Latin American Journal of Sedimentology and Basin Analysis (Jul 2007)
Provenance of the sedimentary rocks of the Bom Jardim Group (Neoproterozoic, Southern Brazil): Evidence from petrography, geochemistry and neodymium isotopes
Abstract
Provenance studies are helpful in reconstructing the tectonic, climatic and geographic setting of terrigenous sedimentary basins. The primary controls on the composition of detrital sedimentary rocks are the composition, climate and relief conditions of the source areas, the transport mechanisms, and diagenesis. In order to constrain the provenance of the Neoproterozoic (ca. 600 - 580 Ma) sedimentary rocks of the Bom Jardim Group (Arroio dos Nobres Formation) in the Lavras do Sul (west), Bom Jardim (central) and Cerro da Árvore (east) areas, petrography, major and trace element geochemistry, and Nd isotopic data were analyzed together. The results indicate a clear lateral variation of provenance parameters. In the region of Lavras do Sul, near syn-sedimentary volcanic rocks of shoshonitic affinity (the Hilário Formation), the sandstones are epiclastic, plotting in the undissected and transitional arc fields of the QFL diagram, display relatively higher values of Na, Ba, Sr and Zr, and yield a 143Nd/144Nd ratio of 0.512263 and present-day εNd of -7.32. In the Bom Jardim area, east of Caçapava do Sul, the sedimentary rocks are also dominated by volcanic fragments, but display significant values of metamorphic detritus. The relatively higher values of Cr, Co and Ni suggest some contribution of ophiolitic or lamprophyric source areas, while the 143Nd/144Nd ratio is 0.511906 and the εNd(0) is around -14.28. In the easternmost outcropping area, the Cerro da Árvore (or Piquiri) region, the sedimentary rocks are rich in metasedimentary clasts, with significant amounts of polycrystalline quartz fragments, plotting in the orogenic recycling field. Comparatively, the value of the K2O/Na2O ratio is higher, the 143Nd/144Nd ratio is 0.511887 and the εNd(0) is of -14.65, suggesting older and more acidic source rocks, probably constituents of the Porongos metamorphic complex.Estudios de proveniencia son importantes en la reconstrución del escenario tectónico, climático y geográfico de cuencas sedimentarias siliciclásticas. Los controles primarios para la composición de rocas sedimentarias detríticas son las características de las rocas fuentes, condiciones climáticas y topográficas, procesos de transporte y diagénesis. Para investigar la proveniencia de las rocas sedimentarias de la Formación Arroio dos Nobres del Grupo Bom Jardim (Neoproterozóico, 600 - 580 Ma) en tres regiones del Escudo Sul-rio-grandense, fueron obtenidos e interpretados de manera integrada datos de petrografía, geoquímica y isótopos de Nd. Los resultados muestran una clara variación lateral de proveniencia durante la evolución de la cuenca depositacional del Grupo Bom Jardim. En la región de Lavras do Sul (oeste), cerca de rocas volcánicas intermediarias de afinidad shoshonítica (Formación Hilário), las areniscas son epiclásticas, cayendo en los campos del arco magmatico no disecado y transicional del diagrama QFL. Las limolitas son relativamente ricas en Na, Ba, Sr y Zr, y su razón 143Nd/144Nd de 0,512263 se asocia a un εNd de -7,32. En el área de Bom Jardim, al este de Caçapava do Sul, las rocas sedimentarias también son dominadas por detritos volcánicos, pero muestran cantidades significativas de fragmentos metamórficos. Valores relativamente altos de Cr, Co y Ni permiten suponer alguna contribución de rocas fuentes ofioliticas o lamprofíricas, mientras la razón 143Nd/144Nd de 0,511906 se asocía a un εNd de -14,28. En sus exposiciones más orientales, en la área del Cerro da Árvore (o Piquiri), las areniscas son ricas en fragmentos metamórficos y cuarzo policristalino, con proveniencia típica orogénica. Comparativamente, los valores de K2O/Na2O son más altos, la razón 143Nd/144Nd es 0,511887 y el εNd(0) es de - 14.65, indicando fuentes más antiguas y ácidas, probablemente del complejo metamórfico Porongos.Estudos de proveniência são decisivos na reconstrução tectônica, climática e geográfica de bacias sedimentares terrígenas. Os controles primários da composição de rochas sedimentares detríticas são as características das rochas-fonte, o clima e o relevo da área-fonte, os processos de transporte e a diagênese. Para investigar a proveniência das rochas sedimentares da Formação Arroio dos Nobres do Grupo Bom Jardim (Neoproterozóico, 600 a 580 Ma) em três setores de afloramento do Escudo Sul-rio-grandense, foram obtidos e interpretados dados de petrografia, geoquímica e isótopos de Nd. Os resultados demonstram uma clara variação lateral de proveniência na bacia deposicional do Grupo Bom Jardim. Na região de Lavras do Sul (oeste), próximo a afloramentos de vulcânicas sin-sedimentares da Formação Hilário, de afinidade shoshonítica, os arenitos são epiclásticos, e plotam nos campos de arco magmático não dissecado e transicional do diagrama QFL. As rochas de granulometria fina são relativamente ricas em Na, Ba, Sr e Zr, e sua razão 143Nd/144Nd de 0,512263 se associa a um εNd de -7,32. Na área de Bom Jardim, no leste de Caçapava do Sul, as rochas sedimentares também são dominadas por detritos vulcânicos, mas com quantidades significativas de fragmentos metamórficos. Valores relativamente altos de Cr, Co e Ni permiten sugerir alguma contribuição de rochas-fonte ofiolíticas ou lamprofíricas, enquanto a razão 143Nd/144Nd de 0,511906 se refere a um εNd de -14,28. Mais a leste, na área do Cerro da Árvore (ou Piquiri), os arenitos são ricos em fragmentos metamórficos e quartzo policristalino, com proveniência típica de reciclagem orogênica. Comparativamente, os valores de K2O/Na2O são mais altos, a razão 143Nd/144Nd fica em 0,511887 e o εNd(0) é de -14.65, indicando fontes mais antigas e ácidas, provavelmente do complexo metamórfico Porongos.
