Resumo
Esse trabalho discute a formação da faixa granulítica de ultra-alta temperatura (UHT) dos Montes Bakhuis, NW do Suriname, à luz de um esquema geológico atualizado do Escudo das Guianas. A presença de um embasamento arqueano é reconhecida apenas nos setores mais ocidentais do Imataca (Venezuela) e mais orientais, no sul do Amapá / noroeste do Pará (Brasil). A extensa área entre esses dois extremes é resultado de crescimento crustal e retrabalhamento paleoproterozóicos durante um “Evento Transamazônico Principal” riaciano (2,26–2,08 Ga), produzindo associações TTG-greenstone belts e, em seguida, uma suíte granítica e de um “Evento Tardi-Transamazônico”, tardi-riaciano a orisiriano (2,07-1,93 Ga), caracterizado pela formação de faixas granulíticas e de um magmatismo contemporâneo. Para o Evento Transamazônico Principal, a cronologia e a geometria do magmatismo TTG e das seqüências greenstones são interpretadas em termos de pulsos plutono-vulcânicos entre 2,18-2,13 Ga. Este magmatismo é considerado como o resultado da destruição progressiva de uma crosta juvenil oceânica durante um episódio tectônico D1, testemunhando a convergência N-S dos blocos arqueanos norte amazônico e oeste africano, e a existência de uma zona de subducção com vergência para sul. Na porção oriental do Escudo das Guianas, o crescimento dos terrenos TTG-greenstones ocorre de forma diacrônica com um domínio central de acresção com idade de 2,15-2,13 Ga entre dois domínios de TTG norte e sul com idades de 2,18-2,16 Ga. A estreita associação do episódio termo-tectônico D1 com esse importante episódio plutónico, é demonstrada pela presença de auréolas térmicas e deformações gravitarias. A mudança de convergência frontal de placas de direção N-S para uma convergência obliqua de direção NE-SW se traduz por um estágio de deformação sinistral, o qual marca o início de um episódio termo-tectônico D2 mais tardio, do Evento Transamazônico Principal a 2,10 Ga. Um magmatismo predominantemente granítico e a formação de bacias pull apart a 2,11-2,08 Ga estão associados às primeiras etapas deste estágio (D2a). O Evento Tardio Transamazônico é responsável pela estruturação posterior dos terrenos TTG-greenstones e da suíte granítica, durante um estágio de deformação sinistral prolongado (D2b). Em escala regional, o novo mapa sintético do Escudo das Guianas enfatiza as direções estruturais das associações TTG-greenstones, e a geometria dos domínios pinch and swell, correspondendo a dois boudins E-W de escala continental, bordejados por três domínios granulíticos (Imataca, Bakhuis e Leste-Amapá). A faixa dos Montes Bakhuis revela um metamorfismo granulítitico que alcança condições UHT ou próximas a estas condições. Esse metamorfismo granulítico e o magmatismo charnoquítico associado foram datados em 2,07-2,05 Ga. O “boudinage” em escala continental e o metamorfismo UHT são interpretados em termos de estiramento crustal D2b tardi-transamazônico, como resultado de um episódio em cisalhamento sinistral durante um período prolongado. As condições excepcionais do metamorfismo UHT tardi-riaciano dos Montes Bakhuis requere uma perturbação térmica de natureza mantélica, em uma zona de estiramento crustal máximo. As trajetórias Pressão–Temperatura anti-horárias do metamorfismo granulítico dos Montes Bakhuis retratam um gradiente térmico muito elevado durante um estágio de soterramento, em resposta a uma subida mantélica. O subseqüente resfriamento isóbaro ou quase isóbaro reflita uma volta progressiva a um gradiente geotérmico normal, de uma crosta com espessamento crustal moderado. No