Nd-Sr isotopic geochemistry and U-Pb geochronology of the Fé granitic gneiss and Lajedo granodiorite: implications for paleoproterozoic evolution of the mineiro belt, southern São Francisco Craton, Brazil

Abstract

O gnaisse granítico Fé e o granodiorito do Lajedo são plutons félsicos associados à evolução paleoproterozóica do Cinturão Mineiro na porção sul do Craton São Francisco. O pluton Fé está localizado ao norte da zona de cisalhamento do Lenheiro - importante feição estrutural associada a falhas compartimentando regionalmente o cinturão Mineiro. Esta intrusão possui xenólitos de gnaisse e anfibolito do greenstone belt Rio das Mortes e de rochas máficas de corpos piroxeníticos - gabróicos que afloram nas proximidades. O granodiorito do Lajedo está localizado ao sul da zona de cisalhamento do Lenheiro, possui xenólitos de anfibolito do greenstone belt Nazareno e é intrusivo nas rochas metamáficas do corpo peridotítico - piroxenítico Forro e em rochas anfibolíticas do greenstone belt Nazareno. A composição modal do gnaisse granítico Fé é variável, de monzogranito a sienogranito; o pluton é peraluminoso e apresenta conteúdos de K2O compatíveis com tendências cálcio-alcalina médio K e cálcio-alcalina alto K, enquanto o pluton do Lajedo varia de granodiorítico a tonalítico, é peraluminoso e tem natureza cálcio-alcalina. O gnaisse granítico Fé possui idade U/Pb em zircão de 2191 ± 9 Ma e o granodiorito do Lajedo 2208 ± 26 Ma. Os isótopos de Nd e Sr dos dois corpos revelam que componentes crustais participaram da gênese dos protólitos em ambiente de arco plutônico, com proporções variáveis de componente juvenil (tipos DMM e EMI) de idade possivelmente paleoproterozóica. Em particular, as baixas razões iniciais 87Sr/86Sr encontradas para os dois plutons do cinturão Mineiro são consistentes com a participação de materiais máficos na gênese dos corpos estudados em vez de crosta profunda. Tectonicamente, os resultados geocronológicos, isotópicos e os dados geológicos do gnaisse granítico Fé e do granodiorito do Lajedo são compatíveis com etapas pré- e sintectônica do Cinturão Mineiro, quando foram gerados os corpos: quartzo diorito do Brito (2221 ± 2 Ma), o granodiorito Brumado de Cima (2219 ± 2 Ma), o granodiorito Brumado de Baixo (2218 ± 3 Ma), o quartzo monzodiorito Glória (2188 ± 29 Ma), o tonalito/trondhjemito Cassiterita (2162 ± 10 Ma), o diorito Rio Grande (2155 ± 3 Ma), o diorito Brumado (2131 ± 4 Ma) e o granito Cassiterita (2131 ± 7 Ma).The Fé granitic gneiss and Lajedo granodiorite belong to a voluminous felsic-mafic plutonism, tectonically linked to Paleoproterozoic magmatic evolution of the Mineiro Belt, southern portion of the São Francisco Craton, central-eastern Brazil. The Fé pluton is located north of the Lenheiros shear zone and is intrusive with respect to the Rio das Mortes greenstone belt and pyroxenite - gabbroic bodies, as indicated by xenoliths of gneiss and amphibolite, in the first case, and pyroxenite in the latter. The Lajedo granodiorite is located south of the Lenheiros shear zone and cuts the metamafic rocks of the Forro peridotite - pyroxenite and mafic and intermediate rocks of the Nazareno greenstone belt, as evidenced by xenoliths from the latter unit. The modal composition of the Fé granitic gneiss lies within the ranges of monzogranite and syenogranite. It is peraluminous and shows a large variation in K2O content, which implies a middle-K calc-alkaline to high-K calc-alkaline tendency. The Lajedo modal composition is consistent with granodioritic and tonalitic compositions. It indicates a predominantly peraluminous composition and calc-alkaline character. The U-Pb zircon crystallization age of the Fé granitic gneiss is 2191 ± 9 Ma, whereas the Lajedo granodiorite yields 2208 ± 26 Ma. The Nd/Sr characteristics of the Fé and Lajedo plutons are consistent with mixtures of enriched mantle (EMI-type), DMM and crustal components during magma genesis in a plutonic arc setting, while the low 87Sr/86Sr i ratios point to contribution of mafic rock protoliths during magma genesis. This is also in accordance with the characteristic xenoliths observed within the investigated plutons from the Nazareno and Rio das Mortes greenstone belts. The Fé granitic gneiss and Lajedo granodiorite show tectonic characteristics which are comparable to those of nearby coeval plutons: Brito quartz-diorite (2221 ± 2 Ma), Brumado de Cima granodiorite (2219 ± 2 Ma), Brumado de Baixo granodiorite (2218 ± 3 Ma), Gloria quartz-monzodiorite (2188 ± 29 Ma), Cassiterita Trondhjemite/Tonalite (2162 ± 10 Ma), Rio Grande diorite (2155 ± 3 Ma), Brumado diorite (2131 ± 4 Ma) and Ritápolis granite (2121 ± 7 Ma). As a whole, the integrated data and geologic setting of the plutons in the Mineiro belt define a well-constrained pre- to syntectonic phase of the Mineiro Belt to the period between 2221 and 2121 Ma