PETROLOGIA DO MAGMATISMO TARDI-BRASILIANO NO MACIÇO SÃO JOSÉ DE CAMPESTRE (RN/PB), COM ÊNFASE NO PLÚTON ALCALINO CAXEXA

Transcrição

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO PETROLOGIA DO MAGMATISMO TARDI-BRASILIANO NO MACIÇO SÃO JOSÉ DE CAMPESTRE (RN/PB), COM ÊNFASE NO PLÚTON ALCALINO CAXEXA Autor: MARCOS ANTONIO LEITE DO NASCIMENTO Orientador: Prof. Dr. Zorano Sérgio de Souza Co-orientador: Prof. Dr. Antonio Carlos Galindo Dissertação n 15 / PPGG Natal/RN, Março de 2000

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEODINÂMICA E GEOFÍSICA DISSERTAÇÃO DE MESTRADO PETROLOGIA DO MAGMATISMO TARDI-BRASILIANO NO MACIÇO SÃO JOSÉ DE CAMPESTRE (RN/PB), COM ÊNFASE NO PLÚTON ALCALINO CAXEXA Autor: MARCOS ANTONIO LEITE DO NASCIMENTO Dissertação de Mestrado apresentada em 24 de Março de 2000, para a obtenção do título de Mestre em Geodinâmica pelo Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica da UFRN. Comissão Examinadora: Prof. Dr. Zorano Sérgio de Souza (PPGG/UFRN - orientador) Prof. Dr. Jaziel Martins Sá (PPGG/UFRN) Prof. Dr. Herbet Conceição (PPPG/UFBA) Natal/RN, Março de 2000

3 Oh, minha menina, és de tudo que mais belo existe Ver tua beleza é esquecer tudo que há de triste Tua presença, Debora, é tão sublime quanto o mar e o ar E estar sempre ao teu lado é ser amado Ter pra sempre o teu olhar Que faz meu bem-querer, sustenta meu amor E faz com que a cada dia eu te ame mais... Sei que a tua boca já beijou a outra que não a minha Sei que já amou a outros quando não me conhecia Mesmo assim, Debora, teu carinho me tomou o peito E hoje sem você não mais consigo ser do mesmo jeito Então dedico a ti esse poema, tentando em versos dizer Que eu te amo tanto Tentando gritar ao mundo Debora, sem você, confesso, eu não vivo Sem você minha vida é um castigo Sem você prefiro a solidão A sete palmos do chão (adaptado de uma bela canção)

4 AGRADECIMENTOS Nenhum homem é uma ilha. Para combater o bom combate precisamos de ajuda (Paulo Coelho - Diário de um Mago) Esta frase define a necessidade de todo o ser humano, que é de precisar da ajuda de uma pessoa, mesmo aquele mais solitário. Acho muito difícil escrever esta parte da dissertação, pois como um cara esquecido que sou, temo em omitir nomes de pessoas que foram, são e serão muito importantes para mim. Assim, peço desculpas, a todos que não foram mencionados nesses agradecimentos. A força e a coragem que utilizo para hoje terminar este trabalho, devo simplesmente a DEUS, àquele que me ajuda em todos os meus caminhos e que me orienta. Obrigado SENHOR pela apoio durante toda a minha vida. Apesar de alguns ainda não compreenderem a importância da Geologia na minha vida, é importante manifestar aqui todos os meus agradecimentos à MINHA FAMÍLIA (Pai, Mãe, Irmãos, Tios, Primos etc). Obrigado pela força dada durante todo o cotidiano e pela paciência de vocês. Mesmo preferindo ir para um local bem melhor, diferente deste que nos encontramos, manifesto minha gratidão à Maria da Conceição. Minha vó, valeu, a senhora é demais!!! Gostaria de ser grato a todos os professores do Departamento de Geologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (DG/UFRN) pelo ensinamento e vivência concedido a minha pessoa durante esses anos que estive aqui. Ao meu orientador, Prof. Dr. Zorano Sérgio de Souza, agradeço a confiança coloca em mim, não somente agora, nesta etapa de pós-graduação. Recordo a primeira vez que você conversou comigo, me convidando a trabalhar em um projeto acadêmico e assim iniciando a minha vida científica. Valeu, professor, pelas discussões sobre o tema petrologia, e mesmo sem notar, por ter me ensinado a ser um pouco mais organizado. Aprendi muito contigo, tanto no âmbito profissional como no pessoal. Ao meu co-orientador, que por muitas vezes se tornava o próprio orientador, Prof. Dr. Antonio Carlos Galindo, gostaria de lhe agradecer por toda a orientação repassada à minha pessoa. Devo a você a grande parte do meu aprendizado sobre as rochas graníticas. Obrigado também pela grande paciência, principalmente durante as leituras de meus textos. A você e Zorano (não necessariamente nesta mesma ordem), muito obrigado por tudo, fico devendo essa. É necessário deixar aqui meus agradecimentos à você Prof. Dr. Emanuel Ferraz Jardim de Sá, que mesmo não acompanhando meus trabalhos na pós-graduação, me ensinou a lidar com a geologia de uma forma mais coerente. Obrigado pelos seus ensinamentos. Agradeço àqueles que de alguma forma possibilitaram a aquisição dos dados utilizados neste trabalho. No que concerne aos geoquímicos fico grato ao Dr. Jean-Marc Lardeaux (Laboratoire de Pétrologie et Tectonique da Universidade Claude Bernard I (Lyon) e aos Drs. Venerando Eustáquio Amaro, Antonio Carlos Galindo e Raquel Franco de Souza, ambos do

5 DG/UFRN. Com relação aos dados geocronológicos fico agradecido a Dra. Maria Helena de F. Macedo do DG/UFRN, a doutoranda Maria Helena B. M. Hollanda e ao Dr. Márcio M. Pimentel, ambos da UnB, bem como ao Dr. Koji Kawashita e a Ivone Sonoki (todos do CPGeo/USP). Agradeço a obtenção dos dados de química mineral à doutoranda Rielva S. C. do Nascimento (NEG-LABISE/UFPE) e ao Dr. Antonio Carlos Galindo (DG/UFRN). Estendo meus agradecimentos aos órgãos que financiaram minha pesquisa (FINEP, CNPq e FUNPEC), como também agradeço ao CNPq pela concessão da minha bolsa de mestrado (N o proc /98-1). No que diz respeito ao apoio logístico, fico muito grato ao Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica (PPGG) e ao Departamento de Geologia (DG/UFRN), pelo auxílio em despesas de campo, transporte/combustível e documentação fotográfica, e ainda confecção de seções delgadas, infra-estrutura laboratorial (bússolas, estereoscópios, microscópios petrográficos, microcomputadores, martelos, entre outros). Aos companheiros de aperreio e sufoco, agradeço a paciência de todos em me aturar durante todas as dificuldades que tive na elaboração deste trabalho, bem como outros do âmbito geológico. Obrigado, à minha turma Debora do Carmo Sousa, Mário Neto Cavalcanti de Araújo, Jesimael Avelino da Silva, Ana Catarina Fernandes Coriolano, Ivaldo Rodrigues da Trindade, Maurício Goes Souza, Flávia Taone de Lira Melo, Cristiano de Andrade Amaral e Ubiraci Manuel Soares. Agradeço também aos numerosos amigos que colecionei durante esses anos geológicos, em especial a Alex Francisco Antunes (valeu amigo!!!), Maria Helena Bezerra Maia de Hollanda, Carlos César Nascimento da Silva, Patrícia Rose de Carvalho Costa, Eugênio Pacelli Dantas, Luciano Henrique de Oliveira Caldas, Rielva Solimairy Campelo do Nascimento, Silvana Diene Souza Barros, dentre muito outros. Não intimamente ligado a geologia, mesmo assim, é mais do que necessário deixar meus agradecimentos a um estilo de vida e pensamento. Muitas inspirações surgiram por sua causa, nos momentos difíceis e (também) fáceis você me ajudou muito. Então deixo aqui meus sinceros agradecimentos a ti Rock and Roll, obrigado pela ajuda. Deixo para agradecer no final, àquela pessoa que consegue agüentar todo o meu estresse e apoquentação durante esses últimos sete anos. Espero que essa fonte de paciência nunca se esgote, pois pretendo ficar junto de ti, pelos menos o resto de minha vida. Poderia escrever (e declamar) inúmeros poemas, e fazer com que esse item de agradecimento seja maior que os números de páginas dessa dissertação. Entretanto, como muita gente não entende o que é o amor, prefiro não deixar em palavras tudo aquilo que sinto por ti, pelo menos aqui, já que a dedicatória desse trabalho é simplesmente só para você. Obrigado Debora por você fazer parte da minha vida. Serei eternamente grato a Deus por ter colocado você no meu caminho. Simplesmente TE AMO!!!

6 SUMÁRIO Resumo... i Abstract... iii Introdução... v PARTE 1 - REVISÃO DA GEOLOGIA E OBJETIVOS DESTE TRABALHO CAPÍTULO 1. - GEOLOGIA REGIONAL Introdução O Maciço Rio Piranhas A Faixa Seridó O Maciço São José de Campestre CAPÍTULO 2. - MAGMATISMO BRASILIANO NO DOMÍNIO SERIDÓ Introdução A Suíte Básica a Intermediária A Suíte Porfirítica A Suíte Leucogranítica A Suíte Alcalina A Suíte Shoshonítica CAPÍTULO 3. - PROBLEMAS, OBJETIVOS, LOCALIZAÇÃO E METODOLOGIA Problemas e Objetivos Localização da área e vias de acesso Metodologia empregada PARTE 2 - O PLÚTON CAXEXA E ROCHAS PLUTÔNICAS ASSOCIADAS CAPÍTULO 4. - MAPEAMENTO GEOLÓGICO E LITOESTRATIGRAFIA Introdução e Metodologia Arcabouço Litoestratigráfico Complexo Gnáissico-Migmatítico Unidade Metassedimentar Plutonismo Brasiliano Álcali-feldspato granito (Plúton Caxexa) Anfibólio-biotita granito (Plúton Cabeçudo) Biotita microgranito Gabronorito a monzonito (Suíte Básica a Intermediária) Granitóide aluminoso (Tipo-S) CAPÍTULO 5. - ASPECTOS PETROGRÁFICOS E TEXTURAIS DAS ROCHAS PLUTÔNICAS Introdução Aspectos Gerais e Nomenclatura Descrição Petrográfica Álcali-feldspato granito (Plúton Caxexa) Anfibólio-biotita granito (Plúton Cabeçudo) Biotita microgranito Gabronorito a monzonito (Suíte Básica a Intermediária) Granitóide aluminoso (Tipo-S) Sinopse da Sequência de Cristalização das Suítes Estudadas... 55

7 CAPÍTULO 6. - QUÍMICA MINERAL Introdução Piroxênios Anfibólios Biotitas Plagioclásios Granadas Titanitas Opacos CAPÍTULO 7. - CONDIÇÕES DE CRISTALIZAÇÃO Introdução Geobarometria Geotermometria Fugacidade de Oxigênio (fo2) CAPÍTULO 8. - CARACTERIZAÇÃO GEOQUÍMICA Introdução Caracterização Química Elementos Maiores e Menores Elementos Traços, Terras Raras e Diagramas Multielementares Elementos Traços Elementos Terras Raras (ETR) Diagramas Multielementares Saturação em Alumina e Definição de Séries Magmáticas Saturação em Alumina Definição de Séries Magmáticas CAPÍTULO 9. - PETROGÊNESE E AMBIENTE TECTÔNICO Introdução Anfibólio-biotita granito (Plúton Cabeçudo) e Biotita microgranito Gabronorito a monzonito (Suíte Básica a Intermediária) Granitóide aluminoso Álcali-feldspato granito (Plúton Caxexa) Mecanismo Petrogenético Discussão sobre a Gênese do Magma Alcalino Ambiente Tectônico PARTE 3 - INTEGRAÇÃO DOS DADOS E CONCLUSÕES FINAIS CAPÍTULO INTEGRAÇÃO DE DADOS E CONCLUSÕES FINAIS REFERÊNCIAS ANEXO 01 - MAPA DE AFLORAMENTOS VISITADOS ANEXO 02 - MAPA DE PONTOS DE AMOSTRAGEM ANEXO 03 - ESBOÇO GEOLÓGICO DA ÁREA ESTUDADA ANEXO 04 - TABELAS DAS ANÁLISES COMPLETAS DO CAPÍTULO DE QUÍMICA MINERAL ANEXO 05 - ARTIGO SUBMETIDO EM OUTUBRO DE 1999 À GEOCHIMICA BRASILIENSIS E ARTIGO SUBMETIDO EM MARÇO DE 2000 À REVISTA BRASILEIRA DE GEOCIÊNCIAS

