Unter Brasiliano-Orogenese () wird ein langwieriger und großräumiger geodynamischer Zyklus von tektonischen, magmatischen, metamorphen und sedimentären Prozessen mit Gebirgsbildungen bzw. Auffaltung orogener Gürteln verstanden. Diese Gürtel trugen wesentlich zur Bildung des Kontinents Südamerika aus Bruchstücken des Superkontinents Rodinia bei.
Unter Schließung des Adamastor-Ozeans und weiterer Ozeane kollidierten u. a. die Kratone Amazonas und Rio de la Plata sowie der Paranapanema-Block mit den afrikanischen Kratonen Westafrika, Kongo-São Francisco (abgekürzt Kongo-SF) und Kalahari. Diese Prozesse stehen deshalb im direkten Zusammenhang mit der Pan-Afrikanischen Orogenese und werden zusammengenommen als Pan-Afrikanische-/Brasiliano-Orogenese bezeichnet. Beide formten Westgondwana, von der die Brasiliano-Orogenese wiederum den westlichsten Teil darstellt.
Der Zeitraum der Brasiliano-Orogenese fällt in die Ära des Neoproterozoikums und begann vor etwa 1.000 Millionen Jahren (abgekürzt mya) und war im frühen Phanerozoikum, dem unteren Kambrium, um 480 mya, weitgehend abgeschlossen.
Begriffsprägung
Der Begriff Brasiliano Orogenic Cycle (Brasiliano-Orogenese) wurde erstmals vom brasilianischen Geologen Fernando Flávio Marques de Almeida und Kollegen im Jahr 1973 geprägt. Der Begriff bezog sich auf geodynamische Prozesse in südamerikanischen Kontinentalmassen im Zeitraum von etwa 700 bis 450 mya und grenzte diesen von prä-neoproterozischen Orogenesen zwischen den Intervallen 1.400 bis 900 mya, 2.000 bis 1.800 mya und noch früheren Phasen ab.
Lithosphärenplatten und Ozeane
mini|Kratone WestGondwanas
Die Brasiliano-Orogenese basiert auf plattentektonischen Vorgängen globalen Ausmaßes, beginnend mit dem Auseinanderbrechen von Lithosphärenplatten (Kontinentalplatten) und dem Öffnen von intra-kontinentalen Grabenbrüchen bis hin zum Schließen der sich gebildeten Ozeane oder Meere. Diese Prozesse lassen sich zurückverfolgen bis in Entwicklungsphasen des Superkontinents Rodinia und stehen im Zusammenhang mit der späteren Formierung des Superkontinents Pannotia mit dem Großkontinent Gondwana als dessen bedeutendste kontinentale Masse. Südamerika bildete darin den westlichsten Kontinent.
Lithosphärenplatten und Sedimentbecken
An den Prozessen der Brasiliano-Orogenese waren insbesondere die paläoarchaischen bis paläoproterozoischen Kratone Amazonas, Rio de la Plata und den Paranapanema-Block sowie die Kratone Kongo-SF, Westafrika und Kalahari beteiligt. Mehrere kleinere Terrane, wie die Rio Apa-, Apiaí- und Luiz Alves- Blöcke sowie das Goiás-Massiv hatten ebenfalls bedeutende Anteile an der geodynamischen Entwicklung.
Bedeutende Sedimentbecken waren das Parnaíba-Becken und das Paraná-Becken.
Das Parnaíba-Becken umfasst im Wesentlichen die brasilianischen Bundesstaaten Maranhão und Piauí. Es entwickelt sich auf den Grundgebirgen der Borborema-Provinz, des Paranába-Blocks und dem Amazonas-Kraton mit dem aufgeschobenen Araguaia-Gürtel.
Das Paraná-Becken erstreckt sich in Brasilien, dem nordöstlichen Argentinien, dem östlichen Paraguay und dem nördlichen Uruguay. Es basiert auf den Grundgebirgen des Río de la Plata-Kratons, der Mantiqueira-Provinz, dem Luis Alves-Block, der Tocantins-Provinz und dem Paranapanema-Block.
Ozeane
Zwischen den südamerikanischen und afrikanischen Lithosphärenplatten breitete sich der Adamstor-Ozean aus. Er erstreckte sich von der golfförmigen Bucht zwischen den damals noch zusammenhängenden São-Francisco- und Kongo-Teilkratonen bis zum Kalahari-Kraton einerseits sowie dem Río de la Plata-Kraton andererseits.
Der Brazilide-Ozean trennte den Amazonas-Kraton vom Paranapanema-Block.
Der Goianides-Ozean breitete sich zwischen der Nordwestflanke des Kratons Kongo-SF und des Rio-de-la-Plata-Kratons aus. Es wird vermutet, dass dieser Ozean in Verbindung mit dem Pharusischen Ozean stand.
