Geoquímica, Geologia isotópica e aspectos petrológicos dos diques máficos Pré-Cambrianos da região de Lavras (MG), porção sul do Cráton do São Francisco

Na região de Lavras - Bom Sucesso (Minas Gerais), localizada na porção extremo sul do Cráton do São Francisco alojam-se corpos de diques máficos pré-cambrianos diagnósticos da existência de no mínimo dois enxames. Tais diques, são intrusivos principalmente em crosta arqueana (2790 - 2660 Ma) que foi parcialmente retrabalhada no Paleoproterozóico (2140 - 1980 Ma) sendo que parte deles secciona as supracrustais do Supergrupo Minas na Serra de Bom Sucesso. Orientam-se preferencialmente a N40 graus - 60 graus W, \'N20 POT.0\' - \'40 POT.o E\', N-S e subordinadamente a \'N10 POT.o\' - \'30 POT.o\' W, \'N50 POT.o\' - \'70 POT.o\'E e E-W. Em geral, os diques com direções \'N40 POT.o\' - \'60 POT.o\'W são os mais espessos (até 100m) e os mais longos (até 30 km). Estudos petrográficos e dados de campo permitem subdividir os diques máficos nos seguintes grupos: 1) diques básicos noríticos (DBN); 2) diques básicos - 1 (\'DB IND.1\'), 3) diques básicos - 2 (DB IND.2); 4) diques metabásicos (DMB); 5) diques anfibolíticos (DA). Similaridades mineralógicas (e.g. presença de biotita como acessório e bronzita) são assinaladas entre os \'DB IND.1\' e DBN. Dados geoquímicos revelam que os \'DB IND.1\' se constituem no prosseguimento evolutivo dos DBN, sendo o conjunto denominado de suíte básico norítica. Por outro lado, os tipos não metamórficos \'DB IND.2\' se constituem em um grupo composicionalmente diferente denominado de suíte básica. Os diques desta suíte são predominantemente basaltos toleíticos, enquanto aqueles da suíte básico norítica são representados por basaltos e andesi-basaltos toleíticos. Quimicamente, a evolução dos piroxênios reafirma a afinidade toleítica destas suítes. As similaridades químicas e os dados Rb-Sr sugerem que os diques metamórficos (DMB e DA) estejam relacionados à evolução da suíte básica. Elementos maiores e traços assinalam diferenças composicionais significativas entre os diques máficos da suíte básica e aqueles da suíte básico norítica. Para o mesmo índice evolutivo [mg(0,15)# 0,50] os diques da suíte básico norítica apresentam maiores concentrações em: \'SiO IND.2\'(55 vs 51%); \'K IND.2 O\'(1,2 vs 0,5%); Rb (40 vs 10 ppm); Sr (225 vs 140 ppm); Ba (300 vs 90 ppm) e menores concentrações em: FeOt (10 vs 13%); CaO (9 vs 10%) e Y (23 vs 35 ppm), quando comparados aos diques da suíte básica. As variações nos valores da razões Zr/Ba (0,23 a 0,73 vs 0,61 a 3,10), Zr/Ce (2,8 a 4,0 vs 3,7 a 5,9) e Zr/Rb (1,9 a 5,7 vs 4,0 a 24,6), são sempre menores para os exemplares básico noríticos, ratificando as diferenças químicas entre as suítes. Adicionalmente, os padrões dos elementos terras raras (ETR) também são significativamente diferentes. Em geral, os diques da suíte básico norítica apresentam, valores mais elevados nas razões \'La IND.N\'(6,1 a 5,8 vs 2,0 a 1,6), \'La IND.N\'/\'Sm IND.N\'(3,5 a 3,0 vs 1,6 a 1,4) e \'Sm IND.N\'/\'Yb IND.N\'(2,0 a 1,9 vs 1,3 a 1,1) do que os diques da suíte básica. Estes dados sugerem a presença de duas suítes geoquímicas distintas, que possivelmente sofreram processos de enriquecimento em ETR leves comparativamente aos basaltos da cadeia meso-oceânica (\"MORB\"). Análises Rb-Sr, Sm-Nd, K-Ar e \'ANTPOT.40 Ar\'- \'ANTPOT 39 Ar\' indicam a ocorrência de duas gerações pré-cambrianas de magmatismo fissural na região. A geração