Paleogeografia e ambiente de deposição da Bacia Carajás : uma análise a partir de estudos geoguímicos, paleomagnéticos e isotópicos das rochas vulcânicas e jaspilitos do Grupo Grão-Pará

Abstract

O período de transição do Neoarqueano para o Paleoproterozoico (- 2,80-2,20 Ga) testemunhou diversos eventos evolutivos ambientais e biológicos interligados, dentro eles o aumento do oxigênio atmosférico como deduzido pelo desaparecimento de pirita detrítica e uraninita em conglomerados, pelo advento de red beds e pela deposição das maiores formações ferriferas bandadas (FFB) do mundo. Estabelecer as posições dos continentes e as condições paleoambientais durante o arqueano são dois dos desafios mais importantes das geociências atualmente. Esses desafios ocorrem, principalmente, devido às diversas limitações existentes na obtenção de dados geológicos e/ou geofísicos do início da história evolutiva da Terra, particularmente dados paleomagnéticos robustos. Neste estudo, a investigação paleomagnética de rochas basálticas da sequência vulcanossedimentar do Grão-Pará (- 2,75 Ga), situada na Província Mineral de Carajás, sudeste do Cráton Amazônico, permitiu apresentar a primeira reconstrução paleogeográfica para este bloco arqueano, com uma estimativa de paleolatitude para o bloco e a discussão de sua posição dentro das configurações dos supercontinentes arqueanos propostos anteriormente. A investigação paleomagnética foi conduzida em testemunhos de sondagens perfurados na mina de minério de ferro de Carajás, os quais interceptam os derrames de lava basáltica da Formação Parauapebas. Duas componentes de magnetização características, Cl e C2, foram isoladas e posteriormente usadas para calcular o pólo paleomagnético médio para cada uma: C1 (- 2759 Ma; 40,5ºE, -44,6ºS A95 = 6,5º, K = 18,5) e C2 (- 2745 Ma; 342,4ºE, -54,3ºS, A95 = 14,8º, K = 27,8). Nossos resultados, integrados às evidências geológicas, revelam que o bloco Carajás ocupava baixas latitudes na época, e poderia ter feito parte da configuração do supercráton Supervaalbara durante o Neoarqueano (— 2,75 Ga), em uma posição mais próxima da linha do Equador. Além disso, foi possível identificar uma sequência de três eventos de reversão magnética na sequência de derrames basálticos da Formação Parauapebas, o que potencialmente sugere a existência de um geodinamo dinâmico pré-2,7 Ga. Além disso, uma das ocorrências mais importantes de FFB no mundo está situada na Província de Carajás e está hospedada na sequência vulcanossedimentar do Grão-Pará. As formações ferriferas bandadas que tipificam muitas sucessões supracrustais arqueanas e paleoproterozóicas são excelentes arquivos da química da água do mar pré-cambriana e do ciclo de ferro. A FFB de Carajás presente no corpo N4W's está bastante preservada da deformação e metamorfismo regional, com a mineralogia e as texturas primárias extremamente preservadas, e oferece uma excelente oportunidade para estudar a gênese, o ambiente de deposição e as condições paleoambientais durante sua formação há aproximadamente 2,75 bilhões de anos atrás. A FFB de Carajás é constituída de intercalações milimétricas a centimétricas de bandas de hematita, jaspe e chert. Suas texturas e estruturas primárias ainda são preservadas como soft- sediment deformation, bandamento, microesferulitos, microflame e pinch and swell. A baixa quantidade de ALO3 (<1,0% em peso) e high field strength elements (<1 ppm) para a maioria das amostras de FFB indicam um ambiente de deposição essencialmente livre de material detrítico. No geral, os padrões de elementos terras raras e de ítrio (REY) mostram uma anomalia positiva fraca de La e uma anomalia positiva pronunciada de Eu (Eu / Eu pass = 1,86 - 5,05); embora a presença de anomalia verdadeira de Ce não seja evidente. Variações estratigráficas na composição isotópica de ferro, de até 0,80 %o (5'Fe = +1,10 a +1,90 %o) ao longo de dezenas a centenas de metros, sugerem mudanças na composição de isotópica de ferro da água do mar de Carajás durante períodos de alguns milhões de anos. Dados isotópicos do sistema Sm-Nd para as amostras da FFB de Carajás plotam ao longo de uma linha de correlação em um diagrama de isócrono convencional, que resultou em uma idade de 2707 + 118 Ma (MSWD = 230). Um subconjunto desses dados, com apenas amostras de FFB exibindo um melhor alinhamento (n = 20), forneceu uma idade isócrona mais velha de 2795 + 77 Ma (MSWD = 56). Ambas as idades das isócronas Sm—Nd foram concordantes com a idade mínima proposta de formação para os jaspilitos de Carajás, ou seja, —- 2745 Ma. Além disso, os jaspilitos mostram distribuição heterogênea da assinatura isotópica de Nd ao longo da sequência, sendo que as rochas amostradas perto do contato com os derrames basálticos (tipo II) tiveram valores negativos de eNd (t) (4,97 a —0,90). Enquanto isso, valores predominantemente positivos de eNd (t) (-0,84 a +5,40) foram observados nas demais amostras (tipo 1). O padrão dos REY e os dados isotópicos de Nd-Fe combinados sugerem que a deposição ocorreu principalmente em águas profundas distantes das massas continentais. A precipitação das BIFs ocorreu sob condições anóxicas e subóxicas em uma bacia do tipo rifte próxima aos centros de atividade vulcânica em um ambiente submarino com superimposição hidrotermal. Entretanto, uma quantidade considerável de oxigênio poderia estar presente em algumas porções do oceano evidenciada pela presença de anomalias negativas de Ce em algumas seções, sugerindo que as condições de oxidação emergentes poderiam ter influenciado a Bacia de Carajás antes do GOE.