LITOGEOQUÍMICA E DIVERSIFICAÇÃO MAGMÁTICA NA TRANSIÇÃO ENTRE OS ESTÁGIOS DE SUBDUCÇÃO E COLISÃO DO ARCO RIO DOCE, SISTEMA OROGÊNICO ARAÇUAÍ-RIBEIRA (SUDESTE DO BRASIL)

Introdução

O Arco Magmático Rio Doce (ou Supersuíte G1), no Sistema Orogênico Araçuaí-Ribeira (SE-Brasil), se desenvolveu a partir da subducção da paleoplaca São Francisco sob a paleoplaca Paraíba do Sul-Embu nos processos de acresção e colagem do Gondwana Ocidental (Tedeschi et al., 2016; Corrales et al., 2020; Soares et al., 2020; Pereira et al., 2023; Heilbron et al., 2025; e referências). É constituído por ortognaisses, metagranitoides e metagabros cristalizados entre 630 e 580 Ma e que remetem à uma típica suíte cálcio-alcalina expandida de um arco magmático continental (Heilbron et al., 2013, 2025; Tedeschi et al., 2016). Entre 605 e 580 Ma, contudo, intervalo de tempo que se sobrepõe com idades de metamorfismo regional na placa inferior, é observada uma diversificação de magmas no Arco Magmático Rio Doce (Corrales et al., 2020; Heilbron et al., 2025), processo ainda pouco abordado na literatura. Neste contexto, este trabalho caracteriza as diferentes faciologias do Arco Magmático Rio Doce no sul do estado do Espírito Santo a partir de novos dados de campo, petrografia, litogeoquímica e isótopos de Nd e Sr e geocronologia U-Pb em zircão, ao mesmo tempo em que investiga esta diversidade de magmas entre 610-580 Ma por meio de modelagem geoquímica e isotópica.

Método

O processamento das amostras (i.e., laminação, pulverização e concentração de minerais densos) foi realizada no Laboratório Geológico de Preparação de Amostras (LGPA/UERJ). As análises de litogeoquímica foram realizadas por meio de ICP-MS e ICP-OES no ActLabs (Ontário, Canadá). As análises isotópicas de Nd e Sr foram realizadas em espectrômetro de massas por ionização térmica (TIMS) TRITON ThermoFinnigan, do Laboratório de Geocronologia e Isótopos Radiogênicos (LAGIR/UERJ). As análises de geocronologia U-Pb em zircão, por sua vez, foram realizadas por LA-Q-ICP-MS Agilent 8900, da University of Portsmouth (UK).

Resultados e Discussão

Os dados de campo e petrografia permitem o reconhecimento e a caracterização de seis litotipos principais onde até então são cartografadas rochas do Arco Magmático Rio Doce: (I) Ortognaisses migmatíticos com enclaves máficos e ultramáficos; (II) Opx-metagranodioritos e Opx-metaquartzo-dioritos; (III) Metagabrodioritos; (IV) All-Grt-metassienogranitos; (V) (Opx)-Grt-metagranodioritos; e (VI) Hbl-Bt ortognaisses. As principais características de cada um destes litotipos são apresentadas na Tabela 01.

Os dados de litogeoquímica e as composições isotópicas de Nd e Sr, combinados aos dados de campo e petrografia, evidenciam múltiplas fontes para os magmas correspondentes a estes diferentes litotipos. Desta forma, são reconhecidos magmas derivados do manto (litotipo II), e magmas crustais tipo I (litotipos I, e VI), tipo S (litotipo V) e tipo A (litotipo IV), além de magmas máficos com afinidade IAT- Island Arc Tholeiite e OIB- Ocean Island Basalt (litotipo III).

Os dados de geocronologia U-Pb em zircão mostram idades de cristalização entre 607 e 581 Ma, com ampla sobreposição de idades pra maioria dos litotipos descritos: os litotipos (I) e (II) são os mais velhos (com cristalização entre 607 e 604 Ma), e também os únicos a registrarem idades metamórficas (entre 587e 582 Ma); na sequência tiveram a sua cristalização os litotipos (III)- entre 595 e 581 Ma, (IV)- em 592 ± 3 Ma, (V)- em 589 ± 3 Ma, e (VI)- entre 586-584 Ma. Os dados de geocronologia mostram ainda múltiplas populações de cristais de zircão herdados e/ou xenocristais, com idades que variam do Mesoarqueano (~3,03 Ga) ao Ediacarano (~600 Ma), sendo notável a presença de cristais com idades paleoproterozoicas (~2,1-2,0 Ga) e tonianas-criogenianas (~785-640 Ma). As composições isotópicas de Nd e Sr em rocha total, por sua vez, revelam εNd_i francamente negativo (entre -5,5 e -12,9) para todos os litotipos estudados, e ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i amplamente variável (entre 0,7092 e 0,7771).

Resultados preliminares de modelagem isotópica por mistura Nd-Sr e Nd-Nd (equação de Langmuir et al., 1978) sugerem que as assinaturas destas rochas podem ser o produto da mistura em diferentes proporções de ao menos quatro componentes (end-members): A- o manto enriquecido; B- rochas do embasamento paleoproterozoico (os complexos Quirino e Pocrane); C- rochas das raízes do próprio arco magmático Rio Doce; e D- rochas metassedimentares.

Conclusões

Conclui-se que a diversificação do magmatismo no arco Rio Doce entre 610 e 580 Ma possa estar relacionada à dinâmica do estágio final de construção do arco magmático e à reciclagem crustal associada à colisão deste sistema de arco cordilheirano com a margem do Paleocontinente São Francisco.

Agradecimentos

SM agradece à FAPERJ (n° E-26/201.499/2022) e ao CNPq (n° 200027/2023-9) pelas bolsas de doutorado e doutorado sanduiche, respectivamente. MH agrade à FAPERJ pelo fomento através do Programa de Apoio a Projetos Temáticos no Estado do Rio de Janeiro (n° E_28/2021), e ao CNPq através do INCT GeoAtlantico (n° 405653/2022-0).

Referencias

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Tedeschi, M., Novo, T., Pedrosa-Soares, A., Dussin, I., Tassinari, C., Silva, L.C., Gonçalves, L., Alkmim, F., Lana, C., Figueiredo, C., Dantas, E., Medeiros, S., De Campos, C., Corrales, F., Heilbron, M., 2016. The Ediacaran Rio Doce magmatic arc revisited (Araçuaí-Ribeira orogenic system, SE Brazil). J. South Am. Earth Sci., 68, 167–186. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2015.11.011.

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