8 LISTA DE FIGURAS CAPÍTULO 1. - GEOLOGIA REGIONAL Fig Arcabouço tectono-estratigráfico da Província Borborema e seus limites Fig Mapa geológico simplificado da Faixa Seridó com os Maciços Rio Piranhas e São José de Campestre CAPÍTULO 2. - MAGMATISMO BRASILIANO NO DOMÍNIO SERIDÓ Fig Mapa geológico do Domínio Seridó com as diferentes suítes magmáticas Fig Diagrama Q-A-P normativo com os campos das séries magmáticas Fig Diagramas de Harker para as suítes magmáticas Fig Diagramas geoquímicos para as suítes magmáticas Fig Classificação segundo o diagrama catiônico K-Na-Ca CAPÍTULO 3. - PROBLEMAS, OBJETIVOS, LOCALIZAÇÃO E METODOLOGIA Fig Mapa de localização da área CAPÍTULO 4. - MAPEAMENTO GEOLÓGICO E LITOESTRATIGRAFIA Fig Isócronas Rb/Sr para o álcali-feldspato granito Fig Isócronas Sm/Nd para o álcali-feldspato granito Fig Isócronas Sm/Nd para o granitóide aluminoso CAPÍTULO 5. - ASPECTOS PETROGRÁFICOS E TEXTURAIS DAS ROCHAS PLUTÔNICAS Fig Diagrama Q-A-P, Q-(A+P)-M e Pl-Px-Hb para as suítes estudadas Fig Ordem de cristalização em diferentes estágios para as suítes estudadas CAPÍTULO 6. - QUÍMICA MINERAL Fig Diagramas de classificação dos piroxênios para a suíte básica a intermediária Fig Diagramas de classificação dos piroxênios para o álcali-feldspato granito Fig. 6.3a - Diagrama Di-Ac-Hd para o álcali-feldspato granito Fig. 6.3b - Diagrama Di-Hd com a substituição Mg, Ca e Al por Mn, Fe +2 e Fe Fig Composição dos anfibólios estudados Fig Diagrama de classificação das biotitas trioctaédricas Fig Diagrama de classificação das biotitas (Al IV vs. Fe/(Fe+Mg) Fig Diagrama discriminante para as biotitas estudadas Fig Representação esquemática para as composições dos plagioclásios Fig Representação das composições dos plagioclásios no álcali-feldspato granito Fig Diagrama Albita-Anortita-Ortoclásio para os plagioclásios estudados Fig Vetores de substituição para os plagioclásios no álcali-feldspato granito Fig Composição das granadas para o álcali-feldspato granito Fig Composição das granadas para o granitóide aluminoso CAPÍTULO 7. - CONDIÇÕES DE CRISTALIZAÇÃO Fig Diagrama com as isotermas para o geotermômetro de Zr Fig Mapa com a localização das amostras e resultados termobarométricos Fig Diagrama do Log fo2 vs. temperatura (Wones 1989) Fig Projeção do Log fo2-t para cristalização da hedenbergita e andradita CAPÍTULO 8. - CARACTERIZAÇÃO GEOQUÍMICA

9 Fig Diagramas de variação do tipo Harker para elementos maiores Fig Diagramas de variação do tipo Harker para elementos traços Fig Espectros de elementos terras raras para as suítes plutônicas estudadas Fig Diagramas multielementar para as suítes plutônicas estudadas Fig Representação das rochas estudadas segundo o índice de Shand Fig Classificação segundo o diagrama catiônico K-Na-Ca Fig Diagramas usados na definição de séries magmáticas CAPÍTULO 9. - PETROGÊNESE E AMBIENTE TECTÔNICO Fig Diagrama confrontando elementos incompatível vs. compatível para o anfibólio-biotita granito Fig Comparação entre as razões iniciais de Sr no anfibólio-biotita granito e biotita microgranito e as obtidas para rochas similares no Domínio Seridó Fig Diagrama confrontando elementos incompatível vs. compatível para as rochas básicas a intermediárias Fig Diagramas do tipo Harker para o álcali-feldspato granito Fig Diagrama confrontando elementos incompatível vs. compatível para o álcali-feldspato granito Fig Modelamento de cristalização fracionada para o álcali-feldspato granito Fig Razão inicial de Sr vs. quantidade de Sr ou Rb para o álcali-feldspato granito Fig Diagrama Rb/Sr vs. Sr com considerações genéticas para as suítes estudadas Fig Diagrama de ambiente tectônico para as rochas estudadas Fig Diagrama multielementar de ambiente tectônico para as suítes estudadas LISTA DE TABELAS CAPÍTULO 2. - MAGMATISMO BRASILIANO NO DOMÍNIO SERIDÓ Tabela Correlação entre as principais classificações de rochas plutônicas brasilianas na Província Borborema Tabela Fontes bibliográficas utilizadas para as diferentes suítes brasilianas Tabela Parâmetros geoquímicos das diferentes suítes magmáticas brasilianas CAPÍTULO 4. - MAPEAMENTO GEOLÓGICO E LITOESTRATIGRAFIA Tabela Dados analíticos Rb/Sr (rocha total - RT) para o álcali-feldspato granito Tabela Dados analíticos Sm/Nd (RT e mineral) para o álcali-feldspato granito Tabela Dados analíticos Sm/Nd (RT e mineral) para o granitóide aluminoso CAPÍTULO 5. - ASPECTOS PETROGRÁFICOS E TEXTURAIS DAS ROCHAS PLUTÔNICAS Tabela Composição modal representativa do álcali-feldspato granito Tabela Composição modal representativa do anfibólio-biotita granito Tabela Composição modal representativa do biotita microgranito Tabela Composição modal representativa da suíte básica a intermediária Tabela Composição modal representativa do granitóide aluminoso CAPÍTULO 6. - QUÍMICA MINERAL Tabela Médias das análises químicas de ortopiroxênio da suíte básica a intermediária e clinopiroxênio do álcali-feldspato granito Tabela Médias das análises químicas de anfibólio dos anfibólio-biotita granito,

10 biotita microgranito e suíte básica a intermediária Tabela Médias das análises químicas de biotita dos anfibólio-biotita granito, biotita microgranito, suíte básica a intermediária e granitóide aluminoso Tabela Médias das análises químicas de plagioclásio de todas as suítes estudadas Tabela Médias das análises químicas de granada do álcali-feldspato granito e granitóide aluminoso Tabela Médias das análises químicas de titanita dos álcali-feldspato granito, anfibólio-biotita granito e biotita microgranito Tabela Médias das análises químicas de opacos dos álcali-feldspato granito, anfibólio-biotita granito, biotita microgranito e suíte básica a intermediária CAPÍTULO 7. - CONDIÇÕES DE CRISTALIZAÇÃO Tabela Pressões em kbar para os anfibólio-biotita granito, biotita microgranito, suíte básica a intermediária e ortognaisses Tabela Temperaturas em C para os anfibólio-biotita granito, biotita microgranito, suíte básica a intermediária e ortognaisses Tabela Temperaturas em C através do Zr para os álcali-feldspato granito, anfibólio-biotita granito, biotita microgranito e suíte básica a intermediária Tabela Estimativa da fo2 para os anfibólio-biotita granito e biotita microgranito Tabela Estimativa da fo2 para o álcali-feldspato granito CAPÍTULO 8. - CARACTERIZAÇÃO GEOQUÍMICA Tabela Composição química em elementos maiores e traços, e alguns parâmetros geoquímicos representativos do álcali-feldspato granito Tabela Composição química em elementos maiores e traços, e alguns parâmetros geoquímicos representativos do anfibólio-biotita granito Tabela Composição química em elementos maiores e traços, e alguns parâmetros geoquímicos representativos do biotita microgranito Tabela Composição química em elementos maiores e traços, e alguns parâmetros geoquímicos representativos da suíte básica a intermediária Tabela Composição química em elementos maiores e traços, e alguns parâmetros geoquímicos representativos do granitóide aluminoso Tabela Comparação média de composição química das suítes estudadas Tabela Dados de elementos terras raras para o álcali-feldspato granito Tabela Dados de elementos terras raras para o anfibólio-biotita granito Tabela Dados de elementos terras raras dos biotita microgranito e granitóide aluminoso Tabela Dados de elementos terras raras da suíte básica a intermediária CAPÍTULO 9. - PETROGENÊSE E AMBIENTE TECTÔNICO Tabela Dados analíticos Sm/Nd para as rochas plutônicas estudadas Tabela Dados analíticos Rb/Sr para os anfibólio-biotita granito, biotita microgranito e álcali-feldspato granito Tabela Composições químicas dos minerais utilizados no modelamento Tabela Resultados obtidos no modelamento por cristalização fracionada Tabela Coeficientes de partição mineral/líquido para os elementos terras raras

11 LISTA DE FOTOS CAPÍTULO 4. - MAPEAMENTO GEOLÓGICO E LITOESTRATIGRAFIA Foto Bandamento gnáissico (S2+S3) composto por bandas máficas e félsicas Foto Xistosidade bandada (S2) paralela ao acamamento S Foto Boudins sigmoidais de quartzo-feldspato nos micaxistos Foto Fenocristais milimétricos de granada nas rochas alcalinas Foto Aspecto de campo das rochas alcalinas (acamamento magmático) Foto Rochas porfiríticas associadas aos bolsões de material básico (diorítico?) Foto Dique de biotita microgranito alojado nos ortognaisses Foto Soleiras de biotita microgranitos alojadas nos micaxistos Foto Aspecto das rochas da suíte básica a intermediária Foto Granitóide aluminoso derivado da fusão parcial de micaxistos CAPÍTULO 5. - ASPECTOS PETROGRÁFICOS E NOMENCLATURA DAS ROCHAS PLUTÔNICAS Foto Paragênese máfica encontrada nas rochas alcalinas do Plúton Caxexa Foto Cristal de andradita tardi-magmática com hábito intersticial/esquelético Foto Fenocristal de k-feldspato no Plúton Cabeçudo Foto Lamelas de biotita parcialmente transformada para epídoto Foto Processo de esfenitização dos opacos encontrados no Plúton Cabeçudo Foto Cristal de anfibólio encontrado nas rochas micrograníticas Foto Cristal de alanita parcialmente alterado nas rochas micrograníticas Foto Transformação parcial de ortopiroxênio em anfibólio e opacos Foto Finos cristais de opacos ao longo das clivagens de biotitas e andaluzita Foto Cristal tardio de granada no granitóide aluminoso... 58

12 i RESUMO A área estudada localiza-se na extremidade nordeste da Província Borborema, no denominado Maciço São José de Campestre (RN e PB). Relações de campo e dados petrográficos, geoquímicos e isotópicos permitem individualizar cinco suítes distintas de rochas plutônicas representados por: álcali-feldspato granito (Plúton Caxexa), que constitui o principal alvo desta dissertação, anfibólio-biotita granito (Plúton Cabeçudo), biotita microgranito, gabronorito a monzonito (Suíte Básica a Intermediária) e granitóide aluminoso. O Plúton Caxexa está lateralmente associado a Zona de Cisalhamento Remígio- Pocinhos, alojado ao longo da interface milonítica entre o substrato gnáissico e os micaxistos. Este plúton corresponde a uma intrusão sintectônica alongada na direção N-S, com cerca de 50 km 2 de superfície aflorante. Ele é formado exclusivamente por álcali-feldspato granitos, tendo como minerais acessórios clinopiroxênio (aegirina-augita e hedenbergita), granada (andradita), titanita e magnetita. Quimicamente, classificam-se como rochas alcalinas de alta sílica (>70% em peso), metaluminosas a fracamente peraluminosas (coríndon normativo <1%), com altos valores de Na2O+K2O (>10%), Sr, razões de #Fe (90-98) e índice agpaítico (0,86-1,00), e anomalia positiva de Eu. O Plúton Cabeçudo compõe-se de rochas com textura porfirítica, comumente contendo enclaves magmáticos de composição básica a intermediária, mostrando feições do tipo mingling e mixing. Petrograficamente, é constituído por fenocristais de k-feldspato e plagioclásio como minerais essenciais, além de anfibólio, biotita, titanita e magnetita como acessórios. Quimicamente, mostra características metaluminosas e afinidade com rochas transicionais cálcio-alcalina e alcalina (subalcalina monzonítica). Apresentam espectros de terras raras com anomalia negativa de Eu e conteúdos de terras raras leves e pesadas mais elevados do que as rochas do Plúton Caxexa e do microgranito. Os microgranitos ocorrem predominantemente na porção centro-leste, sob a forma de diques e soleiras, com espessura decimétrica, alojados principalmente nas ortoderivadas e com menor freqüência nos micaxistos. Seu posicionamento tardio com relação às demais plutônicas é evidenciado através de diques encaixados em rochas dos plútons Caxexa e Cabeçudo. Petrograficamente, são biotita granitos, contendo também titanita, anfibólio, allanita, opacos e zircão como minerais acessórios. Quimicamente, diferem das rochas porfiríticas, por serem peraluminosas, mais evoluídas, e terem espectros de terras raras mais fracionados. As rochas básicas a intermediárias ocorrem como um grande corpo elíptico de direção NE-SW, na parte SE da área, bem como soleiras em micaxistos. Modalmente, são gabronoritos a monzonitos, contendo os dois piroxênios e biotita como minerais máficos mais freqüentes, além de anfibólio, titanita, ilmenita e allanita. Essas rochas mostram um comportamento químico que não se adequa nem às séries cálcio-alcalinas típicas, nem às alcalinas, podendo representar Resumo