mais antiga é representada pelos diques da suíte básico norítica, cujos dados Sm-Nd em concentrados minerais e rocha total proporcionaram uma isócrona de 2.658 \'+ OU -\' 44 Ma (1\'sigma\'), razão inicial \'ANTPOT 143 Nd\'/\'ANTPOT 144 Nd\'(\'ND IND.1\') de 0,50916 \'+ OU -\'0,00005 (12 pontos e MSWD \'APROXIMADAMENTE IGUAL A\' 3). Esta idade é interpretada como a idade de intrusão. Dados Rb-Sr produziram uma errócrona com idade aparente de 2.788 \' + OU -\' 79 (1\'sigma\'), razão \'ANTPOT 87 Sr\'/\'ANTPOT 86 Sr\' inicial (\'Sr IND.i\') de 0,70110 \'+ OU - \' 0,00048 (\'MSWD ÁPROXIMADAMENTE IGUAL A \'31). O alto MSWD pode estar relacionado a distúrbios isotópicos ou a características originais da fonte ou ambos. A segunda geração de diques é representada pela suíte básica, cuja idade de intrusão é inferida com base em uma errócrona Rb-Sr [1.875 \'+ OU -\' 101 Ma (1\'sigma\'), \'Sr IND.i\' igual a 0,70255 \'+ OU -\' 0,00028 e MSWD = 24] e relações de contemporaneidade com o Granito Tabuões, este anteriormente datado pelo método Rb-Sr em 1.932 \'+ OU -\'21 Ma. A evolução isotópica do Sr e Nd indica que os diques da suite básico norítica [\'\'epsilon\'(Nd) - -2,5 a + 6; \'\'epsilon (Sr) = -18 a + 37} os diques da suíte básica [\'\'épsilon\'(Nd) = -5,3 a -0,6; \'\'epsilon\'(Sr) = -7 a +40] predominantemente derivaram de uma fonte enriquecida comparativamente a \"Terra Global\". Contudo, duas amostras da suíte básico norítica plotam no quadrante \'epsilon\'(Nd) vs \'epsilon\'(Sr) empobrecido, indicando heterogeneidade que é típica de fonte litosférica. O conjunto de dados geoquimicamente (e.g. \'SiO IND.2\', \'K IND.2 O\', Ba) aliados aos dados isotópicos de Sr e Nd, não demonstram evidências de contaminação crustal durante o processo intrusivo. As suítes básico norítica (2,65 Ga) e básica (1,9 Ga), evoluiram a partir de magmas quantitativamente compatíveis com processos de cristalização fracionada e caracterizados pela heterogeneidade em pequena escala. Tais magmas se originaram, no entanto, a partir de duas fontes geoquimicamente distintas. Uma propiciou a suíte básico norítica e é caracterizada por anomalias negativas de Nb, P, Sm e Ti. A outra propiciou a suíte básica e é caracterizada pelas anomalias negativas de Ba, K, Sr e Eu e pela anomalia positiva de Th. Estes dados, demonstram um comportamento diferenciado entre o manto litosférico do Neoarqueano e aquele do Paleoproterozóico. Adicionalmente, a anomalia negativa de Nb da suíte básico norítica (2,65 Ga), sugere que o manto litosférico no Neoarqueano possa ter sido fertilizado através de um processo de subducção envolvendo crosta oceânica e/ou sedimentos terrígenos continentais. Comparações isotópicas e geoquímicas dos diques de Lavras com outros enxames de diques no âmbito do Cráton do São Francisco revelam que a suíte básica (1,9 Ga) apresenta similaridades composicionais com o enxame de Uauá (Bahia), entre outros, sugerindo um possível manto subcontinental geoquimicamente similar em diferentes porções do segmento cratônico. Tectonicamente, os diques da suíte básico norítica (2.658 Ma) intrudiram a crosta continental sob regime extensional após o Evento Rio das Velhas (2.780 - 2.700 Ma), ilustrando os processo finais de estabilização do Complexo Campo Belo. Os diques da suíte básica (1.875 Ma), teriam se colocado durante a tectônica extensional associada aos estágios finais da orogenia transamazônica, responsável pelo desenvolvimento do Arco Magmático Mineiro.