leste do Amapá, a presença de um magmatismo charnoquítico a 2,06-2,05 Ga é também interpretado como o resultado deste episódio de estiramento crustal tardi-transamazônico. No setor do Imataca, o metamorfismo granulítico poderia também ser ligado ao mesmo regime térmico, ativado por perturbação mantélica. Existem evidências de um episódio metamórfico transamazônico ainda mais tardio na porção central do Escudo, identificado por gnaisses granulíticos, com idade mal definida em torno de 2,0 Ga e um magmatismo charnoquítico datado em torno de 1,97-1,93 Ga. Na escala do Escudo das Guianas, a faixa vulcano-plutônica félsica datada a 2,01-1,96 Ga (pro-parte Uatumã) mostra virgações de direções idênticas àquelas das associações TTG-greenstones vizinhas. Essa constatação e a observação de dobras abertas dentro das formações vulcânicas sugere que pelo menos parte deste magmatismo félsico foi envolvida em um episódio de encurtamento regional de direção N-S a NE-SW, durante os estágios finais de baixa amplitude do evento tardi-transamazônico. Em conclusão, o continuum termo-tectônico transamazônico associado ao estágio obliqua (D2) parece ter constituído um evento relativamente espalhado no tempo e caracterizado por várias etapas. O metamorfismo D2 atingiu o seu paroxismo com a formação de domínios granulíticos, em particular, com o evento metamórfico de UHT dos montes Bakhuis, datados em 2,07-2,05 Ga. A formação desses domínios granulíticos resulta, em escala continental do estiramento tardi-transamazônico da crosta precoce riaciana, sob o efeito prolongado de um contexto em cisalhamento sinistral.
Résumé
Ce travail discute la formation de la ceinture de granulites d’ultra-haute température (UHT) des Monts Bakhuis à la lumière d’un schéma géologique actualisé du Bouclier Guyanais. La présence d’un socle archéen est reconnu uniquement dans les secteurs les plus occidentaux de l’Imataca (Vénézuela), et les plus orientaux du sud Amapá / nord-ouest du Pará (Brésil). Entre ces deux extrêmes secteurs, la croissance crustale et les processus thermo-tectoniques d’âge paléoprotérozoïque sont présentés comme l’aboutissement d’un « événement transamazonien majeur » Rhyacien (2,26–2,08 Ga) ayant produit des ensembles TTG-ceintures de roches vertes, ainsi qu’une suite granitique et d’un « événement tardi-transamazonien » tardi-Rhyacien à Orosirien (2,07–1,93 Ga) caractérisé par la formation de ceintures de granulites et un magmatisme de même âge. Au sein de l’événement transamazonien majeur, la chronologie et la géométrie du magmatisme TTG et des ceintures de roches vertes, sont déclinées en termes de pulsations plutono-volcaniques entre 2,18 Ga et 2,13 Ga. Ce magmatisme est interprété comme le résultat de la destruction progressive d’une croûte juvénile océanique pendant un épisode tectonique D1 témoignant de la convergence N-S des blocs archéens nord-amazonien et ouest-africain, et d’une zone de subduction majeure à pendage sud. A l’est du Bouclier Guyanais, la croissance des ensembles TTG-ceintures de roches vertes est diachrone avec mise en évidence d’un domaine central d’accrétion d’âge 2,15-2,13 Ga, entre deux domaines de TTG nord et sud d’âge 2,18-2,16 Ga. Associées à ce stade majeur de plutonisme, des auréoles thermiques et des déformations gravitaires caractérisent l’épisode thermo-tectonique D1. A 2,10 Ga, la transition des directions de convergence de plaques, de N-S (frontale) à NE-SW (oblique) se traduit par un stade de déformation sénestre majeur, qui marque le début d’un épisode thermo-tectonique D2 plus tardif au sein de l’événement