Zwischen dem Amazonas-Kraton einerseits und den Rio-de-la-Plata- und Kongo-SF-Kratonen andererseits öffnete sich der Goiás-Ozean. In diesem entwickelten sich die Goiás-Inselbogen-Komplexe. Dieser Ozean stand ebenfalls mit dem Pharusischen Ozean in Verbindung.
Der Churra-Ozean trennte die Nico-Perez-Mikroplatte von anderen Terranen des Rio-de-la-Plata-Kratons.
Geologische Provinzen und Orogene
Während der Brasiliano-Orogenese bildeten sich mehrere geologische Provinzen und Orogene, die sich in ihren Strukturen und Bildungsprozessen deutlich unterscheiden. Diese Orogenesen führten zur Schließung mehrerer Ozeane und Aulakogene, insbesondere des Adamastor-Ozeans, des Brazilides-Ozeans und des Goianides-Ozeans.
Borborema-Provinz
Die Borborema-Provinz, bzw. das Borborema-Plateau oder auch die Serra da Borborema, erstreckt sich im Nordosten Brasiliens ganz oder teilweise in den Bundesstaaten 1: Maranhão, 2: Piauí, 3: Ceará, 4: Rio Grande do Norte, 5: Paraíba, 6 : Pernambuco, 7: Alagoas, 8: Sergipe und 9: Bahia. Die geologische Begrenzung sind der heutige Kraton São Francisco im Süden und das Parnaíba-Becken im Westen.
Die Borborema-Provinz basiert auf archaischem bis paläoproterozoischem hochgradig metamorphiertem Grundgebirge im Nordosten des Kongo-SF-Kratons. Während eines Dehnungsregimes entstanden intra-kratonische und ozeanische Becken. Mit der Schließung dieser Rifts bildete sich eine Vielzahl tektonisch zusammengefügter Terrane und Orogene unterschiedlicher Orogenese, die durch Scherzonen, wie das bedeutende Transbrasiliano-Lineament bzw. -Scherzone und Verwerfungen getrennt sind. In diesen dominieren vulkano-sedimentäre und calciumcarbonatische Ablagerungen sowie kollisionsbedingte Granite. Das Alter des Gesteinsspektrums überstreicht einen Zeitraum von 1.050 und 930 mya. In einer weiteren Dehnungsphase von 800 bis 700 mya entstanden juvenile Inselbogen-Komplexe und Magmatite in Ozeanbecken. Zwischen 640 und 540 mya kollidierte die Borborema-Provinz mit dem Westafrika-Kraton, dem Amazonas-Kraton und dem Kongo-SF-Kraton unter Schließung der Ausläufer des afrikanischen Pharusischen Ozeans. Die Kollisionen erzeugten intensive Gesteinsdeformationen und -metamorphosen sowie weiteren Magmatismus. Bis 500 mya traten noch massive post-orogene Intrusionen auf. Westlich wird die Borborema-Provinz von mächtigen Sedimentschichten des Parnaíba-Beckens begrenzt bzw. überdeckt. Da das Transbrasiliano-Lineament sich in Westafrika, wo es als Kandi-Lineament bzw. -Scherzone bezeichnet wird, fortsetzt, ist es wahrscheinlich, dass geologische Einheiten der Borborema-Provinz mit denjenigen im afrikanischen Pharusischen Gürtel korrelieren (siehe auch → Pharusischer Gürtel) korrelieren.
Tocantins-Provinz
Die Tocantins-Provinz tritt in den brasilianischen Bundesstaaten Pará, Tocantins, Minas Gerais, Mato Grosso und Mato Grosso do Sul sowie im paraguayischen Verwaltungsbezirk Concepción und dem Verwaltungsbezirk Santa Cruz/Bolivien zu Tage.
Geologisch liegt sie zwischen der östlichen Flanke des Amazonas-Kratons und dem westlichen Bereich des heutigen Kratons São Francisco sowie dem Paranapanema-Block. Sie bildet das größte Orogen Südamerikas. Diese Provinz ist strukturiert in den Araguaia-Gürtel, den Brasilia-Gürtel und den Paraguay-Gürtel. Der Araguaia-Gürtel schließt westlich an die Borborema-Provinz an und stellt den nördlichen Abschnitt der Provinz dar. Die südöstlichen Bereiche des Araguaia-Gürtels sind durch das Transbrasiliano-Lineament vom Brasilia-Gürtel getrennt. Im Süden des Araguaia-Gürtels schließt der Paraguay-Gürtel an.