13 ii possivelmente uma série monzonítica (shoshonítica). Os espectros de terras raras possuem anomalia negativa de Eu menos pronunciada e conteúdos de terras raras maiores do que nas outras suítes. Os granitóides aluminosos são volumetricamente restritos, sendo identificados através da forte migmatização em micaxistos que bordejam a suíte básica a intermediária, destacando-se alguns corpos na porção sul da área. Mineralogicamente, são identificados granada, andaluzita, biotita e muscovita, sendo a suíte de característica geoquímica peraluminosa. Dados isotópicos de Rb-Sr [rocha total (RT)] e Sm-Nd (RT + mineral) permitem estimar a idade mínima de cristalização ( Ma) e a idade de fechamento final do sistema Rb-Sr (536 4 Ma) para o Plúton Caxexa. Os granitóides aluminosos possuem idade Sm-Nd (rocha total + mineral) semelhante a do Plúton Caxexa, com valor de Ma. A forte interação de bandas de cisalhamento e diques pegmatíticos, facilitou a abertura do sistema Rb-Sr, impossibilitando a obtenção de idades geocronológicas para o Plúton Cabeçudo e o microgranito. Dados termobarométricos utilizando o geotermômetro anfibólio-plagioclásio e geobarômetro do Al em anfibólio indicam condições mínimas de 560 C e 7 kbar para o Plúton Cabeçudo, 730 C e 6 kbar para o microgranito e 743 C e 5 kbar para a suíte básica a intermediária. O geotermômetro de Zr mostra temperaturas mais elevadas, de 855 C, 812 C e 957 C, respectivamente, para aquelas suítes, enquanto o Plúton Caxexa apresenta temperaturas da ordem de 757 C. Os plútons Caxexa, Cabeçudo e microgranito cristalizaramse sob condições de alta fugacidade de oxigênio (presença de magnetita). Por outro lado, a ocorrência de ilmenita na suíte básica a intermediária indica condições menos oxidantes para a sua evolução. Relações de campo demonstram o caráter intrusivo dos granitóides em uma crosta continental já relativamente estabilizada. Isto é comprovado por dados petrográficos e geoquímicos, que sugerem um contexto tectônico tardi- ou pós-colisional. Interpreta-se, daí, a geração e posicionamento das suítes granitóides durante os eventos tardios da orogênese brasiliana. Finalmente, o confronte de Nd (600 Ma), TDM e razões isotópicas iniciais de estrôncio (ISr) não permitem definir a(s) fonte(s) adequada(s) dentre as unidades crustais do substrato gnáissico atualmente aflorante no MSJC. Ensaios preliminares levando em conta a relação Rb/Sr vs. Sr deixam em aberto a possibilidade do manto metassomatisado (enriquecido em TRL, Ba, Sr, Zr) ter sido uma das fontes principais, contaminada em diferentes proporções (menor na básica a intermediária) por material da crosta continental. Desta forma, um manto enriquecido não seria uma particularidade da litosfera neoproterozóica, mas uma característica marcante da porção nordeste da Província Borborema desde o Arqueano e o Paleoproterozóico. Resumo

14 iii ABSTRACT The area studied is located on the north-easternmost portion of the Borborema Province, on the so-called São José de Campestre Massif, States of RN and PB, Northeast Brazil. Field relations and petrographic, geochemical and isotope data permitted the separation of five suites of plutonic rocks: alkali-feldspar granite (Caxexa Pluton), which constitutes the main subject of this dissertation, amphibole-biotite granite (Cabeçudo Pluton), biotite microgranite, gabbronorite to monzonite (Basic to Intermediate Suite) and aluminous granitoid. The Caxexa Pluton is laterally associated to the Remígio Pocinhos Shear Zone, with its emplacement along the mylonitic contact between the gneissic basement and the micashists. This pluton corresponds to a syntectonic intrusion elongated in the N-S direction, with about 50 km 2 of outcropping surface. It is composed exclusively of alkali-feldspar granites, having clinopyroxene (aegirine-augite and hedenbergite), andradite-rich garnet, sphene and magnetite. It is classified geochemically as high silica rocks (>70 % wt), metaluminous to slightly peraluminous (normative corindon < 1%), with high total alkalis (>10% wt), Sr, iron number (#Fe=90-98) and agpaitic index ( ), and positive europium anomaly. The Cabeçudo Pluton is composed of porphyritic rocks, commonly containing basic to intermediate magmatic enclaves often with mingling and mixing textures. Petrographically, it presents k-feldspar and plagioclase phenocrysts as the essential minerals, besides the accessories amphibole, biotite, sphene and magnetite. It is metaluminous and shows characteristics transitional between the calc-alkaline and alkaline series (or monzonitic subalkaline). Its REE content is greater than those ones of the Caxexa Pluton and biotite microgranite, and all spectra have negative europium anomalies. The biotite microgranites occur mainly on the central and eastern portion of the mapped area, as dykes and sheets with decimetric thickness, hosted principally in orthogneisses and micashists. Their field relationships as regards the Caxexa and Cabeçudo plutons suggested that they are late-tectonic intrusions. They are typically biotite granites, having also sphene, amphibole, allanite, opaques and zircon in the accessory assemblage. Geochemically they can be distinguished from the porphyritic types because the biotite microgranites are more evolved, peraluminous, and have more fractionated REE spectra. The Basic to Intermediate rocks form a volumetrically expressive elliptical, kilometric scale body on the Southeast, as well as sheets in micashists. They are classified as gabbronorites to monzonites, with the two pyroxenes and biotite, besides subordinated amounts of amphibole, sphene, ilmenite and allanite. These rocks do not show a well-defined geochemical trend, however they may possibly represent a monzonitic (shoshonitic) series. Their REE spectra have negative europium anomalies and REE contents greater than the other suites. The aluminous granitoids are volumetrically restricted, and have been observed in close association with Resumo

15 iv migmatised micashists bordering the gabbronorite pluton. They are composed of almandinerich garnet, andalusite, biotite and muscovite, and are akin to the peraluminous suites. Rb-Sr (whole rock) and Sm-Nd (whole-rock and mineral) isotopes furnished a minimum estimate of the crystallization (578±14 Ma) and the final resetting age of the Rb-Sr system (536±4 Ma) in the Caxexa Pluton. The aluminous granitoid has a Sm-Nd garnet age similar to that one of the Caxexa Pluton, that is 574±67 Ma. The strong interaction of shear bands and pegmatite dykes favoured the opening of the Rb-Sr system for the Caxexa Pluton and biotite microgranite. The amphibole-plagioclase geothermometer and the Al-in amphibole geobarometer indicate minimum conditions of 560 C and 7 kbar for the Cabeçudo Pluton, 730 C and 6 kbar for the microgranite and 743 C and 5 kbar for the basic to intermediate suite. The Zr saturation geothermometer reveals temperatures of respectively 855 C, 812 C and 957 C for those suites, whereas the Caxexa Pluton shows temperatures of around 757 C. The Caxexa, Cabeçudo and microgranites suites crystallized under high fo2 (presence of magnetite). On the other hand, the occurrence of ilmenite suggests less oxidant conditions in the basic to intermediate suite. Field relations demonstrate the intrusive character of the granitoids into a tectonically relatively stable continental crust. This is corroborated by petrographic and geochemical data, which suggest a late- or post-collisional tectonic context. It follows that the generation and emplacement of those granitoid suites is related to the latest events of the Brasiliano orogeny. Finally, the relationships between end (600 Ma), TDM (Nd) and initial Sr isotope ratio (ISr) do not permit to define the precise sources of the granitoids. Nevertheless, trace element modelling and isotopic comparisons suggest the participation of the metasomatised mantle in the generation of these suites, probably modified by different degrees of crustal contamination. In this way, a metasomatised mantle would not be a particular characteristic of the Neoproterozoic lithosphere, but a remarkable feature of this portion of the Borborema Province since Archaean and Paleoproterozoic times. Resumo

16 v INTRODUÇÃO A porção NE da Província Borborema tem apresentado uma expressiva evolução do seu conhecimento geológico nos últimos 15 anos. Um grande avanço se verifica na compreensão do magmatismo brasiliano e sua relação com as zonas de cisalhamento de escala litosférica. Dentre as várias unidades tectônicas desta província, aquela situada a norte do Lineamento Patos tem sido objeto de pesquisas mais intensivas, particularmente na região de ocorrência da clássica Faixa Seridó. Nessa área, os granitóides brasilianos são volumetricamente muito abundantes. Eles truncam tramas plano-lineares prévias de litologias do embasamento gnáissico-migmatítico e de metassedimentos do Grupo Seridó. Portanto, o entendimento desse plutonismo é de fundamental importância para uma melhor definição de um modelo tectônico para a Faixa Seridó, bem como o papel exercido pelos maciços Rio Piranhas e São José de Campestre ao final da orogênese brasiliana. Nos últimos anos, têm sido reportada a presença de granitóides alcalinos no Maciço São José de Campestre (Araújo et al. 1993; Hollanda et al. 1995; Nascimento et al. 1997), sendo reconhecidos os plútons Serra do Algodão, Serra do Boqueirão, Japi e Caxexa, o último constituindo o alvo do presente trabalho. Desta forma, o estudo visa contribuir para o avanço no conhecimento do plutonismo alcalino da porção oriental da Faixa Seridó, sendo particularmente direcionado a granitóides com paragêneses exóticas do tipo albita + clinopiroxênio + granada. Na dissertação em lide, procedeu-se a uma subdivisão em três partes. Na primeira, fazse uma revisão do conhecimento geológico regional, enfatizando o plutonismo brasiliano. São apontados alguns problemas pendentes e situado o Plúton Caxexa no contexto regional, além de citações das metodologias aqui utilizadas. A segunda parte descreve o plúton alcalino Caxexa e demais rochas plutônicas, além de suas encaixantes, com capítulos específicos relativos a dados de campo, petrográficos, texturais, geocronológicos, geoquímicos e geotermobarométricos. A última parte integra as informações precedentes e propõe um modelo de evolução tectônica e petrológica do magmatismo alcalino. Os resultados parciais dos dados aqui obtidos, na forma de artigos completos, foram submetidos em outubro de 1999 ao periódico Geochimica Brasiliensis e em março de 2000 à Revista Brasileira de Geociências. Uma cópia dos mesmos encontram-se no anexo 5, além de uma versão sintética do primeiro, sendo referida a Nascimento et al. (1999b). Introdução

17 Parte 1 Revisão da Geologia e Objetivos deste Trabalho Capítulo 1 Geologia Regional

18 1 CAPÍTULO 1 GEOLOGIA REGIONAL Introdução. O nordeste do Brasil compõe a denominada Província Borborema, termo usado por Almeida et al. (1977) para englobar o conjunto de unidades geológicas estabilizadas ao final da orogênese brasiliana. Seus limites são marcados a norte e leste por bacias costeiras, a oeste pela Bacia do Parnaíba e a sul pelo Cráton São Francisco (fig. 1.1). A luz dos conhecimentos atuais (Jardim de Sá 1994), essa província compreende vastas áreas de rochas gnáissicomigmatíticas de idades Arqueana e Paleoproterozóica, correspondendo ao substrato geológico regional. Elas compõem blocos que separam extensas faixas de rochas supracrustais (metassedimentos e metavulcânicas), cujas idades variam de Paleo a Mesoproterozóicas (Zona Transversal, entre os lineamentos Pernambuco e Patos, Ceará Central e Faixa Seridó) a Neoproterozóicas (NW do Ceará e faixas Sergipana e Riacho do Pontal, as duas últimas no limite sul da província). Duas características marcantes da Província Borborema são o expressivo magmatismo brasiliano e o notável sistema de zonas de cisalhamento, constituindo o último episódio de deformação dúctil regional afetando a região (Jardim de Sá 1994). A área de trabalho situa-se no extremo NE da Província Borborema, mais precisamente na região denominada por Jardim de Sá (1994) de Faixa Seridó. Entretanto, aqui é aplicada a denominação Domínio Seridó para a região compreendida entre o Lineamento Patos (a sul), a Zona de Cisalhamento Portalegre (a oeste), e os sedimentos meso-cenozóicos das bacias Potiguar e Pernambuco-Paraíba (a norte e leste, respectivamente), em virtude da definição de o termo Faixa Seridó confundir com a nomenclatura oferecida ao conjunto de metassedimentos do Grupo Seridó (a conhecida Faixa Seridó) O Maciço Rio Piranhas. Este maciço foi inicialmente denominado por Brito Neves (1983) e Santos & Brito Neves (1984) para representar um conjunto de rochas gnáissico-migmatíticas, correspondendo ao embasamento da Faixa Seridó, cuja borda leste seria a Zona de Cisalhamento Picuí-João Câmara (fig. 1.2). Os outros limites são a Zona de Cisalhamento Portalegre (a oeste), o Lineamento Patos (a sul) e sedimentos mesozóicos da Bacia Potiguar (a norte). Capítulo 1 - Geologia Regional