At least two Precambrian mafic dyke swarms are located in Lavras - Bom Sucesso region in the Southern part of São Francisco Craton (Minas Gerais State, Brazil). Such dykes are intrusive into Archean rocks of the Campo Belo Complex (2790 - 2660 Ma) that were reworked in the Paleoproterozoic (2140 - 1980 Ma) and some of them intruded the supracrustals of the Minas Supergroup. The dykes trend preferably N40°-60°W, N20°-40°E, N-S and subordinantly N10°-30°W, N50°-70°E, E-W orientations, and those oriented N40°-60°W are the tickest (until 100 m) and the longest dykes (until 30 km). Petrographic studies and field data support the subdivision of the dykes in the following groups: 1) basic-noritic dykes (BND); 2) basic dykes 1 (BD1); 3) basic dykes 2 (BD2); 4) metabasic dykes (MBD); 5) amphibolitic dykes (AD). The BD1 has similar mineralogical composition (e.g. biotite accessory and bronzite) when compared to the BND. Geochemical data show that the BD1 and BND belong to a same group named basic-noritic suite, the former being the more evolved member in the suite. On the other hand, BD2 is compositionally different from this suite and is named basic suite. The basic suite dykes are predominantly tholeiitic basalts while the basic-noritic suite comprises tholeiitic basalts and tholeiitic andesi-basalts. The chemical similarities and Rb-Sr isotope data suggest that the metamorphic dykes (MBD and AD) are related to the basic suite evolution. Major and trace elements reveal significant compositional variations between these two dyke suites. The basic-noritic suite displays higher contents of SiO2 (55 vs 51%), K2O (1.2 vs O.5%), Rb (40 vs 10 ppm), Sr (225 vs 140 ppm), Ba (300 vs 90 ppm) than those from the basic suite, based on similar mg# values [(\'Mg POT. +2\' / \'Mg POT. +2\' + \'Fe POT. +2) to Fe2O3=0.15]. Basic-noritic and basic suites are distinct in terms of Zr/Ba, Zr/Ce and Zr/Rb ratios. The basic-noritic suite has Zr/Ba (0.23 to 0.73), Zr/Ce (2.8 to 4.0) and Zr/Rb (1.9 to 5.7) ratios usually lower than those of the basic suite (higher than 0.61, 3.7 and 4.0, respectively). The REE patterns also indicate significant differences: basic-noritic suite rocks have higher normalized \'La IND. N\' / \'Yb IND. N\' (6.1 to 5.8), \'La IND. N\' / \'Sm IND. N\' (3.5 to 3.0) and \'Sm IND. N\' / \'Yb IND.N (2.0 to 1.9) values compared to those of the basic suite rocks (2.0 to 1.6; 1.6 to 1.4; 1.3 to 1.1, respectively). These data indicate that the Lavras dykes derived from two different geochemical suites both enriched in LREE when compared to MORB. Rb-Sr, Sm-Nd, K-Ar and \'ANTPOT. 40 Ar\' - \'ANTPOT. 39 Ar\' dates, reveal the existence of two generations of the Precambrian mafic dykes in the study area. The oldest generation, the basic-noritic suite, presents a Sm-Nd mineral and whole rock isochron that yielded a \'ANTPOT. 143 Nd\' / \'ANTPOT 144\' Nd initial ratio of the 0.50916 ± 0.00005 (12 points; MSWD \'aproximadamente\' 3) and age of 2,658 ± 44 Ma (1\'sigma\') and \'ANTPOT. 87 Sr/ANTPOT. 86 Sr\' initial (Sr1) of 0.70110 ± 0.00048 (MSWD \'aproximadamente\" 31). The second generation of dykes comprises a basic suite and has a Rb-Sr errorchron age of 1,875 ± 101 Ma (1\'sigma\'), \'Sr IND. 1\' of 0.70255 ± 0.00028 and MSWD of 24 (7 points). In addition, according to field relation these dykes are contemporaneous to the Tabuões granite (Rb-Sr age of 1,932 ± 21 Ma). The variation in the \'épsilon\' (Nd) and \'épsilon\' (Sr) values on the basic-noritic [\'épsilon\'(Nd) = -2.5 to +6; \'épsilon\'(Sr) = -18 to +37, for \'T IND.0\' = 1.9 Ga] indicates that these suites are derived predominantly from an enriched source comparing to the Bulk Earth. However two samples of the basic-noritic plot on the depleted quadrant of the \'épsilon\'(Nd) vs \'épsilon\'(Sr) diagram and this indicates a heterogeneity of the lithospheric mantle source. Furthermore, the plot all of these data in an \'épsilon\'(Nd) vs \'épsilon\'(Sr) diagram might suggest a radiogenic Sr and Nd contamination of the basic-noritic suite from the Archean crust during the intrusion. Nevertheless, this assessment is not supported neither by the negative correlation between SiO2, K2O, Rb, Sr and \'ANTPOT. 87 Sr\'/ \'ANTPOT. 86 Sr initial ratios not the positive correlation with the \'ANTPOT. 143 Nd\'/ \'ANTPOT. 144\' Nd initial ratios. The basic-noritic and basic suites are consistent with magmas which evolved from fractional crystallization processes, derived from two different sources. One of them provided a basic-noritic suite and it is characterized by negative anomalies of Nb, P, Sm and Ti. The other one provided the basic suite and it is characterized by negative anomalies of Ba, K, Sr, Eu and positive anomaly of Th. These data suggest a lithospheric mantle with compositional differences from the Neoarchean to Paleoproterozoic times. In addition, the Nb negative anomaly indicates a lithospheric mantle in the Archean, probably metassomatized, by crustal components related to dehydration of a subducting slab processes.