Petrology, geochemistry, and geochronology of Paleoproterozoic volcanic and granitic rocks (1.89–1.88 Ga) of the Pitinga Province, Amazonian Craton, Brazil

This paper presents geochemical, petrographic, and geochronological data on the Uatumã magmatism in the Pitinga Province, where it is represented by volcanic rocks from the Iricoumé Group and granitic rocks from the Mapuera Suite. The Iricoumé Group (1.89–1.88 Ga) is constituted of the Divisor Formation (intermediate volcanic rocks), Ouro Preto Formation (acid effusive rocks), and Paraiso Formation (acid crystal-rich ignimbrites, surge deposits, and basic rocks). The volcanic sequence is intruded by granitoids from the Mapuera Suite (1.88 Ga), mainly represented by monzogranites and syenogranites. Structural and field relations suggest that caldera complex collapse controlled the emplacement of volcanics and granitoids of the Mapuera Suite. Subsequent structure reactivations allowed the younger Madeira Suite (1.82–1.81 Ga) to be emplaced in the central portion of the caldera complex. The felsic Iricoumé magmatism is mainly composed of rhyolites, trachydacites and latites, with SiO2 contents between 64 wt% and 80 wt%. The plutonic rocks from the Mapuera Suite present SiO2 between 65 wt% and 77 wt%. Volcanic and granitic rocks present identical geochemical characteristics and that is attributed to their co-magmatic character. The felsic volcanic rocks and granites are metaluminous to slightly peraluminous and show affinity with silica-saturated alkaline series or with A-type magmas. They have Na2O + K2O between 6.6% and 10.4%, FeOt/(FeOt + MgO) varying between 0.76 and 0.99, Ga/Al ratios between 1.5 and 4.9, like typical A-type rocks; and plot in the within-plate or post-collisional fields in the (Nb + Y) vs. Rb diagram. The Nb/Y ratios indicate that these rocks are comparable to A2-type granites. This magmatism can be related to the (i) potassic alkaline series, with low Sr content in the felsic rocks explained by plagioclase fractionation at low pressure and high temperature or, alternatively, (ii) a bimodal association where magma had high crustal influence. The similarity of the Iricoumé felsic magmatism with A2-type granitoids and their high ETRL/Nb ratios suggest its relation with mantle sources previously modified by subduction, probably in a post-collision environment. Alternatively, this can be interpreted as bimodal within-plate magmatism with contamination by crustal melts. In this context, the extreme F, Nb and Zr enrichment of Madeira Suite could be explained by the presence of a thin crust which favored the presence and continuity of convective systems in the upper mantle.

ResumoEste trabalho apresenta dados geoquímicos, petrográficos e geocronológicos do magmatismo Uatumã na Província Pitinga, onde é representado pelas rochas vulcânicas do Grupo Iricoumé e granitóides da Suíte Mapuera. O Grupo Iricoumé (1.89–1.88 Ga) é constituído pela Formação Divisor (vulcanitos intermediários), Formação Ouro Preto (efusivas ácidas) e Formação Paraíso (ignimbritos ácidos ricos em cristais, depósitos tipo surge e raras rochas básicas associadas). A sequência vulcânica é intrudida por granitóides da Suíte Mapuera (1.88 Ga), representados principalmente por monzogranitos e sienogranitos. Relações estruturais e de campo sugerem ambientes associados a abatimento de caldeiras, controlando o posicionamento das rochas vulcânicas e plutons graníticos da Suíte Intrusiva Mapuera. Subsequentes reativações das estruturas tectônicas permitiram o posicionamento da Suíte Madeira (1.82–1.81 Ga) na porção central do complexo de caldeiras. O magmatismo Iricoumé é predominantemente composto por riolitos e traquidacitos, latitos com conteúdos de SiO2 entre 64% e 80%. Os termos plutônicos da Suíte Mapuera apresentam teores de SiO2 entre 65% e 77%. Rochas vulcânicas e graníticas apresentam características geoquímicas que se sobrepõem, o que é atribuído ao seu caráter co-magmático. Ambas são metaluminosas a levemente peraluminosas e mostram características geoquímicas consistentes com afinidade potássica alcalina e com magmas do tipo-A. Apresentam conteúdos de Na2O + K2O entre 6.6% e 10.4%, razões FeOT/(FeOT + MgO) variando de 0.76 a 0.99, razões Ga/Al entre 1.5 e 4.9, similares às de rochas tipo-A, e se posicionam no campo dos granitóides intra-placa ou pós-colisionais no diagrama (Nb + Y) versus Rb. A razão Nb/Y indica que são comparáveis a rochas tipo A2. Sugere-se que o magmatismo pode ser relacionado (i) à série alcalina potássica, com baixo conteúdo de Sr explicado pelo expressivo fracionamento do plagioclásio sob baixa pressão e alta temperatura ou, alternativamente, (ii) a uma associação bimodal onde magmas ácidos tiveram forte influência crustal. A similaridade do magmatismo Iricoumé com granitóides do tipo A2 e a alta razão ETRL/Nb sugerem sua relação com fontes mantélicas previamente modificadas por subducção, provavelmente em ambiente pós-colisional. Alternativamente, pode ser interpretado como magmatismo bimodal intra-placa com maior participação de fusões crustais. Neste contexto, o extremo enriquecimento em flúor, Nb e Zr da Suíte Madeira poderia ser explicado pela presença de uma crosta fina, favorecendo a presença e a continuidade de sistemas convectivos no manto superior.