U-Pb SHRIMP zircon dating of high-grade rocks from the Upper Allochthonous Terrane of Bragança and Morais Massifs (NE Portugal); geodynamic consequences

Bragança and Morais Massifs are part of the mega-klippen ensemble of NW Iberia, comprising a tectonic pile of four allochthonous units stacked above the Central-Iberian Zone autochthon. On top of this pile, the Upper Allochthonous Terrane (UAT) includes different high-grade metamorphic series whose age and geodynamic meaning are controversial. Mafic granulites provided U–Pb zircon ages at 399±7 Ma, dating the Variscan emplacement of UAT. In contrast,U–Pb zircon ages of ky- and hb-eclogites, felsic/intermediate HP/HT-granulites and orthogneisses (ca. 500–480 Ma) are identical to those of gabbros (488 ± 10 Ma) and Grt-pyroxenites (495 ± 8 Ma) belonging to a mafic/ultramafic igneous suite that records upper mantle melting and mafic magma crustal underplating at these times. Gabbros intrude the high-grade units of UAT and did not underwent the HP metamorphic event experienced by eclogites and granulites. These features and the zircon dates resemblance among different lithologies, suggest that extensive age resetting of older events may have been correlative with the igneous suite emplacement/crystallisation. Accordingly, reconciliation of structural, petrological and geochronological evidence implies that the development and early deformation of UAT high-grade rocks should be ascribed to an orogenic cycle prior to ≈500 Ma. Undisputable dating of this cycle is impossible, but the sporadic vestiges of Cadomian ages cannot be disregarded. The ca. 500–480 Ma time-window harmonises well with the Lower Palaeozoic continental rifting that trace the VariscanWilson Cycle onset and the Rheic Ocean opening. Subsequent preservation of the high heat-flowregime, possibly related to the Palaeotethys back-arc basin development (ca. 450–420 Ma), would explain the 461 ± 10 Ma age yielded by some zircon domains in felsic granulites, conceivably reflecting zircon dissolution/ recrystallisation till Ordovician times, long before the Variscan paroxysm (ca. 400–390 Ma). This geodynamic scenario suggests also that UAT should have been part of Armorica before its emplacement on top of Iberia after Palaeotethys closure.

Geoquímica dos granitóides de Aguiar da Beira, norte de Portugal

A área de Aguiar da Beira está integrada nos terrenos autóctones da Zona Centro-ibérica e é constituída essencialmente por rochas granitóides variscas instaladas durante e após a terceira fase de deformação (D3). As relações de campo mostram que estes granitóides intruíram formações metassedimentares de idade proterozóica superior-câmbrica e as sequências do Ordovícico e do Carbónico do sinclinal Porto-Sátão, cujo extremo SE aflora na área de estudo. Com base na cartografia publicada e nos dados de campo colhidos no âmbito deste trabalho, foi possível individualizar oito intrusões distintas: o granodiorito -granito biotítico de Sernancelhe, o granito gnaissoso de duas micas, o granito moscovítico-biotítico de Vila Nova de Paiva, o granodiorito-granito biotítico-moscovítico de Lagares e os granitos de Touro (biotítico-moscovítico), Aguiar da Beira (moscovítico-biotítico), Pera Velha / Vila da Ponte (biotítico-moscovítico) e Rei Mouro (moscovítico-biotítico). A presença de encraves microgranulares em cinco dos granitóides estudados sugere que os processos de mistura de magmas desempenharam um papel importante na sua petrogénese. As datações U-Pb obtidas em zircões e monazites durante o presente estudo permitiram subdividir os granitóides de Aguiar da Beira em três grupos, de acordo com as suas relações com a terceira fase de deformação (D3): granitóides sin-tectónicos (Sernancelhe e granito gnaissoso; 322-317 Ma), tardi-tectónicos (Vila Nova de Paiva, Lagares e Touro; 308-306 Ma), e tardi- a pós-tectónicos (Aguiar da Beira, Pera Velha / Vila da Ponte e Rei Mouro; 303297 Ma). As assinaturas geoquímicas de elementos maiores e traço dos granitóides estudados, em conjunto com os dados isotópicos Sr-Nd e δ18 (rocha total e zircão) apontam para uma contribuição significativa de protólitos crustais na génese destes magmas. Á excepção do granito gnaissoso, todos os granitóides possuem um carácter transicional entre os granitos do tipo I e do tipo S, o que apoiado pelos dados de geoquímica de rocha total e isotópica, e pela presença de encraves microgranulares de composição mais máfica presentes em muitos deles, indicia uma forte intervenção de processos de hibridização de líquidos de proveniência distinta (crustais e mantélicos), em diferentes proporções, na sua origem. Pelo contrário, as características geoquímicas e isotópicas do granito gnaissoso revelam claras afinidades com os granitos do tipo S, e sugerem que tenha derivado da anatexia de fontes exclusivamente supracrustais. No entanto, parte da variabilidade geoquímica e isotópica observada em todos os granitóides estudados só poderá ser explicada pela actuação de processos de cristalização fraccionada, especialmente intensos no caso do granito gnaissoso e dos granitos tardi- a PÓS-D3.