19 2 Figura Arcabouço tectono-estratigráfico da Província Borborema e seus limites (Jardim de Sá 1994). Capítulo 1 - Geologia Regional

20 3 Seu embasamento corresponde a rochas de alto grau, representadas por duas associações principais. A mais antiga compreende uma seqüência metavulcanossedimentar formada por anfibolitos e paragnaisses diversos. A mais jovem, volumetricamente dominante, é formada por suítes de rochas metaplutônicas de composição tonalítica a granítica de afinidade cálcio-alcalina e subalcalina (Souza et al. 1993; Jardim de Sá 1994). Tendo em vista essas variações litológicas, Hackspacher & Sá (1984), Hackspacher et al. (1990) e Dantas et al. (1991) defendem a separação desse embasamento em dois componentes distintos, um denominado de Grupo São Vicente, correspondendo às rochas metavulcanossedimentares provavelmente mais antigas; e o outro, o Grupo Caicó, referido por Legrand et al. (1991b) como Suíte Magmática de Caicó, possuindo composição mais ácida, intrusivo no anterior. Outros autores (Jardim de Sá 1984; Macedo et al. 1991; Souza et al. 1993) utilizam o termo Complexo Caicó para todo o conjunto de unidades que constituem o embasamento gnáissico-migmatítico, em virtude de não haver diferenças de idades significativas entre as unidades mencionadas. Os primeiros dados geocronológicos de ortognaisses do Complexo Caicó referem-se a isócronas Rb-Sr obtidas por Brito Neves et al. (1975) e Pessoa (1976), onde calculou-se uma idade de cerca de 2,7 Ga. Posteriormente, análises de zircão pelos métodos U-Pb (Hackspacher et al. 1990; Dantas et al. 1991; Legrand et al. 1991b), Pb-Pb por evaporação (Macedo et al. 1991; Souza et al. 1993) e Rb-Sr em rocha total de amostras cogenéticas (Souza et al. 1993) apontaram para idades entre 2,23 e 2,15 Ga. Granitóides intrusivos designados G2 e G3 por Jardim de Sá et al. (1981), com respectivas idades Paleoproterozóica e Neoproterozóica, ocorrem distribuídos em todo o maciço. Os tipos G2 correspondem a rochas metaplutônicas de composição granítica, subordinadamente tonalítica a granodiorítica, derivadas de protólitos ígneos com textura porfirítica (atualmente augen gnaisses) ou fanerítica grossa a média. Subordinadamente, ocorrem soleiras de granitos e leucogranitos contendo biotita, granada e muscovita, além de metapegmatitos intrusivos nos gnaisses do embasamento e na Formação Jucurutu (Jardim de Sá 1994). Dados geoquímicos fornecidos por Martin et al. (1990), Medeiros et al. (1991) e Jardim de Sá (1994) identificam suítes cálcio-alcalinas potássicas, subalcalinas e em menor quantidade cálcioalcalina com fontes mantélicas que sofreram diferentes graus de contaminação crustal. Dados isotópicos através do método Rb-Sr (Macedo et al. 1984; Jardim de Sá et al. 1987) sugerem idade de 1,95 0,05 Ga para essas rochas. Legrand et al. (1991b) mostram valores semelhantes, da ordem de 1,94 0,12 Ga, utilizando U-Pb em zircões. Jardim de Sá (1994), argumenta que em virtude dessas rochas possuírem um comportamento sintectônico ao evento tangencial D2, o intervalo entre 2,0 a 1,9 Ga estaria relacionado a esse evento, o qual afetou o substrato gnáissico e o Grupo Seridó. Legrand et al. (1991b) consideram a idade de 1,94 Ga como uma estimativa mínima e relacionada à perda de Pb durante o ciclo Brasiliano. Desta forma, haveria uma aproximação nas idades entre os augen gnaisses (G2) e os ortognaisses Caicó (G1), fato esse que tornaria pouco provável a ocorrência de um ciclo de sedimentação (o Grupo Seridó) Capítulo 1 - Geologia Regional

21 4 entre as épocas de geração dois tipos de ortognaisses (Legrand et al. 1991b). Em relação aos granitóides G3, os mesmos serão descritos com maiores detalhes no capítulo A Faixa Seridó. Os limites da Faixa Seridó (referida como FSe) são representados a norte pela Bacia Potiguar, a leste pela Zona de Cisalhamento Picuí-João Câmara, a sul pelo Lineamento Patos e a oeste pelo Maciço Rio Piranhas (fig. 1.2). Essa faixa compreende uma seqüência supracrustal dominada por rochas metassedimentares, repousando discordantemente sobre um embasamento gnáissico-migmatítico (Complexo Caicó), sendo ambas as unidades afetadas por grandes estruturas e intenso magmatismo neoproterozóico. A FSe corresponde a uma mega-seqüência deposicional. Seu posicionamento cronoestratigráfico ainda representa motivo de controvérsias. Segundo Jardim de Sá & Salim (1980), o grupo apresenta-se subdividido em paragnaisses basais, com intercalações de mármores, calciossilicáticas, micaxistos, metavulcânicas e formações ferríferas (Formação Jucurutu), metaconglomerados e quartzitos (Formação Equador) em posição intermediária e no topo micaxistos feldspáticos e aluminosos, apresentando feições sedimentares com características turbidíticas, possuindo subordinadamente intercalações de metavulcânicas, mármores e calciossilicáticas (Formação Seridó). Jardim de Sá (1994) defende um modelo de evolução no qual as três formações fariam parte de um único ciclo de sedimentação de idade Paleoproterozóica. Todavia, Archanjo & Salim (1986) e Caby et al. (1991) propõem a presença de uma discordância entre o Grupo Jucurutu (formações Jucurutu na base e Equador no topo) e o Grupo Seridó, este último com uma fácies conglomerática basal denominada Formação Parelhas. Esse modelo advoga uma idade mais jovem (Neoproterozóica) para a Formação Seridó, permanecendo as formações Equador e Jucurutu com idade Paleoproterozóica. A obtenção de idades absolutas para o Grupo Seridó tem sido feita indiretamente a partir dos corpos granitóides pré-brasilianos (tipo G2), datados em um intervalo de 2,0 a 1,9 Ga pelos métodos Rb-Sr (rocha total), U-Pb e Pb-Pb em zircões (Macedo et al. 1984; Jardim de Sá et al. 1987; Legrand et al. 1991b), que são intrusivos no embasamento gnáissico-migmatítico, na Formação Jucurutu e, de modo restrito, na Formação Seridó. Entretanto, discussões sobre as idades desse grupo vêm sendo ampliadas em virtude de novas datações. Van Schmus et al. (1995), analisando uma amostra da Formação Jucurutu pelo método U-Pb em zircões, obteve valores de 1,75 Ga, por eles interpretada como a idade máxima da sedimentação e possível estimativa do vulcanismo associado. Van Schmus et al. (1996) reportam idades Sm-Nd de 1,2 Ga (idade máxima?) para xistos da Formação Seridó e 1,6 Ga para gnaisses Jucurutu. Capítulo 1 - Geologia Regional

22 5 Figura Mapa geológico simplificado da Faixa Seridó com os Maciços Rio Piranhas e São José de Campestre (modificado de Jardim de Sá et al e Dantas 1997). O retângulo a sul do MSJC delimita a área desta dissertação O Maciço São José de Campestre. São creditados a Barbosa & Braga (1974) os primeiros trabalhos neste maciço, ao divulgarem um mapa geológico na escala 1: com a caracterização geológica e petrográfica de migmatitos e gnaisses indiferenciados. Brito Neves (1983) e Santos & Brito Neves (1984) denominaram o conjunto de rochas que ocorrem a leste do sistema de dobramento Seridó de Maciço Caldas Brandão/São José de Campestre, sendo adotada aqui a segunda denominação, referida por MSJC. O MSJC limita-se a sul e oeste pelas zonas de cisalhamento Remígio-Pocinhos (ZCRP) e Picuí-João Câmara (ZCPJ), respectivamente, e a norte e leste por Capítulo 1 - Geologia Regional

23 6 sedimentos meso-cenozóicos das bacias Potiguar e costeira (fig. 1.2). De acordo com relações de campo (Jardim de Sá et al. 1993) e tratamento digital de imagens de satélite (Amaro 1998) têm-se verificado que as zonas de cisalhamento no MSJC se comportam distintamente daquelas observadas na porção central da FSe. Neste maciço, observa-se uma tectônica transtrativa/transcorrente, onde as estruturas de baixo ângulo são progressivamente verticalizadas aproximando-se de zonas de cisalhamento, diferentemente do que ocorre no Maciço Rio Piranhas. Entre duas zonas de cisalhamento de direção NE e cinemática dextrógira, encontra-se um conjunto de zonas com direção NW originando um mosaico de pequenos blocos retangulares. Essas zonas NW apresentando cinemática sinistrógira podem representar falhas antitéticas em um sistema conjugado com aquelas transcorrências E-W e NE, que ocorrem na Província Borborema (Dantas 1997). Recentemente, Dantas (1997) e Dantas et al. (1997, 1998), através de mapeamento geológico e estudo isotópicos de Nd apresentaram um contexto mais complexo. Inicialmente, foi reconhecido um núcleo arqueano na porção central do MSJC, formado por ortognaisses, diversos tipos de migmatitos, granulitos e uma seqüência de rochas básicas. Dados U-Pb (em zircão) forneceram idade de 3,4 Ga nos ortognaisses, 3,2 Ga nos migmatitos e em granulitos, e 2,7 Ga em sienitos, sendo que as idades modelo TDM variam de 3,77 a 3,2 Ga. Circundando esse núcleo, encontram-se rochas metaplutônicas paleoproterozóicas, variavelmente migmatizadas, com composição oscilando de dioritos a granodioritos, além de augen gnaisses e leucogranitos. Dados geocronológicos U-Pb em zircão de granodioritos indicaram idades de cristalização no intervalo de 2,2 a 2,15 Ga. As idades TDM variam de 2,4 a 2,3 Ga para os terrenos a sul do bloco arqueano e 2,6 a 2,5 Ga para aqueles a oeste. Estas rochas são correlacionadas aos componentes metaplutônicos do Complexo Caicó, discutidos anteriormente (vide Maciço Rio Piranhas). Por fim, as unidades mais jovens estão representadas basicamente por micaxistos correlacionados à Formação Seridó (Trindade et al. 1993; Jardim de Sá 1994), que afloram como fatias isoladas no extremo nordeste (Ielmo Marinho) e a sul do MSJC (NW de Remígio). A leste de Pedra Preta (RN) e sudeste de Barra de Santa Rosa (PB), análises U-Pb em zircões nas rochas identificadas como metatufos intercalados nos xistos Seridó forneceram idades de Ma, sendo esses zircões interpretados como de origem ígnea (Van Schmus et al. 1995). Assim sendo, a Formação Seridó possuiria uma idade Neoproterozóica. Jardim de Sá (1996) discorda da interpretação deste valor de Ma, e sugere que os metatufos seriam, na realidade, soleiras de granitóides brasilianos e pelo menos parte dos zircões analisados nos micaxistos (aqueles com formas euedrais, claros e límpidos) poderiam representar cristais metamórficos. Todavia, considerada válida tal hipótese, o magmatismo brasiliano ( Ma) seria bem mais jovem do que o metamorfismo de alta temperatura, contrariando as idéias vigentes. Os granitóides brasilianos também fazem parte dessa unidade mais jovem e ocorrem como diversos plútons de diferentes afinidades magmáticas. Em geral, eles possuem idades Capítulo 1 - Geologia Regional

24 7 modelo em torno de 2,2 Ga, indicando a participação de uma fonte paleoproterozóica na sua gênese. Dentre os granitóides que ocorrem no MSJC, tem-se verificado a identificação de vários plútons com afinidade alcalina (Araújo et al. 1995; Hollanda et al. 1995; Galindo et al. 1997b; Nascimento et al. 1997), representando o cortejo alcalino do MSJC. Representam corpos sintectônicos descritos como álcali-feldspato granitos, além de sienogranitos, quartzo sienitos e quartzo álcali-feldspato sienitos. Possuem a associação clinopiroxênio ± andradita ± titanita e correspondem aos granitóides Serra do Algodão e Serra do Boqueirão (Araújo 1995; R.S.C. Nascimento 1998), Caxexa (M.A.L. Nascimento 1998) e Japi (Hollanda et al. 1995; Hollanda 1998). Capítulo 1 - Geologia Regional

