifs enregistrés dans les granitoïdes d'ages compris entre 2,16 et 2,07 Ga qui forment le bloc de Serrinha, craton de São Francisco, Bahia, Brésil. Ce bloc forme une dorsale de direction NS qui tourne brusquement vers la direction EW dans sa portion sud où se trouve la région se Teofilândia. Cette région, caractérisée par une association de roches volcano-sédimentaires, de granitoïdes et de gneiss, héberge le district aurifère de Fazenda Brasileiro dont les minéralisations sont contrôlées par les structures EW. Pour démêler l'histoire polyphasée de ces roches nous avons réalisé des études de leurs microstructures, de leurs fabriques magnétiques et minérales, de leur minéralogie, de leur géochimie et de leur paléomagnétisme. Les événements magmatiques liés à l’orogenèse transamazonienne sont représentés par deux épisodes plutoniques paléoprotérozoïques identifiés dans le Sud du bloc de Serrinha. D'abord un magmatisme (TTG)-calco-alcalin juvénile dans un contexte d'arc, représenté par la granodiorite de Teofilândia et la trondhjémite de Barrocas (2,13 Ga), et ensuite un magmatisme plus tardif ferro-potassique alcalin représenté par le granite de Santa Rosa (2,07 Ga). On suggère que les granitoïdes (TTG)-calco-alcalins de la région de Teofilândia et du bloc de Serrinha sont semblables aux granitoïdes birimiens juvéniles de l'Afrique de l'Ouest. L'existence de trois événements tectoniques paléoprotérozoïques dans le bloc de Serrinha a été démontrée à partir de l'étude systématique des fabriques magnétiques et des microstructures des granitoïdes, alliée aux données isotopiques et de pression. Le premier, D1, caractérisé à partir de l’identification d'un cœur granitique qui conserve sa structure magmatique NS originale dans les granitoïdes calco-alcalins, est probablement contemporain de l'arc magmatique qui a borné la limite ouest du bloc de Serrinha. Le second, D2, identifié par ses structures HTorthogneissiques, de direction EW dans la région de Teofilândia, est attribué à l'accrétion du bloc de Serrinha à la frontière est du craton de São Francisco. Enfin, l'événement D3 plus local, de direction EW, qui a fonctionné à plus basse température (faciès schistes verts), en présence de fluides, est responsable des minéralisations aurifères. Il marque la fin de l'orogenèse transamazonienne dans la région de Teofilândia. On propose un pôle paléomagnétique (Long=314°E, Lat=1°N; dp=16,3, dm=16,6) d’âge 2.080±17 Ma pour cette partie du craton Congo-São Francisco. Les données indiquent que l’aimantation a été acquise juste après le maximum thermique du métamorphisme de faciès amphibolite correspondant à l’événement D2. Ce pôle paléomagnétique, une fois comparé aux pôles obtenus par d´autres auteurs pour le craton Congo-São Francisco, indique que ce bloc n'était pas réuni aux cratons Amazonia et Ouest-Afrique pendant le Paléoprotérozoïque. L´étude pétrologique, la compilation des données isotopiques existantes, et les observations structurales mènent à une synthèse du cycle transamazonien dans le bloc de Serrinha. L'orogenèse transamazonienne et le plutonisme associé sont, au Brésil et en Afrique Centrale, contemporains de l'intense activité magmatique identifiée en Afrique de l'Ouest. Ils sont la conséquence d'un super-événement du manteau vers 2,1 Ga. Les données paléomagnétiques indiquent que cette activité, responsable de la grande quantité de croûte juvénile paléoprotérozoïque présente sur ces cratons, est indépendante de leur position dans le globe.