Transamazonien majeur. Un magmatisme granitique dominant ainsi que la formation de bassins pull-apart à 2,11-2,08 Ga (événement D2a) lui sont associés. L’événement transamazonien tardif est responsable de la structuration ultérieure des ensembles TTG-ceintures de roches vertes et de la suite granitique, au cours d’un stade de coulissage sénestre prolongé (D2b). A l’échelle régionale, notre nouvelle carte synthétique du Bouclier Guyanais met en exergue les directions structurales des ceintures TTG-roches vertes, en soulignant la géométrie d’ensemble de domaines pincés et élargis (« pinch and swell »), correspondant à deux « boudins » E-W d’échelle continentale encadrés par trois domaines granulitiques : Imataca, Bakhuis et Est-Amapá. D’un intérêt spécifique pour notre étude, la ceinture des Monts Bakhuis révèle un métamorphisme granulitique atteignant des conditions de UHT. Ce métamorphisme granulitique et un magmatisme charnockitique associé sont datés à 2,07-2,05 Ga. Nous interprétons le boudinage d’échelle continentale et le métamorphisme UHT en termes d’étirement crustal D2b tardi-transamazonien, résultant d’un contexte prolongé en cisaillement sénestre. Nous proposons que le métamorphisme des trois domaines granulitiques, et de façon plus spécifique le métamorphisme UHT des Monts Bakhuis tardi-rhyacien, résultent d’une perturbation thermique tardi-transamazonienne de nature mantellique dans les zones d’étirement crustal maximum. Le trajet Pression-Température anti-horaire du métamorphisme granulitique des Monts Bakhuis témoigne d’un gradient thermique très élevé au cours d’un stade d’enfouissement, en réponse à une remontée mantellique. Le refroidissement isobare reflète le retour progressif à un gradient géothermique normal, au sein d’une crôute affectée par un épaississement crustal modéré. A l’est de l’Amapá, la présence d’un magmatisme charnockitique à 2,06-2,05 Ga est aussi interprétée comme le résultat de cet étirement crustal tardi-transamazonien. Dans le secteur Imataca, le métamorphisme granulitique pourrait être lié au même régime thermique activé par une perturbation mantellique. Par ailleurs, il existe des signes de métamorphisme et magmatisme encore plus jeunes dans la partie centrale du bouclier, comme en témoignent les évidences de métamorphisme granulitique mal contraint vers 2,0 Ga et de magmatisme charnockitique daté à 1,97-1,93 Ga. De plus, à l’échelle du bouclier Guyanais, la ceinture volcano-plutonique acide datée à 2,01-1,96 Ga (pro parte « Uatumã ») montre des virgations de directions identiques à celles des ceintures TTG-roches vertes contiguës. Ce constat et l’observation de plis ouverts au sein des formations volcaniques, suggèrent qu’au moins une partie de ce magmatisme acide a été impliqué dans un raccourcissement régional de direction N-S à NE-SW durant les stades terminaux de faible amplitude de l’événement tardi-transamazonien. En conclusion, le continuum thermo-tectonique transamazonien associé au stade de convergence oblique (D2) semble avoir été un événement relativement étalé dans le temps, et caractérisé par plusieurs étapes. Le métamorphisme D2 a atteint son paroxysme avec la formation de domaines granulitiques, et de façon spécifique avec le métamorphisme UHT des Monts Bakhuis daté à 2,07-2,05 Ga. La formation de ces domaines granulitiques résulte, à l’échelle continentale, de l’étirement de la croûte précoce rhyacienne au tardi-transamazonien, sous l’effet prolongé d’un contexte cisaillant sénestre.
Mots clés : Paléoprotérozoïque, Granulite, Orogène transamazonien, Suriname, Bouclier guyanais.