Granitos Variscos do Centro Norte de Portugal

A Cadeia Varisca Europeia, formada no final do Paleozóico, estende-se desde a Europa de Leste até à Península Ibérica e inclui extensas áreas ocupadas por rochas graníticas, representando, por isso, uma das regiões do globo em que mais se têm investigado os processos de reciclagem e acreção crustal em contexto de colisão continental. O Maciço Ibérico constitui o segmento mais ocidental do orógeno varisco europeu e uma das áreas onde a actividade plutónica está mais bem expressa e mostra uma maior diversidade tipológica. No Maciço Ibérico, em particular na Zona Centro Ibérica (ZCI), a intrusão de rochas granitóides de idade varisca está preferencialmente associada com a terceira fase de deformação (D3). De acordo com as suas relações com este evento de deformação, os granitóides da ZCI foram subdivididos em dois grandes grupos: sin-D3 e tardi-pós-D3. Em termos petrográficos e geoquímicos, os maciços graníticos sin- e tardi-pós-D3 têm sido integrados em duas séries principais: (a) a série dos granitos de duas micas e dos leucogranitos fortemente peraluminosos e (b) a série dos monzogranitos e granodioritos, metaluminosos a fracamente peraluminosos, com biotite ± anfíbola. Os granitos da primeira série apresentam uma filiação de tipo S e resultam da anatexia de materiais supracrustais durante o clímax de metamorfismo regional, enquanto.os granitóides da segunda série exibem características transicionais I-S e têm sido interpretados, quer como produtos da hibridização de magmas félsicos crustais com magmas básicos de proveniência mantélica, quer como resultantes da anatexia de protólitos metaígneos da crosta inferior. O trabalho realizado no batólito das Beiras revela que o clímax de metamorfismo regional foi atingido neste sector durante um evento extensional (D2), que foi acompanhado por intensa migmatização. No ínício da D3, o volume de fundidos crustais já seria suficientemente grande (ca. 15-35%) para que pudesse ocorrer a sua separação do resíduo sólido. Assim, durante a tectónica transcorrente D3, dá-se a ascenção, diferenciação e consolidação de abundantes quantidades de magmas graníticos, fortemente peraluminosos e isotopicamente evoluídos (tipo-S), que vêm a originar enormes batólitos de leucogranitos de duas micas, com idades entre 317-312 Ma. No final da D3, com a progressiva substituição do manto litosférico pela astenosfera, mais quente, diminui a densidade da coluna litosférica e ocorre o levantamento isostático e exumação da crusta. A fusão por descompressão da astenosfera gera líquidos básicos que hibridizam com os fundidos félsicos crustais, em proporções variáveis, e produzem magmas metaluminosos a ligeiramente peraluminosos, de afinidade calco-alcalina. A ascenção destes magmas terá tido lugar nos últimos estádios da deformação transcorrente e a sua instalação no nível crustal final ocorre após a D3, dando origem aos inúmeros maciços compósitos de granitóides biotíticos híbridos tardi-pós-cinemáticos, presentes no batólito das Beiras. Os dados de campo mostram que estes granitóides são intrusivos nos plutões sin-D3, cortam as estruturas regionais e provocam metamorfismo de contacto nas sequências do Carbónico Superior. Com base nas idades U-Pb obtidas em zircões e monazites, é possível datar este importante período de plutonismo granítico com 306-294 Ma. A assinatura geoquímica e isotópica dos granitóides híbridos tardi-pós-D3 revela que, para além da mistura de componentes com proveniência distinta (manto empobrecido e crusta continental), a sua evolução foi, em grande parte, controlada por processos de cristalização fraccionada (modelo AFC).

Plutonismo granítico varisco no Centro Norte de Portugal

O complexo batolítico das Beiras está localizado na Zona Centro Ibérica (ZCI), no centro norte de Portugal. É predominantemente composto por rochas granitóides instaladas em metassedimentos de idade Neoproterozóica - Câmbrica Inferior, Ordovícica e Carbonífera Superior, durante ou após a última fase de deformação dúctil varisca (D3). No seu conjunto, as rochas granitóides do Batólito das Beiras cobrem um amplo espectro de idades (sin-, tardi- e tardi-pós-D3) e tipologias (tipo S e transicionais I-S). Neste trabalho apresentam-se dados petrográficos, mineralógicos, geoquímicos e isotópicos para estas intrusões e discutem-se os principais processos envolvidos na sua génese.