25 Capítulo 2 Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

26 9 CAPÍTULO 2 MAGMATISMO BRASILIANO NO DOMÍNIO SERIDÓ Introdução. A atividade plutônica brasiliana constitui uma das mais importantes feições do Domínio Seridó, sendo representada em toda sua extensão por diversos batólitos, stocks e diques (fig. 2.1). O grande volume e a diversidade deste plutonismo, associado a relativa carência de dados de campo, petrográficos, geoquímicos e geocronológicos, têm dificultado a elaboração de uma classificação mais precisa para as várias suítes brasilianas nesta região. Uma das primeiras tentativas de classificação foi proposta por Almeida et al. (1967) ao posicionarem as rochas plutônicas da Província Borborema com respeito ao Ciclo Brasiliano: i) granitóides sin-tectônicos, subdivididos nos tipos Itaporanga (porfiríticos) e Conceição (equigranulares); e ii) granitóides tardi-tectônicos, compreendendo os tipos Catingueira e Itapetim. Posteriormente, Brito Neves & Pessoa (1974) e Santos & Melo (1978), também trabalhando na Província Borborema, mais precisamente no Domínio da Zona Transversal, acrescentaram uma gama de dados petrográficos ao estudo de Almeida et al. (1967), todavia mantendo a mesma interpretação em relação ao posicionamento tectônico. Jardim de Sá et al. (1981), agora restringindo-se ao Domínio Seridó, sugeriram uma classificação baseada em parâmetros estruturais, ocasião em que os granitóides relacionados ao evento Brasiliano foram reagrupados nos subtipos Gx (rochas básicas a intermediárias), G3 (granitos e granodioritos porfiríticos ou equigranulares) e G4 (leucogranitos tardios). Sial (1987) individualizou quatro grande grupos de granitóides para a Província Borborema, através de dados geoquímicos, classificando-os nos Grupos Cálcio-alcalino Potássico, Cálcio-alcalino, Trondhjemítico e Peralcalino. Jardim de Sá (1994) distinguiu as suítes básica a intermediária, porfirítica e leucogranítica, às quais foram adicionadas rochas com afinidades shoshonítica (Galindo et al. 1997a) e alcalina (Galindo 1993; Araújo et al. 1993; Hollanda et al. 1995; M.A.L. Nascimento et al. 1997). Recentemente, Ferreira et al. (1998) reconheceram nove grupos de granitóides e sienitóides na Província Borborema, de acordo com critérios petrográficos e geoquímicos, sendo constatado no Domínio Seridó cinco tipos distintos, denominados de cálcio-alcalino alto- K com e sem epídoto magmático, peralcalino, shoshonítico e cálcio alcalino peraluminoso. Do exposto, percebe-se, que há invariavelmente a aplicação de terminologias petrográficas e texturais, juntamente à nomenclaturas geoquímicas (tabela 2.1), o que Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

27 10 Oceano Atlântico 36 30' W 5 30' S Açu Bacia Potiguar 37 00' W Lajes NATAL Ielmo Marinho Augusto Severo N Bacia Pernambuco-Paraíba Umarizal ZCPJC Portalegre Pau dos Ferros Santa Cruz Currais Novos ZCP Acari Caicó MRP MSJC FSe Parelhas ZCRP Pombal Patos 7 00' S 0 km 50 LINEAMENTO PATOS Cobertura Meso-Cenozóica Suíte Leucogranítica Suíte Alcalina Suíte Shoshonítica Suíte Porfirítica Suíte Básica a Intermediária Zona de cisalhamento transcorrente Zona de cisalhamento contracional MSJC Maciço Rio Piranhas Maciço São José de Campestre MRP Ortognaisses tipo G 2 Grupo Seridó FSe Faixa Seridó Zona de cisalhamento extensional Cidade ZCRP Zona de Cisalhamento Remígio-Pocinhos ZCP Zona de Cisalhamento Portalegre ZCPJC Zona de Cisalhamento Picuí-João Câmara Substrato Gnáissico-Migmatítico Figura Mapa geológico do Domínio Seridó enfatizando as diferentes suítes magmáticas brasilianas. Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

28 11 Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

29 12 dificulta a distinção clara entre as várias suítes. A proposta deste capítulo é sintetizar os dados disponíveis (tabelas 2.2 e 2.3), visando demonstrar as características petrográficas, geoquímicas e geocronológicas de cada suíte. Optou-se por seguir as denominações mais comuns da literatura (Jardim de Sá 1994, Galindo et al. 1997a e b, entre outros), onde termos de conotação petrográfica e geoquímica são utilizados. Tabela Fontes bibliográficas utilizadas na individualização das diferentes suítes brasilianas, totalizando 217 análises químicas (quantidades entre parênteses). Suítes Corpos estudados Fontes Básica a intermediária (47) Porfirítica (87) Totoró, Acari, Poço Verde, São João do Sabugi. Acari, Monte das Gameleiras, Patu-Caraúbas. Leucogranítica (17) Dona Inês, Picuí, Acari e Monte das Gameleiras. Alcalina (MSJC - 45) (Umarizal - 11) Serra do Algodão, Serra do Boqueirão, Japi, Caxexa, Umarizal. Jardim de Sá (1994); Z.S.Souza (dados não publicados). Jardim de Sá et al. (1986); Galindo (1982, 1993); Jardim de Sá (1994). McMurry et al. (1987a, b); Silva (1993); Galindo (1982); Jardim de Sá (1994). R.S.C. Nascimento (1998); Hollanda (1998); M.A.L. Nascimento et al. (1997); Galindo (1993). Shoshonítica (10) Quixaba. Galindo (1993); Galindo et al. (1997a) Nos ítens seguintes procede-se a descrição petrográfica e geoquímica das diferentes suítes de rochas plutônicas brasilianas. Para evitar repetições, os elementos terras raras são simbolizados por ETR, sendo os leves ETRL, e os pesados ETRP. O número de magnésio, correspondendo a proporção em mol de MgO/FeO, é referido como #Mg A Suíte Básica a Intermediária. Ocorre como pequenos plútons isolados ou associados a corpos de granitos porfiríticos. Compreende rochas de composição variando, desde termos gabro/dioríticos até quartzo monzoníticos, de acordo com o diagrama Q-A-P normativo (fig. 2.2). Possuem textura fina a média (ou grossa nos tipos gabróides), equigranular ou inequigranular, estes com fenocristais de plagioclásio. Diferentes fácies (gabros e anfibólio dioritos) eventualmente ocorrem juntos em um mesmo afloramento, podendo tratar-se de diferentes graus de fracionamento de um único magma, ou de líquidos imiscíveis oriundos de um mesmo magma progenitor (Jardim de Sá 1994). Os corpos de Totoró, Poço Verde e São João do Sabugi apresentam como minerais máficos augita ou diopsídio e hiperstênio, mostrando algumas vezes transformações para Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

30 13 Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

31 14 anfibólio. Os termos quartzo dioríticos possuem hornblenda como máfico dominante, cuja composição varia de Fe-edenita a hastingsita (A.C. Galindo, comunicação verbal), além de biotita. Subordinadamente, ocorrem microclina e quartzo formando a matriz destas rochas. Outros acessórios comuns são titanita, opacos, zircão e apatita. Figura Diagrama Q-A-P normativo (Le Maitre 1976) e campos de séries magmáticas (Lameyre & Bowden 1982) para o magmatismo brasiliano no Domínio Seridó. Legenda: 2. álcali-feldspato granito; 3a. sienogranito; 3b. monzogranito; 4. granodiorito; 6*. quartzo álcalifeldspato sienito; 7*. quartzo sienito; 8*. quartzo monzonito; 9*. quartzo monzodiorito/quartzo monzogabro; 10*. quartzo diorito/quartzo gabro; 8. monzonito; 9. monzodiorito/monzogabro; 10. diorito/gabro. tr. trondhjemítico; th. tholeítico; calc. cálcio-alcalino; mz. monzonítico; al. granitóides aluminosos em províncias alcalinas; alc. alcalino; mob. granitos crustais. São rochas com certa variação de SiO2 (48-60%), Mg# entre 64 e 11, e razão K2O/Na2O de 0,3 a 1,5 (tabela 2.3). Diagramas de Harker (fig. 2.3) mostram correlação negativa de TiO2, Fe2O3t, MgO e CaO, enquanto K2O correlaciona-se positivamente com SiO2. Por seu turno, Al2O3 possue trajetória particular, inicialmente aumentando até cerca de 55% SiO2, passando a decrescer a partir deste valor. Os elementos traços Ba, Zr e Rb são claramente incompatíveis, enquanto que os demais estão dispersos nos diagramas. Comparada às outras suítes, a básica a intermediária é mais rica em Fe2O3t, MgO, CaO, TiO2 e P2O5 (fig. 2.3). Os ETR são fraco a moderadamente fracionados (LaN/YbN=11-70), com anomalia de Eu ligeiramente positiva ou negativa (Eu/Eu*=0,6-1,2) (tabela 2.3). Apresentam afinidade geoquímica com séries shoshonítica (Leterrier et al. 1990; Jardim de Sá 1994), e de acordo com diagramas discriminantes geoquímicos representam rochas transicionais cálcio-alcalinas a alcalinas Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

32 Al2O 3 (%) SiO 2 (%) Fe 2 O 3 t (%) Suítes Básica a Intermediária Porfirítica Leucogranítica Alcalina-MSJC Alcalina-Umarizal Shoshonítica SiO 2 (%) MgO (%) 2,50 MgO (%) 2,00 1,50 1,00 0,50 SiO 2 (%) SiO 2 (%) CaO (%) SiO 2 (%) Figura 2.3a - Diagramas de Harker para elementos maiores, representativos das suítes magmáticas brasilianas. Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

33 16 6,0 5,5 Na 2 O(%) 8 7 K 2 O(%) 5,0 6 4,5 5 4,0 4 3,5 3 3,0 2 2,5 2,0 SiO 2 (%) SiO 2 (%) ,5 2,0 1,5 TiO 2 (%) 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 P 2 O 5 (%) Suítes Básica a Intermediária Porfirítica Leucogranítica Alcalina-MSJC Alcalina-Umarizal Shoshonítica 1,0 0,6 0,4 0,5 0,2 SiO 2 (%) SiO 2 (%) Fig. 2.3b - Diagramas de Harker para elementos maiores, representativos das suítes magmáticas brasilianas Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

34 Rb (ppm) SiO 2 (%) Zr (ppm) Suítes Básica a Intermediária Porfirítica Leucogranítica Alcalina-MSJC Alcalina-Umarizal Shoshonítica SiO 2 (%) Ba (ppm) SiO 2 (%) Sr (ppm) SiO 2 (%) Fig. 2.3c - Diagramas de Harker para elementos traços, representativos das suítes magmáticas brasilianas. Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

35 Nb (ppm) 60 Y(ppm) SiO 2 (%) SiO 2 (%) Th (ppm) Ni (ppm) Suítes Básica a Intermediária Porfirítica Leucogranítica Alcalina-MSJC Alcalina-Umarizal Shoshonítica SiO 2 (%) SiO 2 (%) Figura 2.3d - Diagramas de Harker para elementos traços, representativos das suítes magmáticas brasilianas Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

36 19 subalcalinas?) (fig. 2.4a, b). No diagrama K-Na-Ca (fig. 2.5) essas rochas plotam paralelamente ao trend cálcio-alcalino, sendo as mais pobres em K e mais ricas em Ca dentre todas as suítes estudadas. Tratam-se de rochas essencialmente metaluminosas, com razões A/CNK<1. As evidências de contaminação e mistura de magmas da suítes básica a intermediária com a porfirítica dificultam a obtenção de datações geocronológicas confiáveis pelo método Rb-Sr (Macedo et al. 1993). Deste modo, comumente se obtêm pseudoisócronas com idades anomalamente elevadas entre 900 e 700 Ma e razões iniciais (ISr) baixas da ordem de 0,706 (Jardim de Sá et al. 1987). Por outro lado, o método U/Pb em zircões fornece idade com maior confiabilidade. Leterrier et al. (1994) obtiveram idade de Ma (1 ) para dioritos de Acari, enquanto Dantas (1997) reporta idade de Ma (1 ) para o norito Poço Verde. Datações em monazitas através de microssonda eletrônica para esse mesmo norito forneceram o valor de 555±10 Ma (2 ), sendo interpretado como o pico de um evento térmico em fácies granulito que atuou sobre o corpo (Z.S. Souza, em preparação) A Suíte Porfirítica. É a mais abundante volumetricamente, ocorrendo sob a forma de batólitos isolados ou associados a outros tipos de rochas, em especial àquelas da suíte básica a intermediária. Texturalmente, é representada por uma fácies grossa conhecida como dente de cavalo, contendo grandes fenocristais de K-feldspato (até 15 cm de comprimento), com fina borda de plagioclásio sódico. Tais fácies são dominantes na maior parte dos maciços graníticos, tais como nos batólitos Acari (Jardim de Sá et al. 1986), Monte das Gameleiras (Galindo 1982), São José de Espinharas (Jardim de Sá et al. 1987), Patu-Caraúbas (Galindo 1993), Catolé do Rocha- Alexandria, Barcelona, Totoró, Pombal (Archanjo 1993). Outras variedades faciológicas possuem granulação média, com fenocristais de K-feldspato inferiores a 2 cm, presentes nos plútons Picuí (Silva 1993), Patu-Caraúbas (Galindo 1993) e Acari (Jardim de Sá et al. 1986). Petrograficamente, predominam monzogranitos, podendo variar para granodioritos e quartzo monzonitos (fig. 2.2). Dentre os minerais máficos, citam-se biotita e anfibólio (hornblenda hastingsítica a ferro-edenítica), além dos acessórios titanita, epidoto, alanita, zircão, apatita e opacos (magnetita, ilmenita). A suíte porfirítica é enriquecida em álcalis (K2O+Na2O 7%), com razão K2O/Na2O oscilando de 0,9 a 2,0 (tabela 2.3). Em diagramas de Harker (fig. 2.3), Al2O3, CaO, MgO, Fe2O3t, TiO2 e P2O5 possuem correlação negativa com SiO2. Os elementos traços Ba, Sr, Zr e Ni têm comportamento compatível, enquanto Rb é ligeiramente incompatível. Concernente aos ETR, os espectros variam de pouco a fortemente fracionados, tendo razões LaN/YbN=20-80 e anomalia negativa de Eu (Eu/Eu*=0,3-0,8) (tabela 2.3). Compreendem rochas com afinidade subalcalina/monzonítica (Jardim de Sá 1994), conforme evidenciado em diagramas discriminantes, em especial R1-R2 e TAS (fig. 2.4c, d). Essas rochas seguem o trend da suíte Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

