Provenance of metasedimentary rocks of the Western Pernambuco-Alagoas Domain: Contribution to understand the crustal evolution of southern Borborema Province

- Two metasedimentary rocks complex are recognized: the Cabrobó and the Riacho Seco.
- The domain was affected by the Brasiliano orogenesis in the assembly of Gondwana.
- Zircons provenance ages from the complexes range from Archean to Neoproterozoic.

The Borborema Province is a complex neoproterozoic orogen in northeastern Brazil, made of a mosaic of fault-bounded terrains and several metassedimentary sequences. In the present work, new zircon U-Pb provenance data for metasedimentary rocks in the Western Pernambuco-Alagoas Domain, southern part of the Province, are reported. Detrital zircon ages range from Archean to Neoproterozoic. Three samples of the Cabrobó Complex were investigated: (i) sillimanite-kyanite-garnet-biotite schist, which presented mostly Ediacaran and Cryogenian detrital zircon ages (youngest zircon at ca. 554 Ma) indicating erosion of neoproterozoic sources, (ii) garnet-biotite schist, which has a dominant Tonian/Stenian population, a less abundant Cryogenian (youngest zircon age at ca. 643 Ma) as well as Paleoproterozoic and Archean zircon grains, and (iii) tourmaline-muscovite quartzite, which contains detrital zircon varying in age between ca. 2.08 Ga and 1.57 Ga, and an abundant population close to the Meso/Paleoproterozoic boundary, possibly associated with the erosion of rocks formed during the Statherian taphrogenesis, known in the central part of the São Francisco Craton as well as in other areas of the Borborema Province. Two samples of the Riacho Seco Metasedimentary Complex were also investigated: (i) a biotite schist with a dominant population presenting ages mostly between 2.3 and 2.7 Ga (youngest zircon age at ca. 2023 Ma) and (ii) a magnetite-biotite-muscovite quartzite, having detrital zircon grains with ages ranging between ca. 1.9 and 2.7 Ga. The sedimentary rocks of the Riacho Seco Complex may have their origin related to the erosion of sources within the São Francisco Craton. The data for the Riacho Seco metasedimentary rocks, however, are not conclusive with respect to the depositional age of the original sedimentary rocks. The sequence might represent exposure of an old (Paleoproterozoic) sedimentary pile or, alternatively, it comprises a neoproterozoic passive margin sequence, with the original sediments derived from the erosion of the cratonic areas to the south.

RESUMOA Província Borborema é um complexo orógeno Neoproterozoico no nordeste do Brasil, composto por um mosaico de terrenos delimitados por falhas e várias sequencias metassedimentares. Neste trabalho, novos dados U-Pb de proveniência foram obtidos para rochas metassedimentares no Domínio Pernambuco-Alagoas Oeste, na parte sul da Província Borborema. Zircões detríticos têm idades variando desde o Arqueano ao Neoproterozoico. Três amostras do Complexo Cabrobó foram investigadas: (i) sillimanita-cianita-granada-biotita xisto, que apresentou uma importante população de zircões detríticos datando do Ediacarano e Criogeniano (zircão mais jovem com ca. de 554 Ma), indicando a erosão rochas ígneas neoproterozoicas, (ii) granada-biotita xisto, com população mais abundante datando do intervalo Toniano/Esteniano e menos abundante Criogeniano (idade mínima de zircão em ca. 643 Ma), bem como grãos paleoproterozoicos e arqueanos, e (III) turmalina-muscovita quartzito que contém zircões detríticos variando em idade entre ca. 2.08 Ga e 1.57 Ga, e uma população abundante perto do limite Meso/Paleoproterozoico possivelmente associado com a erosão das rochas formadas durante tafrogênese Estateriana, conhecida na parte central do Cráton do São Francisco como em outras áreas da Província Borborema. Duas amostras do Complexo Metassedimentar de Riacho Seco foram coletadas e analisadas: (I) biotita xisto com uma população mais abundante com idades entre 2.3 e 2.7 Ga (idade mínima de zircão com cerca de 2010 Ma.) e (II) magnetita-biotita-muscovita quartzito, apresentando grãos de zircões detríticos com idades entre ca. 1.9 e 2.7 Ga. As rochas sedimentares originais do Núcleo de Riacho Seco podem ter sua origem relacionada com a erosão de rochas do Cráton do São Francisco. Os dados para as rochas metassedimentares do Núcleo de Riacho Seco não são conclusivos com respeito à idade de deposição das rochas sedimentares originais. Elas podem representar a exposição de uma antiga (Paleoproterozóica) sequência sedimentar ou, alternativamente, uma sequencia de margem passiva Neoproterozoica, com os sedimentos originais sendo derivados da erosão das áreas cratônicas a sul.