Abstract
The development of the Bakhuis ultrahigh-temperature (UHT) granulite belt, northwestern Suriname, is discussed in the light of an updated geological framework for the Guiana Shield. In the Shield Archean basement is present only in the far western and eastern parts, i.e. Imataca (Venezuela) and south Amapá / northwestern Pará (Brazil). The huge Shield region in between is the result of Paleoproterozoic growth and reworking, during a Rhyacian “Main Transamazonian event” (2.26-2.08 Ga) producing tonalite(TTG)-greenstone belts and a subsequent granitic suite, and a Late-Rhyacian to Orosirian “Late Transamazonian event” (2.07 - 1.93 Ga) characterized by granulite belts and synchronous magmatism. For the Main Transamazonian event, the timing and geometry of the greenstone belts and TTG magmatism are defined in terms of plutono-volcanic pulses occuring between 2.18 Ga and 2.13 Ga. They are interpreted as the result of progressive consumption of juvenile oceanic crust during a tectonic stage (D1) witnessing N-S convergence of north-Amazonian and west-African Archean blocks, with southward subduction. The subduction is reflected in an apparent diachronous island-arc accretion in the eastern part of the Guiana Shield, with a 2.15-2.13 Ga central TTG domain located between northern and southern TTG domains dated at 2.18-2.16 Ga. The D1 tectonothermal stage is closely associated with that major stage of plutonism, as shown by low-pressure thermal aureoles and gravity-driven deformation. The transition from N-S frontal plate convergence to oblique NE-SW convergence with major sinistral shear marks the onset of a later stage (D2) of the Main Transamazonian event, at ca. 2.10 Ga. The production of dominant granite magmatism and the formation of pull-apart basins at 2.11-2.08 Ga witness a first part of this event (D2a). The Late-Transamazonian event leads to further structuring of the TTG-greenstone belts and the granitic suite during prolonged sinistral wrenching (D2b). At a regional scale, our new Shield compilation map highlights the trends of the TTG-greenstone belts, which display an overall “pinch and swell” structuring, with two E-W continental-scale boudins limited by three granulite domains, Imataca, Bakhuis and eastern Amapá. The Bakhuis belt shows granulite-facies metamorphism under UHT and near-UHT conditions. This granulite metamorphism and associated charnockite magmatism were dated at 2.07-2.05 Ga. We interpret both continental-scale boudinage and UHT metamorphism in terms of late-Transamazonian crustal stretching, as the result of prolonged sinistral shearing (D2b). The exceptional, UHT, conditions of the Bakhuis metamorphism require a mantle-derived thermal perturbation, situated probably in a zone of maximum crustal stretching. The counterclockwise prograde P-T path of the metamorphism witnesses a very high thermal gradient during burial, in response to mantle upwelling, while subsequent isobaric to near-isobaric cooling reflects the progressive return to a normal geothermal gradient, in a moderately thickened crust. In eastern Amapá, 2.06-2.05 Ga charnockite magmatism is also interpreted as the result of late-Transamazonian crustal stretching. In Imataca, Paleoproterozoic granulitic metamorphism might be connected to the same mantle-driven thermal regime. There is evidence for even younger Late-Transamazonian high-grade metamorphism and magmatism, as shown by granulite-facies metamorphism poorly constrained at about 2.0 Ga and charnockite magmatism at 1.97-1.93 Ga in the central part of the Shield. At the scale of the Guiana Shield the belt of 2.01-1.96 Ga old acid volcanics and hypabyssal granites (pro parte the so-called Uatumã) shows the same veering as the nearby TTG-greenstone belts. This, and the presence of open folding, suggest that this acid magmatic belt has suffered N-S to NE-SW regional shortening during the waning stages of the Late-Transamazonian event. In conclusion, the Transamazonian tectonometamorphic continuum associated to oblique plate convergence (D2) may have been a rather protracted multi-stage event. D2 metamorphism culminated with the formation of granulite belts, and more specifically with UHT metamorphism in the Bakhuis belt at 2.07-2.05 Ga, as the result of Late-Transamazonian crustal stretching, enhanced by prolonged sinistral shearing of early formed Rhyacian crust
Key words: Paleoproterozoic, Granulite, Transamazonian orogeny, Suriname, Guiana Shield.
Dernière mise à jour le 03.08.2015