37 20 cálcio-alcalina como demonstrado no diagrama K-Na-Ca (fig. 2.5), sendo mais enriquecida em K que a suíte anterior. Representam rochas meta a peraluminosas, com razões A/CNK entre 0,83-1,10. Figura Diagramas discriminantes geoquímicos para as suítes magmáticas brasilianas. (a) Log10(K2O/MgO) vs. SiO2 (Rogers & Greenberg 1981); (b) índice de alcalinidade (Wright 1969); (c) R1-R2 (De La Roche et al. 1980); e (d) álcalis total vs. sílica - TAS (Lameyre 1987), com os trends monzonítico (mz), alcalino (alc), granodiorítico (gd) e trondhjemítico (tr). Em traçejado a divisória dos campos subalcalino e alcalino (Miyashiro 1978). Segue a legenda da figura 2.3. A maior quantidade de dados geocronológicos do magmatismo brasiliano refere-se a suíte em lide. Sete amostras da fácies porfirítica grossa do Maciço de Acari definem uma isócrona Rb-Sr (rocha total) com Ma (1 ), ISr=0,7076 0,0004 e MSWD=0,8 (Jardim de Sá 1994). Esse valor corrobora o obtido por Legrand et al. (1991a), que dataram o maciço através do método U-Pb em zircão, obtendo uma idade de Ma (1 ). Galindo (1993) e Galindo et al. (1993) reportam um grande volume de dados isotópicos Rb-Sr para rochas porfiríticas do extremo NW do Maciço Rio Piranhas, concluindo que a atuação do evento Brasiliano naquela região deu-se no intervalo entre 630 Ma e 570 Ma. No plúton Monte das Gameleiras, uma Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

38 21 isócrona Rb-Sr (rocha total) com 5 amostras (Galindo 1982), forneceu a idade de Ma (1 ) e ISr=0,7094 0,0001 (2 ). Figura Classificação das suítes magmáticas brasilianas de acordo com o diagrama catiônico K-Na-Ca (Barker & Arth 1976). Segue a mesma legenda da fig A Suíte Leucogranítica. As rochas que compõem esta suíte são encontradas em diversos locais na forma de enxames de diques, soleiras e corpos isolados, exemplificados em Serra Pelada (NW de Ielmo Marinho), Dona Inês e Picuí, ou no contexto dos maciços polidiapíricos Acari, São José de Espinharas e Brejo do Cruz (Jardim de Sá 1994). Composicionalmente são essencialmente monzogranitos (fig. 2.2), equigranulares ou microporfiríticos, de textura média a fina, com determinadas fácies portando granada (plútons de Picuí, Silva 1993; e Dona Inês, Borges 1996). Plagioclásio (oligoclásio), microclina e quartzo são os minerais essenciais. A mineralogia acessória é composta por biotita ( anfibólio), titanita, epídoto, apatita, zircão, alanita, opacos e turmalina. Essas rochas mostram estreita variação de SiO2 (68-76%), com altas razões K2O/Na2O (1,1-2,3%). Em diagramas de Harker (fig. 2.3), apresentam correlação negativa para Al2O3, Fe2O3t, CaO, MgO, TiO2 e Na2O, ao passo que o K2O apresenta-se disperso. Os elementos traços compatíveis são Ba, Sr, e Zr, enquanto Rb é incompatível. Características marcantes dos ETR são a forte anomalia negativa de Eu (Eu/Eu*=0,4-0,7), ETRP comparativamente baixos e os mais elevados valores de LaN/YbN (15-135) (tabela 2.3). Geoquimicamente, esta suíte assemelha-se às porfiríticas, entretanto, com características mais evoluídas (figs. 2.4 e 2.5). Compreendem rochas meta a peraluminosas, com razões A/CNK variando 0,95-1,12. As relações de campo indicam uma idade mais tardia ou, pelo menos, contemporânea, com relação às suítes básica a intermediária e porfirítica. Tentando obter dados geocronológicos através do método Rb-Sr (rocha total) no plúton de Dona Inês, McMurry et al. (1987b) individualizaram no mesmo duas fácies distintas, uma com idade de Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

39 Ma e outra de Ma. Borges (1996) acrescentou três amostras às 15 dos autores supracitados, obtendo uma idade de Ma, ISr=0,7108 0,0008 e MSWD=2,9. Esta idade foi considerada como de referência para a cristalização magmática do plúton (Borges 1996) A Suíte Alcalina. As rochas que compõem esta suíte são representadas no MSJC pelos plútons Serra do Algodão, Serra do Boqueirão, Caxexa e a fácies alcalina do plúton Japi (Araújo et al. 1993; Hollanda et al. 1995; M.A.L. Nascimento et al. 1997). No extremo NW do Maciço Rio Piranhas, ocorre o Granitóide Umarizal (Galindo 1993), representando outro corpo granítico de caráter alcalino, todavia com características petrográficas distintas dos anteriores, sendo possível desta forma individualizar dois conjuntos de rochas alcalinas para o Domínio Seridó. Os corpos alcalinos do MSJC são formados por álcali-feldspato granitos, com quartzo álcali-feldspato sienitos subordinados e sienogranitos (Galindo et al. 1997b) (fig. 2.2). Já no Granitóide Umarizal, são identificados monzogranitos e quartzo monzonitos (fig. 2.2). As rochas alcalinas do MSJC possuem textura fina, equigranular, e contêm aegirina-augita/augita sódica e hedenbergita, as quais podem se transformar em anfibólio (riebeckita?). Nos plútons Serra do Algodão, Serra do Boqueirão e Caxexa, ocorre granada rica em moléculas de andradita como mineral máfico. O plagioclásio em geral é bastante sódico (An0-5), sendo mais rico em cálcio (An>5) quando associado a granada (Nascimento et al. 1998). Os acessórios mais comuns são titanita, apatita, zircão, alanita e óxidos (magnetita e ilmenita). Em Umarizal, as rochas são de textura média, inequigranulares, o plagioclásio é do tipo oligoclásio, e a mineralogia acessória é formada por faialita (Fa98-Fo2) ou ferro-hiperstênio, além de hedenbergita, hornblenda ferroedenítica, subordinadamente biotita, e eventualmente zircão, apatita, alanita, magnetita e ilmenita (Galindo 1993). Os plútons alcalinos do MSJC mostram variação na quantidade de sílica (67-77%), com forte enriquecimento em álcalis (Na2O+K2O=8-11%), e acentuado empobrecimento em CaO (<1,5%) e MgO (<0,5%). São rochas meta a peraluminosas (A/CNK entre 0,86 a 1,09), ricas em Ba e Sr e pobres em Zr, com menores razões LaN/YbN e YbN em relação às alcalinas de Umarizal. Em diagramas de Harker (fig. 2.3), as alcalinas mostram correlação negativa de Al2O3, F2O3t, CaO e TiO2, observando-se diferenças sutis entre os corpos do MSJC e os de Umarizal, estes últimos menos aluminosos e mais ricos em Fe2O3t, CaO e TiO2. Os elementos traços, Ba e Sr são fortemente compatíveis nas alcalinas do MSJC, e fracamente compatíveis nas alcalinas de Umarizal. Nestas, observam-se concentrações extremamente elevadas de Zr, além de maior fracionamento de ETRL (LaN/YbN=12 a 62). Anomalias positivas de Eu são típicas da fácies alcalina no MSJC (Eu/Eu*=1,5-3,0), enquanto que em Umarizal as anomalias são negativas a positivas (Eu/Eu*=0,5-1,2) (tabela 2.3). A afinidade alcalina é sugerida em diagramas geoquímicos discriminantes (fig. 2.4), sendo que o diagrama K-Na-Ca (fig. 2.5) permite separar Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

40 23 as alcalinas de Umarizal e aquelas do MSJC, estas situando-se mais próximas à arestra K-Na, a exemplo de suítes alcalinas descritas em outras partes do mundo (Martin et al. 1994), enquanto que as primeiras são ligeiramente mais cálcicas (fig. 2.5). A idade desse magmatismo ainda é pouco conhecida, sendo melhor representada pelo granitóide de Umarizal através de datação Rb-Sr em rocha total, que forneceu Ma (1 ), ISr=0,7121 0,0002 e MSWD=0,67 (Galindo et al. 1993). Em virtude desse granitóide não estar deformado, admite-se um alojamento pós-tectônico, sendo essa idade a de cristalização e colocação do corpo. Para o plúton Serra do Algodão, o plote de três amostras em uma isócrona Rb-Sr (rocha total), forneceu Ma (1 ), ISr=0,7072 0,0003 e MSWD=0,60, podendo representar sua idade de cristalização (R.S.C. Nascimento 1998) A Suíte Shoshonítica. É representada por um corpo alongado na direção NE-SW, de aproximadamente 100 km 2, aflorante no extremo NW do Maciço Rio Piranhas, denominado por Galindo (1993) de Granitóide Quixaba. Caracteriza-se pela presença de duas fácies principais: uma de natureza monzonítica (fácies Quixaba) (fig. 2.2) compreendendo cerca de 90% do corpo, e outra monzodiorítica a quartzo monzodiorítica, esta última contendo rochas da suíte básica a intermediária. A fácies Quixaba possui textura grossa, com fenocristais euédricos de K-feldspato de até 4 cm, usualmente zonados. São rochas leucocráticas a mesocráticas, com plagioclásio zonado, formando agregados de pequenos cristais de composição An18-14, além de cristais maiores, isolados, com An O K-feldspato é a microclina pertítica, com o quartzo xenomórfico e exibindo extinção ondulante. Anfibólio (hornblenda ferro-edenítica) e biotita são os minerais máficos predominantes, sendo titanita, alanita, zircão, apatita, epídoto e ilmenita os demais acessórios. As rochas da suíte shoshonítica mostram uma restrita variação de SiO2 (58-60%) e enriquecimento em álcalis (Na2O+K2O=8-11%), Fe2O3t (4-10%) e CaO (>3%). São rochas metaluminosas, com razões A/CNK entre 0,82-0,94. Alguns elementos traços também são abundantes, tais como Ba, Sr e Zr (valores acima de 1500, 300 e 600 ppm, respectivamente). Em diagramas de Harker (fig. 2.3), nota-se correlação negativa para Fe2O3t, CaO, MgO, TiO2 e P2O5, e correlação positiva para Na2O, K2O e Al2O3. Os elementos traços possuem comportamento compatível para Sr, Y e Nb, enquanto que Rb, Zr e Ba são incompatíveis. Observa-se um enriquecimento em TRL em relação aos TRP (LaN/YbN=12 a 28), e as anomalias de Eu são discretas, oscilando entre positivas e negativas (Eu/Eu*=0,7-1,2) (tabela 2.3). Semelhante às rochas básicas a intermediárias, a fácies Quixaba possui aspectos de rochas shoshoníticas, plotando em campo transicionais entre cálcio-alcalino e alcalino (subalcalino?) Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

41 24 (fig. 2.4a e b). No diagrama K-Na-Ca, plotam paralelamente ao trend das séries cálcioalcalinas, sendo pouco mais evoluídas do que as rochas básicas a intermediárias. Capítulo 2 - Magmatismo Brasiliano no Domínio Seridó

