Comparação entre o Complexo Juiz de fora e a Unidade Granulítica Ponte de Zinco: geocronologia U-Pb em zircão (LA-ICPMS), geoquímica isotópica e composição das fontes geradoras

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

A comparação entre o Complexo Juiz de Fora e a Unidade Granulítica Ponte de Zinco (Mangaratiba - RJ) revelou que existem diferenças significativas entre essas unidades. Na Unidade Granulítica Ponte de Zinco, são encontrados ortogranulitos de composição granítica e granodiorítica, que representam o embasamento da Unidade, denominada aqui de Ortogranulitos Ribeirão das Lajes. Dois outros litotipos ortoderivados também foram encontrados: (i) um ortognaisse com granada (MAN-JEF-03a), sendo que a granada ocorre de forma subordinada; (ii) ortognaisse leucocrático (MAN-JEF-04), com características miloníticas. Além dessas, rochas metassedimentares também afloram na Unidade Granulítica Ponte de Zinco. Foi interpretado que um ortogranulito (MAN-JEF-01a) de alto-K, com composição monzogranítica, cristalizou em ca. 2653 37 Ma (U-Pb em zircão por LA-ICPMS), afetado por um evento no Neoproterozóico, que gerou os minerais máficos hidratados, observados na análise petrográfica e como mostram as borda de sobrecrescimento em zircão. Sua idade modelo de Nd de 2,7 Ga e seu εNd positivo de +2,1, apontam para uma gênese mantélica, tendo assimilado rochas crustais, pois são encontrados grãos de zircão herdados de aproximadamente 2996 17 Ma e 3343 3.8 Ma. Os dados de litogeoquímica e sua razão 87Sr/86 Sr(t) (0,70529), são compatíveis com uma geração em um arco continental. O ortognaisses com granada do ponto MAN-JEF-03 possui composição granodiorítica. A idade de cristalização interpretada pela análise geocronológica U-Pb em zircão (LA-ICPMS), foi ca. 2117 15 Ma. Esse litotipo foi metamorfizado no Neoproterozóico, sendo a idade obtida pelo intercepto inferior de 631 40 Ma. Seus dados isotópicos apontam para uma rocha juvenil gerada a partir do manto (TDM ≈ de 2,1 Ga e εNd = +3,4). Sua alta razão 87Sr/86 Sr(t) (0,710 ) juntamente com os grãos de zircão herdados (2,6 Ga) e a presença de enclaves, indicam assimilação de rochas crustais. O ortognaisse leucocrático (MAN-JEF-04) classificado como alto-K, possui composição monzogranítica, idade 2132 9,4 Ma U-Pb em zircão (LA-ICPMS). Um único grão relíquiar de ortopiroxênio encontrado em lâmina,indica que a rocha já foi submetida a metamorfismo de fácies granulito, porém esse evento não deixou registro nos grãos analisados. O retrometamorfismo pode ter ocorrido em dois momentos, 647 11 Ma e 595 38 Ma, calculados através da concordia age, em sobrecrescimentos homogêneos e, pelo intercepto inferior, respectivamente. Sua baixa razão 87Sr/86 Sr(t) (≈ 0,703) associada com εNd positivo (+2,3) e sua idade modelo de aproximadamente 2,1 Ga, revelam que a rocha foi formada por um material mantélico juvenil. Já as análises geocronológicas em U-Pb em zircão (LA-ICPMS) na região de Juiz de Fora (MG), revelaram a existência de dois litotipos Arqueanos: um ortogranulito granodiorítico (MB-JEF-01b), de baixo-K com idade de 2849 11 Ma e com herança de 2975 10 Ma. Seu εNd positivo (+5,9) aponta para uma gênese a partir do manto depletado, já sua alta razão 87Sr/86Sr(t) (≈0,709) indica contaminação de Rb de fontes externas, talvez causada pela assimilação da crosta, como revelam os zircões herdados e/ou fluidos retrometamorficos. Outro litotipo é uma rocha gabróica do tipo E-MORB, cuja idade foi calculada em 2691 14 Ma, com retrometamorfismo ocorrido no intervalo de 604 67 Ma, obtida pelo intercepto inferior. Seu εNd igual a +3,4 e sua razão 87Sr/86 Sr(t) (≈0,701) mostram extração a partir do manto depletado. Novos dados isotópicos do CJF na região de Três Rios (RJ) e Juiz de Fora (MG), sugerem que os ortogranulitos calcioalcalinos podem representar grupos distintos. Rochas com εNd positivos são consequentemente associadas ao manto depletado, porém rochas com εNd negativos devem ter sido geradas por fusão crustal, que podem ser fusão de crosta inferior, devido a razão 87Sr/86 Sr(t) (0,70514) encontrada no amostra MB-JEF-02a (ortogranulito de alto-K) ou tendo a crosta contribuição nas gênese dessas rochas. Os ortogranulitos básicos possuem εNd positivos com baixas razões 87Sr/86 Sr(t), o que indica extração a partir do manto depletado, porém sua razões La/YbN e La/NbN maiores que 1, revelam alguma contribuição de uma fonte enriquecida, assim também mostram suas razões Pb/Pb, que são maiores do que as razões calculadas para evolução de Pb na Terra. Essas interpretações ainda podem ser estendidas para um ortoanfibolito da série alcalina, encontrado na região de Três Rios (RJ).

