Contribuição para o conhecimento da geologia do Grupo das Beiras (CXG) na região do Caramulo-Buçaco, Portugal Central

Abstract

O presente trabalho ocupa-se do estudo do Complexo Xisto-Grauváquico ante-ordovícico (Grupo das Beiras) na região do Caramulo-Buçaco (centro de Portugal). Em termos geológicos, a área estudada pertence à Zona Centro Ibérica e encontra-se limitada a N pelo granito do Caramulo, a S pela bacia meso-cenozóica de Arganil, a W pelo sinclinal paleozóico do Buçaco e pela bacia meso-cenozóica ocidental portuguesa e a E pelo sinclinal paleozóico de Arganil e pelo plutonito granítico de Tábua-Santa Comba Dão; no seio da área estudada encontra-se a bacia meso-cenozóica de Mortágua. Com base nas características litológicas e estruturais distinguem-se no Complexo Xisto Grauváquico 4 grandes conjuntos litológicos concordantes entre si, designados de Unidades I, II, III e IV, que se desenvolvem da base para o topo de N para S. A Unidade I situa-se a N da região. O seu limite inferior é desconhecido, e o superior posiciona-se no último conjunto arenoso com potência decamétrica. É constituída por xistos cinzentos e negros com intercalações de arenitos de espessura não superior a 100 metros e de extensão lateral quilométrica. Apresenta uma espessura mínima de 1000 m. A Unidade II apresenta consideravelmente menor proporção de material arenoso intercalado entre os pelitos comparativamente à unidade inferior. É caracterizada por apresentar um predomínio de material silto-argiloso e escassos níveis arenosos com potência não superior à dezena de metros e escassa continuidade lateral. Cartograficamente esta unidade constitui uma franja alargada de orientação próxima a E-W. Apresenta uma espessura aproximada de 1500 m. A Unidade III é caracterizada pela presença de conjuntos arenosos com extensão lateral quilométrica e espessura de várias dezenas de metros, separados por material silto-argiloso. Os limites inferior e superior estão situados respectivamente abaixo e acima dos principais conjuntos arenosos. Esta unidade apresenta uma espessura máxima estimada na ordem dos 2000 m. A Unidade IV, que é a unidade superior, apresenta um predomínio pelítico, com escassas intercalações de conjuntos arenosos. O seu limite inferior encontra-se no topo do último conjunto arenoso da Unidade III. Apresenta uma espessura mínima de 500 m. As características sedimentológicas das 4 unidades indicam uma sedimentação num ambiente de plataforma externa siliciclástica aberta, com a construção de barras e por vezes sujeita à acção de tempestades, com sucessivos períodos de superficialização e profundização numa bacia de sedimentação bastante subsidente. Em termos estruturais, para além duma deformação pré-ordovícica, que é comprovada pelo forte mergulho e dispersão da orientação dos eixos da 1ª fase varisca e da lineação de intersecção L1, a área estudada foi principalmente afectada pela Orogenia Varisca. A 1ª fase de deformação varisca (F1) gerou dobras com superfícies axiais e xistosidade associada (S1) de direcção WNW-ESE, e forte pendor para NNE. Estas dobras D1 apresentam comprimentos de onda que nunca chegam a ser quilométricos, desenvolvendo-se um grande flanco inverso denunciando a presença de uma antiforma para NNE e uma sinforma para SSW. A 2ª fase de deformação varisca (F2) actuou na parte nordeste da área estudada e é caracterizada por ter gerado dobras de comprimento de onda quilométrico, com planos axiais e xistosidade associada S2 de direcção NW-SE, subverticais ou a pender fortemente para NE. Embora com alguma dispersão, as lineações de intersecção L2 e os eixos das dobras D2 apresentam maioritariamente forte pendor para E. A direcção e tipos de estruturas da F2 sugerem uma correlação com a terceira fase definida em vários pontos da Zona Centro Ibérica e estreitamente relacionada com as intrusões graníticas. Do ponto de vista petrológico, distinguem-se várias rochas sedimentares (pelitos e arenitos) todas elas sujeitas a metamorfismo que não ultrapassa a fácies dos xistos verdes. Dentro das rochas sedimentares mais grosseiras, há a destacar a presença de arenitos vulcânicos cuja composição denuncia, não muito afastados da bacia sedimentar, a presença de aparelhos vulcânicos que estariam em actividade durante a sedimentação. Foram analisadas isotopicamente 27 amostras de metapelitos colhidas em 5 locais diferentes de forma a abranger quase toda a área estudada. Os dados isotópicos de quatro destes locais de amostragem forneceram isócronas Rb-Sr, em rocha total, com valores da ordem dos 400-440 Ma. O granito do Caramulo, datado pela isócrona Rb-Sr em amostras de rocha total, forneceu uma idade de 326±12Ma. As idades modelo Sm-Nd (manto empobrecido) de 5 amostras de metapelitos estão compreendidas entre 1.35 e 1.25 Ga. Este período de tempo pode ser considerado como correspondendo à época de diferenciação mantélica da crusta que deu lugar à maioria das áreas fonte dos metapelitos.