42 Capítulo 3 Problemas, Objetivos, Localização e Metodologia

43 25 CAPÍTULO 3 PROBLEMAS, OBJETIVOS, LOCALIZAÇÃO E METODOLOGIA Problemas e Objetivos. A pesquisa bibliográfica apresentada nos capítulos anteriores demonstra a persistência de alguns problemas referentes ao plutonismo alcalino que ocorre no Maciço São José de Campestre. Dentre os pontos pendentes, destacam-se os seguintes:. ausência de um estudo mais aprofundado das relações dessas plutônicas alcalinas com as demais rochas magmáticas encontradas no MSJC;. escassez de análises mais detalhadas da mineralogia dessas rochas, principalmente no que concerne aquelas com minerais exóticos do tipo hedenbergita, aegirina-augita e andradita;. pouco entendimento dos processos petrogenéticos e das fontes envolvidas na geração do magmatismo;. necessidade de um melhor entendimento da deformação brasiliana no MSJC, principalmente no que diz respeito ao modo de alojamento dos corpos alcalinos, embora seja atualmente reconhecida a grande importância de estruturas transtracionais e transcorrentes;. poucos dados isotópicos e geocronológicos. Desta forma, a presente dissertação sintetiza os resultados obtidos em um mapeamento geológico na escala de 1: (anexos 1, 2 e 3), abrangendo uma área com aproximadamente 230 km 2. O trabalho enfatiza o estudo petrológico do Plúton Caxexa e rochas plutônicas associadas, com a finalidade de caracterizar a sua gênese e processos evolutivos. São utilizadas informações obtidas a partir de dados litogeoquímicos, química mineral, geocronológicos (Rb-Sr e Sm-Nd) e isotópicos (Sr e Nd) cuja integração permite uma discussão sobre um modelo evolutivo para o plúton alcalino Caxexa. Os trabalhos executados foram financiados pelos projetos Granitogênese Brasiliana na Faixa Seridó e Novas metas para um tema em continuidade: arquitetura e evolução crustal da Faixa Seridó, e suas relações com domínios adjacentes, ambos com o apoio do CNPq, bem como do projeto Aperfeiçoamento de tecnologia e formação de recursos humanos no contexto de uma investigação sobre a estrutura crustal no Nordeste do Brasil (CAPES/COFECUB). O Departamento de Geologia do Centro de Ciências Exatas e da Terra da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (DG/CCET/UFRN) contribuiu com a confecção de seções delgadas, infra-estrutura laboratorial (bússolas, estereoscópios, microscópios Capítulo 3 - Problemas, Objetivos, Localização e Metodologia

44 26 petrográficos, martelos, entre outros) e preparação de amostras para análises geoquímicas e isotópicas (anexo 2). A orientação desta dissertação ficou a cargo do prof. Dr. Zorano Sérgio de Souza e co-orientação do prof. Dr. Antonio Carlos Galindo, além da colaboração dos professores Drs. Maria Helena de Freitas Macedo do DG/CCET/UFRN e Márcio Martins Pimentel do Instituto de Geociências da UnB, da doutoranda Maria Helena Bezerra Maia de Hollanda (IG/UnB) e do Dr. Koji Kawashita (CPGeo/USP) Localização da área e vias de acesso. A área pesquisada situa-se na porção leste do Estado da Paraíba, abrangendo parte dos municípios de Cacimba de Dentro, Barra de Santa Rosa e Casserengue (fig. 3.1). Está geograficamente limitada pelas coordenadas , e de latitude sul e , e de longitude oeste. O acesso a mesma pode ser feito partindo de Natal (RN) através da BR-101 até a entrada para Monte Alegre (RN), pelas RNs-002, 160, 003 e 093 chegando a Passa e Fica (RN). Já no estado da Paraíba toma-se a PB-105 até a cidade de Casserengue. No interior da superfície estudada são utilizadas estradas carroçáveis e caminhos que interligam lugarejos, fazendas e sítios Metodologia empregada. Para a confecção desta dissertação foram realizadas atividades envolvendo trabalhos laboratoriais, alternados com trabalhos de campo. Inicialmente foi realizada uma pesquisa bibliográfica com objetivo de obter um conhecimento prévio dos trabalhos já executados na região. Efetuou-se ainda a interpretação de fotografias aéreas convencionais em escala 1: e imagens de satélite (escala 1: ) com o intuito de aprimorar e detalhar um mapa litológico/estrutural prévio (M.A.L. Nascimento 1998). Procedeu-se, então, a coleta de rochas encontradas na área, com ênfase nas plutônicas brasilianas e suas encaixantes (gnaisses tonalíticos e micaxistos granadíferos), com vistas à preparação de seções delgadas (anexo 1). Um estudo petrográfico detalhado dos corpos plutônicos possibilitou o reconhecimento de diferentes litologias, como também serviu para selecionar amostras para análises químicas (rocha total e mineral) e isotópicas. Análises químicas de rocha total foram realizadas por fluorescência de raio-x no Laboratoire de Pétrologie et Tectonique da Universidade Claude Bernard I (Lyon, França), no Laboratório de Fluorescência de Raios-X do DG/UFRN (Natal), e no Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques - CRPG/CNRS (Vandœuvre, França) e por fonte gasosa de plasma (ICP) (CRPG/CNRS). Análises de química mineral foram realizadas por microssonda eletrônica no Instituto de Geociências da UnB (Brasil) e na Universidade Blaise Pascal (Clermont-Ferrand, França). Para a obtenção de dados isotópicos e geocronológicos, Capítulo 3 - Problemas, Objetivos, Localização e Metodologia

45 27 as amostras foram inicialmente preparadas no Laboratório Intermediário de Geocronologia da UFRN, com posterior dosagem no Laboratório de Geocronologia da UnB e no Centro de Pesquisas Geocronológicas da USP. Detalhes das metodologias analíticas se encontram nos respectivos capítulos. Figura Mapa de localização da área mapeada, ilustrando as principais vias de acesso. Capítulo 3 - Problemas, Objetivos, Localização e Metodologia

46 Parte 2 O Plúton Caxexa e Rochas Plutônicas Associadas Capítulo 4 Mapeamento Geológico e Litoestratigrafia

47 29 CAPÍTULO 4 MAPEAMENTO GEOLÓGICO E LITOESTRATIGRAFIA Introdução e Metodologia. As unidades litológicas mapeadas foram individualizadas por meio de critérios de intrusão/inclusão (presença de apófises e xenólitos) e características estruturais (foliações e lineações), originadas em diferentes épocas. O mapeamento envolveu o reconhecimento preliminar dos litotipos estudados, tanto para o Plúton Caxexa e demais rochas plutônicas, como também suas encaixantes (anexo 3), sendo então estabelecida uma seqüência cronológica, caracterizada por três unidades litoestratigráficas principais, representadas da base para o topo por: complexo gnáissico-migmatítico (compondo o substrato regional), por vezes intensamente migmatizado; unidade metassedimentar (essencialmente micaxistos granadíferos); e rochas plutônicas, nestas incluindo álcali feldspato granito (Plúton Caxexa), anfibólio biotita granito (Plúton Cabeçudo), biotita microgranito, gabronorito a monzonito (suíte básica a intermediária) e granitóide aluminoso (tipo-s). Dados geocronológicos foram obtidos através dos métodos Rb/Sr (rocha total) e Sm/Nd (rocha total + mineral) para o Plúton Caxexa (rochas alcalinas) e o granitóide aluminoso. A seleção das amostras analisadas levou em conta fatores como: aspecto homogêneo, ausência de alteração superficial, distância de pegmatitos e veios, e variações petrográficas encontradas em cada litologia. A preparação mecânica das amostras, incluindo britagem, moagem e separação dos minerais (clinopiroxênio, biotita e granada), foi realizada nos laboratórios do DG/UFRN (setores de moagem, separador Frantz e microscopia). A preparação química das alíquotas Rb/Sr e Sm/Nd foi executada, em parte, no Laboratório Intermediário de Geocronologia da UFRN, bem como no Laboratório de Geocronologia da Universidade de Brasília (UnB), com posterior dosagem realizada neste último laboratório e no Centro de Pesquisas Geocronológicas do IG/USP (CPGeo). As leituras das alíquotas de Sr natural (SrN), como ainda de todas as alíquotas de Sm e Nd, foram realizadas na UnB, no espectômetro de massa MAT-262. Já as amostras que necessitaram de diluição isotópica (DI), nas quais utilizou-se spike combinado Rb/Sr (Sales 1997), tiveram suas leituras efetuadas no espectômetro de massa VG-354 do CPGeo. As técnicas utilizadas neste último laboratório são descritas em Kawashita et al. (1974), enquanto que as do laboratório da UnB são referidas a Gioia & Pimentel (1997). Foram utilizados os programas Pisog (Vlach 1989) e Isoplot (Ludwig 1990) para a confecção de diagramas isocrônicos Rb/Sr e Sm/Nd. Os cálculos das idades para os métodos Rb/Sr e Sm/Nd foram feitos de acordo com o proposto por Williamson (1968) e DePaolo (1988), com as Capítulo 4 - Mapeamento Geológico e Litoestratigrafia

48 30 constantes de desintegração 1,42 x anos -1 e 6,54 x anos -1 (Steiger & Jäger 1977). Os dados isotópicos de Sr e Nd encontram-se no capítulo de aspectos petrogenéticos (cap. 9) Arcabouço Litoestratigráfico. A litoestratigrafia da área pesquisada está sintetizada na legenda do anexo 3. O substrato regional é representado por um complexo gnáissico-migmatítico caracterizado por conter estruturas antigas (deformação D1), além de correlações com dados da literatura. Ele é formado por rochas intensamente gnaissificadas, em geral migmatizadas, de composição granodiorítica a tonalítica. Micaxistos com lentes de calciossilicáticas capeiam aquele substrato. As deformações D2 e D3 estão presentes em ambas as unidades. O corpo alcalino Caxexa, principal alvo desta dissertação, encontra-se ao longo da interface milonítica (D3) entre os micaxistos e o substrato gnáissico, exibindo feições do evento D3. Enxame de diques de microgranitos estão alojados nas ortoderivadas do substrato gnáissico, e, em menor quantidade, nos micaxistos. Na porção centro-sul da área, identifica-se um corpo granítico de textura grossa, porfirítica, variavelmente deformado, com xenólitos de ortognaisses, o Plúton Cabeçudo. Rochas básicas a intermediárias ocorrem como um grande corpo elíptico, na porção centro-leste da área, representas por gabronoritos a monzonitos. Bordejando essas rochas, notam-se efeitos térmicos nos contatos dos micaxistos, cuja fusão parcial origina granitóides aluminosos (tipo-s). Finalmente, veios de quartzo e pegmatitos tardios em relação a D3 estão alojados nas unidades anteriores Complexo Gnáissico-Migmatítico. Corresponde a unidade mais antiga da área, representada por rochas metaplutônicas granodioríticas a tonalíticas, variavelmente gnaissificadas e migmatizadas. Injeções pegmatíticas e/ou efeitos de zonas miloníticas contribuem para o aspecto bandado desses gnaisses (foto 4.1). Padrões estruturais (deformações D1 e D2) contribuem para a sua definição como a unidade mais antiga. Ocorrem nas porções norte, NE, leste e SE da área mapeada. Em regiões de menor strain é possível reconhecer um bandamento gnáissico milimétrico a centimétrico (S1) de alto grau, marcado por alternâncias de bandas máficas (biotita+anfibólio) e félsicas (quartzo+plagioclásio), em geral retrabalhado pela foliação S2. A superposição dessas duas fases de deformação gera uma trama plano-linear composta (S1+S2). Essa estruturação, denominada D2, é reconhecida nos ortognaisses através da re-orientação de anfibólio+biotita e quartzo+plagioclásio recristalizados. A foliação S1+S2, em geral, possui direção NNE-SSW com caimento moderado para NNW (30-65 ). Associado a essa foliação, desenvolve-se uma forte lineação de estiramento e/ou mineral (L X 2), dada pela orientação de quartzo recristalizado (ribbons) ou biotita ( anfibólio). Essa lineação apresenta baixo mergulho Capítulo 4 - Mapeamento Geológico e Litoestratigrafia

49 31 (22-30 ) com caimento para WNW. A paragênese orientada segundo a foliação S2 é formada por plagioclásio+anfibólio+titanita indicando a atuação da fácies anfibolito, o que é corroborado pelo teor de anortita do plagioclásio (An23-27). Nas proximidades do contato com os micaxistos e o granito porfirítico (região de alto strain), as estruturas anteriores (S1+S2) encontram-se paralelizadas a uma estrutura gerada no decorrer de uma tectônica extensional brasiliana (S3), demonstrada por intensas faixas miloníticas. São encontrados diques de pegmatitos e granitos brasilianos (em especial, os microgranitos) estirados na direção da foliação S3/C3, por vezes boudinados, devido a intensa deformação. Feições de migmatização também são freqüentes, relacionadas à deformação D3. Critérios cinemáticos desenvolvidos em alta temperatura são identificados nas rochas miloníticas, revelando movimentação extensional, com topo para SSW, caracterizado por assimetria dos augen de feldspatos nos ortognaisses. A paragênese anfibólio + plagioclásio (An24-26), recristalizada na fase D3, indica que esta atingiu no mínimo a fácies anfibolito. A presença de mobilizados quartzo-feldspáticos (foto 4.1) pode indicar também (mesmo que localmente), um aumento na temperatura, ultrapassando a curva da anatexia. Isso deve-se, provavelmente, à percolação de fluidos segundo os planos de cisalhamento D3. Um evento retrometamórfico é sugerido pela presença de clorita + epídoto granular + mica branca nos ortognaisses, caracterizado podendo relacionar-se ao aporte de fluidos relativamente mais frios, ocorrido após o pico metamórfico de M Unidade Metassedimentar. É representada por micaxistos, com raras lentes de calciossilicáticas. Constitui uma faixa de metassedimentos posicionada sobre os ortognaisses do complexo gnáissico-migmatítico. Alguns autores sugerem que essa faixa representaria uma fatia alóctone de micaxistos da Faixa Seridó, tendo sido transportada e colocada sobre os ortognaisses (Trindade et al. 1993; Jardim de Sá et al. 1993). Os micaxistos possuem proporções variadas de biotita, quartzo e plagioclásio. Encontram-se, localmente, concentrações de porfiroblastos de granada e estaurolita, além de cordierita e andaluzita. Exibem uma xistosidade bandada (S2) paralela a uma estrutura mais antiga (acamamento S0) (foto 4.2), principalmente na porção oeste da área (região de baixo strain). Nesta região, a foliação S2 é de baixo ângulo (subhorizontal), paralelizada a S3, assumindo mergulhos fortes quando aproxima-se do contato milonítico (45-60 ), também envolvendo o Plúton Caxexa e os ortognaisses. Diversos critérios cinemáticos sugerem cinemática extensional para essa faixa de micaxistos, exemplificadas por foliação S-C, boudins sigmoidais (foto 4.3) e mobilizados quartzo-feldspáticos, onde a lineação L X 3 encontra-se subhorizontalizada (0-17 ), com caimento para SSW. O contato com as ortoderivadas é marcado por zonas miloníticas (anexo 3). Capítulo 4 - Mapeamento Geológico e Litoestratigrafia