The comparison between the Juiz de Fora Complex JFC and the Ponte de Zinco Granulite Unit, (Mangaratiba RJ) has shown that there are some significant differences between those two units. At the Ponte de Zinco Granulite Unit, one can find ortogranulites with a granitic and granodioritic composition, this is embasement of the area, call here as Ribeirão das Lajes Ortogranulites. Two other ortoderived litotypes have also been found: (i) a orthogneiss with garnet, (MAN-JEF-03a), being that the garnet exists in a subordinated form; (ii) leucocratic orthogneiss, (MAN-JEF-04), with mylonitic characteristics. In addition to the latter, Metasedimentary rocks also spring up in the Unit. It has been interpreted that an organulite (MAN-JEF-01a) of a high-K, with a monzogranitic composition, has crystallized into ca. of 2653 37 Ma (U-Pb into zircon by LA-ICPMS), affected by a Neoproterozoic event generated biotite, hornblende and overgrowth rims on zircon grains. Its model age of Nd of 2,7 Ga and its positive εNd of + 2,1, indicates a genesis from the depleted mantle, having assimilated of the crust, as zircon grains have been found of approximately 2996 17 Ma and 3343 3.8 Ma. The data of litogeochemistry and its ratio 87Sr/86Sr(t) (0,70529), are compatible with a generation in a continental arc. The orthogneiss with garnet (MAN-JEF-03a) has a granodioritic composition. Its crystallizing age, as interpreted by geocronological analysis U-Pb on zircon (LA-ICPMS), was ca. of 2117 15 Ma. This litotype has been metamorphized on the Neoproterozoic, with an age of 631 40 Ma being obtained at the lower intercept. Its isotopic data indicates a young rock generated from the mantle (TDM = de 2,1 Ga e εNd = +3,4), its high ratio 87Sr/86Sr(t) (0,710), together with the inherited zircon grains (2,6 Ga) and the presence of an enclave, indicate the assimilation of crusty rocks. The leucocratic orthogneiss, (MAN-JEF-04) classified as high-K, possesses a monzogranitic composition, age 2132 9,4 Ma U-Pb on zircon (LA-ICPMS). One single grain of orthopyroxene found on lamina, which has been practically consumed by retrometamorphism, which might have happened in two moments, 647 18 Ma and 595 38 Ma, calculated through the age concordia, on homogeneous overgrowth and, by the lower intercept, respectively. Its low ratio 87Sr/86Sr(t) (0,0703) associated to the positive εNd (+2,3) and its model age of approximately 2,1 Ga, reveal that the rock was formed by a young mantle material. Now the geochronological analysis in U-Pb on zircon (LA- ICPMS) in the Juiz de Fora (MG) region, revealed the existence of two litotypes (Arqueanos): one ortogranulite granodioritic (MB-EF-01b), of low-K with an age of 2849 11 Ma and a heritage of 2975 10 Ma. Its e Nd positive (+5,9) indicates a genesis from the depleted mantle, but its high ratio 87Sr/86Sr(t) (0,709) indicates contamination of Rb from external sources, maybe caused by the crust assimilation, as the inherited zircons reveal and/or the retrometamorfic fluids. One other lipotype is a gabbroic of the type E-MORB, its age has been calculated in 2691 14 Ma, with a retrometamorphism that occurred in the interval of 604 67 Ma, obtained by the lower intercept. Its εNd equal to +3,4 and its ratio 87Sr/86Sr(t) (0,701) show the extraction from the depleted mantle. New isotopic data of CJF in the Três Rios (RJ) and Juiz de Fora (MG) regions, suggest that the calcium-alkaline ortogranulites may represent distinctive groups. There are rocks with positive εNd, which are associated to the depleted mantle, however rocks with negative εNd must have been generated by crustal fusion, which can be the fusion of the lower crust, due to the ratio 87Sr/86Sr(t) (0,70514) found in the sample MB-JEF-02a (ortogranulite of high-K) or mixture between the mantle and the crust. The basic ortogranulites possess positive εNd with low ratio 87Sr/86Sr(t), which indicates the extraction from the depleted mantle, nevertheless its ratio La/YbN and La/NbN higher than 1, reveal some contribution from an enriched source, as well as its ratio Pb/Pb, which is bigger than the ones calculated for the evolvement of Pb on Earth. These interpretations can still be extended to an alkaline metabasic, found in the Três Rios (RJ) region.