This thesis concentrates on the study of the metasediments of the Beiras Group of the Slate and Greywacke Complex (CXG) from the Caramulo-Buçaco region (central Portugal). On the basis of lithological and structural criteria, it is possible to subdivide the CXG in the study area into to four main units (I, II, III and IV). The lower unit (Unit I) crops out in the north of the Caramulo-Buçaco region and forms a NW-SE trending belt located between the granite massif of Caramulo and the Tertiary basin of Mortágua. It comprises a succession of grey and black mudstones with sandstone intercalations and has a minimum thickness of 1000 m. Its lower limit is unknown. The upper limit is marked by the uppermost, mappable sandstone layer. Unit II has an estimated thickness of around 1500 m and is predominantly composed of muddy material. It is distinguished from unit I by the scarcity of sandstone layers. The scarce sandy horizons identified in this unit are generally laterally discontinuous and less than 10 m thick. The limit between the two units is marked by the uppermost sandstone body of the lower unit. Unit III is less than 2000 m thick. It is characterized by the presence of decametric sandstone layers with kilometric lateral extension separated by grey and black mudstones. The grey mudstones are the predominant lithological type in this unit. The lower and upper limits of unit III are situated below and above the lowermost and the uppermost mappable sandstone bodies, respectively. The upper unit (Unit IV) is more than 500 m thick and occupies the southern part of the study area. It is predominantly composed of muddy material interbedded with rare sandstone layers. Its lower limit is marked by the uppermost mappable sandstone body of unit III. The sedimentological features recorded by these four units point to a siliciclastic nearshore/offshore depositional environment characterized by the formation of sand bars and subjected to the effects of storm events. The alternance of shallowing- and deepening-upward sequences is consistent with a model involving strong subsidence of a large sedimentary basin. The CXG sequences identified in the the Caramulo-Buçaco region were affected by a pre-Ordovician deformation. This is testified by the presence of a major unconformity between the Buçaco Ordovician syncline and two of the CXG units (units III and IV) and by the variations in plunge and strike of the Variscan L1 lineations and D1 fold axis. However, the overall structure of the region was mainly produced during the Variscan Orogeny. The 1st Variscan deformation phase (F1) produced hectometric wavelength folds accompanied by an axial planar cleavage (S1) with WNW-ESE strike and NNE dip. On a regional scale, the F1 folds define the reverse limb of a larger fold with a antiform to NNE and a synform to SSW. The 2nd Variscan deformation phase (F2) is characterized by kilometric wavelength folds with subvertical axial planes and an associated parallel cleavage (S2) with NW-SE strike. Careful examination of the structural pattern of the F2 deformation in the region suggests a correlation with the third Variscan deformation phase recognized in other sectors of the Central Iberian Zone. Petrological studies revealed that the CXG is composed by sedimentary rocks (mudstones and sandstones) affected by low grade regional metamorphism (greenschist facies). From the presence of volcanic sandstones layers within the CXG, it is possible to conclude that some volcanic centers have probably been active during the deposition of the sediments. Rb-Sr whole-rock data for 27 samples of fine-grained metasediments from different localities of the CXG yielded ages within the range of 400 to 440 Ma. The Rb-Sr whole-rock isochron for the syn-F3 granite of Caramulo yielded an age 326±12 Ma. Sm-Nd depleted-mantle model ages and whole-rock Sm-Nd isochron ages for 5 samples of the CXG metasediments provided values of 1.35 to 1.25 Ga. These values may correspond to the average age of the mantle-extraction of the source of the sediments.