The late- to postorogenic transition in the Apiaí domain, SE Brazil: Constraints from the petrogenesis of the Neoproterozoic Agudos Grandes Granite Batholith

A remarkable change in the typology of granite magmatism occurred during the late evolution of the Agudos Grandes Batholith (Apiaí domain, SE Brazil), marked by the appearance of A-type granites some 10–15 Myr after the last manifestations of the compressional period. The elemental and Sr–Nd isotope geochemistry of the approximately 600 Ma, “late-orogenic”, moderately peraluminous Piedade, Serra dos Lopes, and Pilar do Sul granites shows that the middle crust was heated to approximately 820–850 °C during the latest stages of the compressional period and generated large amounts of melt through biotite dehydration–melting of gneiss protoliths. These crustal magmas either formed independent intrusions or mixed in varied proportions with raising high-K calc-alkaline magmas, as suggested by continuous trends toward more mafic granites (65–70 wt% SiO2), which have the geochemical signature of contaminated calc-alkaline magmas. The postorogenic granites occur as two subgroups with different age (∼585 and ∼565 Ma), both with the chemical fingerprints typical of A-type granites (low mg#, Ba, and Sr; high Zr, Hf, Nb, and Y), interpreted as a result of crustal melting at lower P, fO2, and a(H2O) and higher T (up to 870 °C, indicated by zircon saturation). Significant trace-element and radiogenic isotope contrasts (e.g., εNdT = −16 vs. −11) show that the two postorogenic subgroups derived from different sources. A Sr–Nd isotope signature nearly identical to the “end-member” late-orogenic crustal melts suggests that the older postorogenic granites derived from a similar (but probably less fertile) source. The less negative εNdT of the young subgroup is unmatched by known crustal sources in the Apiaí domain and may have resulted from either an infracrustal component or mobilization of an unexposed section with less crustal residence time.

ResumoUma mudança notável na tipologia do magmatismo granítico ocorreu durante a evolução tardia do Batólito Agudos Grandes (Domínio Apiaí, SE do Brasil), marcada pelo aparecimento de granitos de tipo A cerca de 10–15 milhões de anos após as últimas manifestações do perı´odo compressional. A geoquı´mica elemental e a isotopia Sr–Nd dos granitos “tardi-orogênicos” (∼∼600 Ma), de caráter moderadamente peraluminoso (plútons Piedade, Serra dos Lopes e Pilar do Sul) mostra que a crosta intermediária foi aquecida a ∼820–850 °C durante os estágios tardios do período compressional, gerando expressivos volumes de fundido em reações de desidratação-fusão associadas à quebra da biotita a partir de protolitos gnáissicos. Esses magmas crustais formaram intrusões independentes ou se misturaram em proporções variadas com magmas cálcio-alcalinos em ascensão, como sugerem as tendências composicionais contínuas para granitos mais máficos (65–70% SiO2). Os granitos pós-orogênicos ocorrem em dois grupos de idade (∼585 Ma e ∼565 Ma), ambos com a assinatura geoquı´mica tı´pica de granitos de tipo A (baixo mg#, Ba, Sr; alto Zr, Hf, Nb, Y), que são interpretados como o resultado de fusão crustal a P, fO2 e a(H2O) mais baixos e T mais alta (até 870°C, como indicado pela saturação em zircão). Contrastes significativos de elementos traço e isótopos radiogênicos (e.g., εNdT = −16 vs. −11) mostram que os dois grupos pós-orogênicos derivaram de fontes distintas. Uma assinatura isotópica Sr–Nd quase idêntica à dos fundidos crustais tardi-orogênicos sugere que os granitos pós-orogênicos mais antigos podem derivar de uma fonte similar (mas provavelmente menos fértil). O εNdT menos negativo do grupo mais jovem não encontra paralelo em fontes crustais conhecidas no Domı´nio Apiaı´, e pode resultar seja de um componente infracrustal, seja da mobilização de uma seção não exposta com menor tempo de residência crustal.