Post-collisional magmatic evolution of the Castelo Intrusive Complex, Espírito Santo, Brazil: new U-Pb geochronological data and integration of petrographic and geochemistry evidence

Evolução magmática pós-colisional do Complexo Intrusivo Castelo, Espírito Santo, Brasil: novos dados geocronológicos U-Pb e integração de evidências petrográficas e geoquímicas

Resumo

ABSTRACT - The Castelo Intrusive Complex (CIC), located in the southern region of the Espírito Santos state, southeastern Brazil, is a pluton inserted in the context of post-collisional magmatism of the Araçuaí Orogeny, known as Supersuite G5, related to the extensional collapse during the Brasiliano/Pan-African Orogeny. This work integrates field, petrographic, lithogeochemical, and isotopic data, bringing new U-Pb ages for the CIC and a new geological map. The CIC presents a great compositional variety, presenting rocks of monzogranitic, granodioritic, quartz monzodioritic and dioritic. The U-Pb data from the granite from the northern edge, yielded an upper intercept age of 504 ± 6 My. The diorite from the massif's core yielded a 514 ± 6 My crystallization age. The granite from the western edge yielded a crystallization age of 529 ± 3 My. The U-Pb ages from the literature suggest two magmatic episodes (529-514 My and 510-504 My) for forming the CIC. The lithological variety of the CIC is also expressed in the lithogeochemical data set with a range of SiO₂ contents (50.19% to 74.14%) and in the variation observed in the R1-R2 diagram for the classification of plutonic rocks. The principal component analysis for lithogeochemical results reinforces the existence of two large groups of rocks, an older group 1 (granites, granodiorites, and tonalities) and a younger group 2 (granodiorites, mozodiorites, monzonites, diorites, and tonalites). The correlation matrices between the principal components reveal the prominent role of the magma mixing process. The normalized multi-element diagram of chondrite shows that the negative Eu anomaly was more pronounced for group 1 and enrichment in ETRL, with pronounced fractionation. The classification diagrams demonstrate that the rocks of the CIC are ferrous to weakly metaluminous, alkaline-calcic to calc-alkaline, with a positive trend between the silica content and the Na₂O+K₂O-CaO parameter, and meta- to peraluminous saturated in silica suggesting an alkaline arc environment for its origin.

Keywords: Zircon U-Pb ages. Pos-tectonic magmatism. Geochemistry. Araçuaí Orogeny.

RESUMO – O Complexo Intrusivo Castelo (CIC), localizado na região sul do estado do Espírito Santo, sudeste do Brasil, é um plúton inserido no contexto do magmatismo pós-colisional da Orogenia Araçuaí, conhecido como Supersuite G5, relacionado ao colapso extensional durante a Orogenia Brasiliano/Pan-Africana. Este trabalho integra dados de campo, petrográficos, litogeoquímicos e isotópicos, trazendo novas idades U-Pb para o CIC e um novo mapa geológico. O CIC apresenta uma grande variedade composicional de rochas monzogranítica, granodiorítica, quartzo monzodiorítica e diorítica. Os dados U-Pb do granito da borda norte produziram uma idade com interceptação superior de 504 ± 6 Ma. O diorito do núcleo do maciço rendeu uma idade de cristalização de 514 ± 6 Ma. O granito da borda oeste produziu uma idade de cristalização de 529 ± 3 Ma. As idades U-Pb da literatura sugerem dois episódios magmáticos (529-514Ma e 510-504 Ma) para a formação do CIC. A variedade litológica do CIC também é expressa no conjunto de dados litogeoquímicos com uma faixa de teores de SiO₂ (50,19% a 74,14%) observada na variação no diagrama R1-R2 para a classificação de rochas plutônicas. A análise de componentes principais para resultados litogeoquímicos reforça a existência de dois grandes grupos de rochas, um grupo 1 mais antigo (granitos, granodioritos e tonalidades) e um grupo 2 mais jovem (granodioritos, monzodioritos, monzonitos, dioritos e tonalitos). As matrizes de correlação entre os componentes principais revelam o papel proeminente do processo de mistura do magma. O diagrama multielementos normalizado pelo condrito mostra que a anomalia negativa de Eu foi mais pronunciada para o grupo 1 e o enriquecimento em ETRL, com fracionamento pronunciado. Os diagramas de classificação demonstram que as rochas do CIC são ferrosas a fracamente metaluminosas, alcalino-cálcico a cálcio-alcalina, com tendência positiva entre o teor de sílica e o parâmetro Na₂O+K₂O-CaO, e meta- a peraluminosa saturada em sílica sugerindo um ambiente alcalino de arco para sua origem.

Palavras-chave – Idades U-Pb em zircão. Magmatismo pós-tectônico. Geoquímica. Orogenia Araçuaí.