Die Orogenese der Tocantins-Provinz begann vermutlich um 1.270 mya mit der Öffnung des Goiás-Ozeans, in dem sich zwischen 1.000 und 760 mya vulkano-sedimentäre Sequenzen bildeten, die auf magmatische Inselbogenkomplexe schließen lassen. Um 800 mya begann die Kollision der Kratone Westafrika, Amazonas und Kongo-SF unter Subduktion des Ozeanbodens mit Akkretionen der Inselbögen an den Amazonas-Kraton. Zwischen 650 und 513 mya schloss sich der Ozean unter Ausbildung von Deformationen, Überschiebungen, Transformstörungen und massive Intrusionen.
Araguaia-Gürtel
Der Araguaia-Gürtel erstreckt sich im Nordosten Brasiliens etwa zwischen der Insel Marajó im Mündungsdelta des Amazonas im Bundesstaat Pará bis in den Süden des Bundesstaates Tocantins. Geologisch gesehen entwickelte er sich zwischen den östlichen Bereichen des Amazonas-Kratons und der westlichen Flanke des heutigen São-Francisco-Kratons. Im Nordosten wird der Gürtel von den Sedimenten des Parnaíba-Beckens überdeckt, während im Südwesten die Ablagerungen des Paraná-Beckens die Begrenzung darstellen.
Der Gürtel basiert auf überwiegend archaischem Grundgebirge und ist strukturiert in eine äußere und eine innere Zone. Die äußere Zone besteht aus ophiolithischen Überschiebungen, Sedimentgesteinen, die aus magmatischen Inselbögen stammen, sowie aus vulkanischen Gesteinen und Teilen eines passiven Kontinentalrandes mit niedergradig metamorph überprägten Gesteinen. Die innere Zone enthält lange, steile Aufwölbungen aus archaischen Grundgebirgsgesteinen, umgeben von nieder- bis mittelgradig beanspruchten Metasedimenten. Während der Kontinentkollision trat massiver granitischer Magmatismus auf. Deren Alter datiert um 550 mya.
Ursprünglich stand der Araguaia-Gürtel mit dem afrikanischen Mauritanide–Bassaride–Rokelide Gürteln in Verbindung (siehe auch → Nordwestafrikanischer Gürtel).
Brasilia-Gürtel
Der Brasilia-Gürtel kommt vor in den brasilianischen Bundesstaaten Tocantins, Goiás, Minas Gerais und dem nördlichen Bereich von São Paulo. Er bildet den östlichen Gürtel der Tocantins-Provinz und schließt nordwestlich an den Araguaia-Gürtel und südlich an den Ribeira-Gürtel an. Die östliche Begrenzung bildet der westliche Rand des heutigen São Francisco-Kratons, im Westen die Sedimente des Paraná-Beckens.
Seine Lithostratigraphie besteht aus einem archaischen bis paläoproterozoischen Grundgebirgsfundament, einer zentralen, sedimentären tektonischen Decke, dem archaischen bis neoproterozoischen Goiás-Massiv und dem magmatischen Goiás-Inselbogen-Komplex. Dieser Komplex setzt sich aus intra-ozeanischen Inselbögen und Vulkanbögen eines aktiven Kontinentalrandes zusammen. Die beiden Sektoren des Goiás-Inselbogenkomplexes waren in hohem Maße von Blattverschiebungen des Transbrasiliano-Lineaments betroffen. Die suprakrustalen Sedimente weisen unterschiedliche tektonische Ursprünge und Ablagerungszeiträume auf: Eine Sequenz entstammt passiven Kontinentalrändern des heutigen São-Francisco-Kratons, während die jüngere Sequenz vom Goiás-Inselbogen-Komplex abstammt und zeitlichen Bezug zu den orogenen Phasen dieses Gürtels hat. Diese fanden zwischen 640 und 610 mya während der Kollision des Paranapanema-Blockes, des Goiás-Massivs sowie der Goiás-Inselbögen statt. Dabei wurden sie gegen den westlichen Passivrand des Kratons Kongo-SF geschoben und massiven Deformationen und Metamorphosen unterzogen. Die dritte Sequenz entstand zwischen 550 und 540 mya als Vorlandbeckensedimentpaket.
Paraguay-Gürtel
Der Paraguay-Gürtel tritt in dem kurzen südlichen Ast, dem lang gezogenen nördlichen Ast und einer schmalen, bogenförmigen Verbindungszone innerhalb des Paraná-Beckens zu Tage. Die übrigen Gürtelstrukturen sind von mächtigen Beckensedimenten eingefasst. Er ist im Westen vom Amazonas-Kraton, im Osten vom Kongo-SF-Kraton und im Süden vom Rio Apa-Terran begrenzt. Dieser Gürtel liegt größtenteils in den brasilianischen Bundesstaaten Mato Grosso und Mato Grosso do Sul, der westliche Abschnitt erstreckt sich bis zum Verwaltungsbezirk Santa Cruz/Bolivien, der südlichste Abschnitt ragt in den paraguayischen Verwaltungsbezirk Concepción.