Registros do rift mesoproterozoico na Faixa Ribeira Sul, Paraná, Brasil : estudo comparativo entre as formações Perau e Betara, Terreno Apiaí

Abstract

Resumo: A presente tese tem como objetivo o estudo da evolução tectônica e o entendimento do contexto deposicional e estratigráfico das formações Perau e Betara, inseridas no Terreno Apiaí, Faixa Ribeira Sul, no Estado do Paraná, Brasil. Essas formações contemplam rochas metassedimentares depositadas em bacias extensionais tipo rift. Elas apresentam similaridades em seus conjuntos litológicos que permitiram sua correlação por diversos autores, desde a década de 80 até trabalhos recentes. Ambas as formações estão sobrepostas às rochas paleoproterozoicas dos Núcleos Tigre e Betara, de idade Estateriana ~1,75 Ga. As formações Perau e Betara apresentam três sequências litológicas: i) Sequência Basal, formada por metapsamitos; ii) Sequência Intermediária, formada por mármores e rochas calciossilicáticas; e iii) Sequência Superior, formada por metapelitos e rochas metabásicas encaixadas como sills. Estas apresentam idades Calimianas entre 1,45- 1,50 Ga e configuram o principal marco geocronológico que atribui às formações Perau e Betara idade de deposição durante o Mesoproterozoico. Com a finalidade de testar a hipótese de cogeneticidade e/ou cronocorrelação entre as formações, bem como entender melhor o contexto tectônico em que foram depositadas, rochas metabásicas e quartzitos da Sequência Basal foram coletadas como objeto de estudo. Além disso, os trabalhos de campo permitiram a identificação de plagiogranitos cogenéticos às rochas metabásicas, nunca tendo sido reportados na literatura. As rochas metabásicas e plagiogranitos foram estudadas por meio de análises petrográficas, litogeoquímicas e datadas por U-Pb em zircão. Os protólitos das rochas metabásicas são doleritos encaixados como sills, subalcalinos da série toleítica, e apresentam assinaturas tipo T-MORB. A cristalização fracionada, com variável grau de contaminação crustal, é o principal processo petrogenético que controla a evolução magmática, culminando com a cristalização de plagiogranitos. Idades de cristalização das metabásicas em 1448 ± 14 Ma e dos plagiogranitos em 1444 ± 10 Ma, obtidas por U-Pb em zircões, comprovam sua cogeneticidade. Como ambiente tectônico gerador deste magmatismo, é proposto ambiente extensional tipo rift, em uma litosfera adelgaçada, culminando na formação de uma margem passiva tipo "magma-poor". As idades de zircões detríticos dos quartzitos da Sequência Basal das formações Perau e Betara permitiram a confirmação de cronocorrelação entre elas, devido às similaridades de máxima sedimentação em ~1,75 Ma, bem como de idades-fonte. O amplo range de idades-fonte permitiu inferir ambientes deposicionais extensivos tipo rift-margem passiva, corroborando com interpretações obtidas por meio do estudo do magmatismo básico. A partir da hipótese do Cráton Paranapanema como a margem continental das sequências sedimentares da Faixa Ribeira, correlacionamos as idades de zircões detríticos das formações Perau e Betara com bacias cronocorrelatas na Faixa Araçuaí e Dom Feliciano, nas quais as fontes continentais estão diretamente relacionadas aos crátons São Francisco e Rio de la Plata. Os resultados indicam que as fontes do Cráton Paranapanema apresentam assinaturas mistas entre São Francisco e Rio de la Plata, indicando uma possível continuidade física anterior à fase rift Calimiana. Este evento tafrogênico associado ao magmatismo básico registrado em diversos crátons durante 1,45-1,50 Ga pode estar relacionado à quebra de parte do Supercontinente Columbia.

Abstract: This thesis aims to study the tectonic evolution and understand the depositional and stratigraphic context of the Perau and Betara formations, which are part of the Apiaí Terrain in the Southern Ribeira Belt, Paraná State, Brazil. These formations comprise metasedimentary rocks deposited in rift-type extensional basins. They exhibit lithological similarities that have allowed their correlation by various authors, from the 1980s to recent research. Both formations overlie the Paleoproterozoic rocks of the Tigre and Betara Nuclei, with a Statherian age of approximately 1.75 billion years, serving as their basement. These formations consist of three lithological sequences: i) Basal Sequence, composed of metapsammites; ii) Intermediate Sequence, comprising marbles and calc-silicate rocks; and iii) Upper Sequence, consisting of metapelites and metabasic rocks intruded as sills. These metabasic rocks yield Calymmian ages between 1.45-1.50 billion years, establishing a key geochronological marker for the deposition of the Perau and Betara formations during the Mesoproterozoic. To test the hypothesis of chrono-correlation between these formations and gain a better understanding of the tectonic context in which they were deposited, metabasic rocks and quartzites from the Basal Sequence were sampled for study. Furthermore, fieldwork allowed the identification of cogenetic plagiogranites associated with metabasic rocks, which have not been previously reported in the literature. Metabasic rocks and plagiogranites were studied through petrographic and lithogeochemical analyses and dated using U-Pb zircon dating. The protoliths of the metabasic rocks are subalkaline tholeiitic dolerites intruded as sills, displaying T-MORB-type signatures. Fractional crystallization, with variable degrees of crustal contamination, is the primary petrogenetic process controlling magmatic evolution, culminating in the crystallization of plagiogranites. U-Pb zircon dating yielded crystallization ages of 1448 ± 14 Ma for metabasic rocks and 1444 ± 10 Ma for plagiogranites, confirming their cogenetic nature. The proposed tectonic setting responsible for this magmatism is an extensional rift environment within a thinned lithosphere, ultimately leading to the formation of a "magma-poor" passive margin. The detrital zircon ages from the quartzites of the Basal Sequence of the Perau and Betara Formations confirm chrono-correlation between these formations due to similarities in maximum sedimentation ages around ~1.75 Ma, as well by similar source ages. The broad range of source ages suggests extensive rift-type depositional environments that align with interpretations derived from the study of basic magmatism. Based on the hypothesis of the Paranapanema Craton serving as the continental margin of the sedimentary sequences in the Ribeira Belt, we correlated the detrital zircon ages of the Perau and Betara Formations with chrono-correlative basins in the Araçuaí and Dom Feliciano Belts, where continental sources are directly related to the São Francisco and Rio de la Plata cratons. The results indicate that the sources from the Paranapanema Craton exhibit mixed signatures from the São Francisco and Rio de la Plata cratons, suggesting a possible physical continuity predating the Calymmian rift phase. This taphrogenic event, associated with basic magmatism recorded in various cratons during 1.45-1.50 Ga, may be linked to the fragmentation of a portion of the Supercontinent Columbia.