50 32 Na porção leste da área, também se observam micaxistos, entretanto eles estão fortemente migmatizados, gerando granitóides anatéxicos de difícil separação, em mapa, dos seus protólitos metapelíticos (anexo 3) Plutonismo Brasiliano. A área é palco de um intenso e variado magmatismo, separado por critérios de campo e composicionais em cinco tipos distintos: álcali-feldspato granito (Plúton Caxexa), anfibólio-biotita granito (Plúton Cabeçudo), biotita microgranito, gabronorito a monzonito (suíte básica a intermediária) e granitóide aluminoso (tipo-s). Essas rochas plutônicas truncam foliações pretéritas (S1+S2), além do próprio contato milonítico entre os micaxistos e os gnaisses (em especial, o Plúton Caxexa), todavia exibindo os efeitos dessa deformação, o que corrobora o seu alojamento sintectônico ao evento D Álcali-feldspato granito (Plúton Caxexa). Ocorre como um corpo de geometria ímpar, tabular, alongado segundo orientação N- S, com pequena inflexão para NE na porção norte do plúton (anexo 3). São rochas hololeucocráticas, homogêneas, destacando-se fácies com fenocristais de granada (foto 4.4) e clinopiroxênio visíveis a olho nu. Possui aproximadamente 50 km 2 de área aflorante, correspondendo à elevação topográfica da Serra da Caxexa (ou de Santa Luzia). Xenólitos angulosos, de dimensões decimétricas a métricas, de micaxistos (especialmente nas partes SW e sul do plúton) e ortognaisses (na parte NE), bem como soleiras e diques de álcali-feldspato granito em micaxistos, a SE, e em ortognaisses, a leste, são freqüentes, comprovando o seu caráter intrusivo. Na extremidade sul do corpo, o contato é realizado com os micaxistos, porém no setor norte este contato se dá com ortognaisses do Complexo Gnáissico-Migmatítico. Embora não muito proeminentes, efeitos de contato são marcados na diminuição de granulação de micaxistos do contato oeste/sw e variação na atitude de estruturas planares pré-brasiliana (S2) de micaxistos, que se amoldam à geometria do corpo. O plúton em tela apresenta tramas magmáticas plano-lineares definidas por orientação de feldspato alcalino, quartzo e clinopiroxênio, as quais são concordantes com tramas similares, referidas como D3 (S3, L3), do substrato gnáissico-migmatítico e do pacote metapelítico. Por vezes é possível reconhecer um acamamento magmático nessas rochas (foto 4.5). Em linhas gerais, as tramas plano-lineares têm direção aproximada N-S, vergando para NNE-SSW no domínio NE do maciço (anexo 3). A trama planar S mostra vergências para leste, com mergulhos moderados a subverticais para oeste, as últimas na zona de cisalhamento sinistrógira do contato oeste. A trama linear (L ) possui direção N-S, exceto na Capítulo 4 - Mapeamento Geológico e Litoestratigrafia

51 33 porção NE do corpo, e mergulhos subhorizontais. Fraturas e veios tardios de pegmatito e quartzo são encontrados por todo o corpo granítico. O regime extensional, acoplado à transcorrência sinistrógira, provavelmente controlaram o alojamento deste plúton. A criação de espaço para a sua colocação pode ser explicada através da geometria extensional a NW da Zona de Cisalhamento Remígio-Pocinhos (ZCRP), que originou cavidades em forma de cunha na interface entre os micaxistos e o substrato gnáissico (M.A.L. Nascimento 1998; Jardim de Sá et al. 1999). O posicionamento do plúton entre o substrato gnáissico e os micaxistos, bem como a imposição da trama D3 Neoproterozóica no maciço granítico, são argumentos sugestivos de intrusão sintectônica. Veios de quartzo com mergulhos moderados, representando atividades hidrotermais tardias, sugerem que a fase final de resfriamento do plúton envolveu episódios tangenciais, extensionais, com topo para sul e NW, respectivamente nas porções sul e norte do plúton. Resultados geocronológicos foram obtidos para o Plúton Caxexa com os métodos Rb/Sr e Sm/Nd. Para o primeiro, foram analisadas seis amostras de rocha total representativas do corpo alcalino (tabela 4.1). As variações nas razões Rb/Sr entre 0,09 e 0,53, proporcionaram uma boa dispersão dos pontos, favorecendo a obtenção de um alinhamento (fig. 4.1a), definindo uma idade de Ma e razão inicial (ISr) de 0, ,00004, porém com elevado MSWD (=147,5). A exclusão da amostra MA-12 proporcionou um melhor ajuste dos pontos (MSWD = 0,48), com idade de Ma e ISr de 0, ,00004 (fig. 4.1b). O fato de a amostra MA-12 ter sido coletada próxima a veios de pegmatitos sugere que o seu desequilíbrio isotópico pode ter sido provocado por fluidos magmáticos tardios. Em princípio, o valor de Ma é interpretado como a idade mínima para a intrusão do Plúton Caxexa. Esta idade, em conjunto com a do Plúton Serra do Algodão ( Ma; R.S.C. Nascimento 1998), posiciona o magmatismo alcalino situado no MSJC com tendo ocorrido no final do ciclo Brasiliano. Assim, é possível considerar que as rochas de natureza alcalina do MSJC representam o limite geocronológico inferior para o magmatismo neste maciço, ou alternativamente, reflitam o fechamento do sistema Rb/Sr após a cristalização das mesmas. Tabela Dados analíticos Rb/Sr em rocha total para o álcali-feldspato granito ( Plúton Caxexa). Amostras Rb (ppm) Sr (ppm) Rb/Sr 87 Sr/ 86 Sr erro 87 Rb/ 86 Sr erro MA-01* 146,5 1002,0 0,146 0, , , ,00280 MA-12 76,0 143,0 0,531 0, , , ,00020 MA-12A* 120,5 969,9 0,124 0, , , ,00110 MA-21* 135,9 918,7 0,148 0, , , ,00150 MA-23A 149,0 345,0 0,432 0, , , ,00020 MA-166* 126,0 1407,3 0,090 0, , , ,00080 *Análise por diluição isotópica ( spike combinado Rb/Sr). Capítulo 4 - Mapeamento Geológico e Litoestratigrafia

52 34 Figura Isócronas Rb/Sr para as rochas alcalinas do Plúton Caxexa, com todas as 6 amostras em (a) e sem a amostra MA-12 em (b). Dados isotópicos Sm/Nd da amostra MA-01, incluindo rocha total, clinopiroxênio e granada estão na tabela 4.2. Inicialmente, construiu-se uma isócrona Sm/Nd plotando apenas a rocha total e o clinopiroxênio, obtendo-se a idade de Ma. Uma maior dispersão da razão 147 Sm/ 144 Nd (0,119-0,586) é observada na isócrona feita com rocha total e granada (que é texturalmente posterior ao clinopiroxênio), mas a idade calculada não difere da anterior ( Ma). Juntando os pontos correspondentes a rocha total, clinopiroxênio e granada, obtém-se a idade de Ma e MSWD=0,37 (fig. 4.2). A idade do conjunto rocha total + cpx + granada (fig. 4.2) de Ma pode ser interpretada como a estimativa mais adequada para o final da cristalização, ainda a altas temperaturas ( C), do Plúton Caxexa. Isto é corroborado pela textura poiquilítica da granada e os mosaicos poligonais de feldspatos. Assim, a idade obtida pelo método Rb/Sr representa, na verdade, a idade de fechamento isotópico deste sistema nas rochas alcalinas. Capítulo 4 - Mapeamento Geológico e Litoestratigrafia

53 35 Tabela Dados analíticos Sm/Nd, em rocha total e mineral, para o álcali-feldspato granito (Plúton Caxexa). Gran = granada; Cpx = clinopiroxênio. Amostras Sm Nd TDM Nd (ppm) (ppm) 147 Sm/ 144 Nd erro 143 Nd/ 144 Nd erro (Ga) (578 Ma) MA-01 RT 1,19 6,05 0, ,0150 0, ,0030 2,90-21,03 MA-01 Gran 84,60 152,22 0, ,0150 0, , MA-01 Cpx 39,60 97,20 0, ,0150 0, , Figura Diagrama isocrônico Sm/Nd com rocha total e mineral (clinopiroxênio + granada) para o Plúton Caxexa Anfibólio-biotita granito (Plúton Cabeçudo). Na porção centro-sul da área, observam-se rochas com textura grossa, porfirítica, com fenocristais de K-feldspato e plagioclásio, representando o Plúton Cabeçudo. Rochas porfiríticas similares são encontradas no extremo sul da área, às vezes como pequenos diques. Esse plúton apresenta menos de 10 km 2 de rochas aflorantes, estando alojado próximo ao contato milonítico entre os micaxistos e os ortognaisses (anexo 3). Compreende rochas fortemente deformadas, com direção da foliação predominantemente NNE-SSW, mergulhando forte para WSE (60-70 ). A lineação de estiramento tem baixo rake (15-20 ), com caimento para NNE. Todavia, próximo ao contato milonítico com os micaxistos, apresenta-se com forte caimento (60-65 ) para NW, e o mergulho da foliação muda para o quadrante NW. Podem ter xenólitos de ortognaisses bastante deformados, com foliação prévia (S1+S2), bem como diques e soleiras de biotita microgranitos. Enclaves máficos de composição diorítica ocorrem como corpos alongados elípticos ou circulares (foto 4.6). O contato dos enclaves com o granito porfirítico é difuso, podendo em alguns locais incorporar mecanicamente fenocristais de K-feldspato, estabelecendo textura do tipo mingling. Essa feição sugere contrastes de viscosidade e de temperatura entres esses dois tipos de magmas (básico e porfirítico). Suas rochas apresentam variação na trama do tipo PFC (pre-full cristalization) para SPD (subsolidus plastic deformation) (Hutton 1988), demonstrada através da orientação preferencial de minerais tabulares (K-feldspato) até estiramento e/ou sombras de pressão em quartzo e K- feldspato. Capítulo 4 - Mapeamento Geológico e Litoestratigrafia

54 Biotita microgranito. Ocorre como diques e soleiras, de espessura decimétrica, alojados principalmente nas ortoderivadas (foto 4.7) e com menor freqüênci a nos metassedimentos (foto 4.8), seguindo o plano axial de dobras F3. Encontram-se distribuídos na porção central da área (anexo 3) e subordinadamente na parte leste. Seu posicionamento tardio com relação às demais plutônicas é evidenciado pela sua ocorrência como diques nos plútons Caxexa e Cabeçudo. Em alguns afloramentos, todavia, reporta-se o caráter intrusivo de álcali-feldspato granito em microgranito porfirítico (MA-249), sugerindo a existência de uma geração volumetricamente subordinada de microgranito prévia com respeito ao Plúton Caxexa. Outra alternativa igualmente possível é que este tipo microporfirítico representa uma fácies precoce do próprio Plúton Caxexa. Os microgranitos possuem uma forte orientação definida por estiramento de K-feldspato e quartzo, refletida numa lineação subhorizontal direcionada E-W. Esses diques e soleiras estão sempre orientados segundo a direção NNE, e tal como no Plúton Caxexa, os microgranitos também são cortados por veios de pegmatito e quartzo. Essas rochas exibem tramas do tipo SPD (Hutton 1988), denotada por estiramento de quartzo e K-feldspato. Entretanto, é possível identificar texturas magmáticas (tipo PFC), evidenciada pela natureza globular de fenocristais de quartzo Gabronorito a monzonito (Suíte básica a intermediária). As rochas dessa suíte ocorrem como um grande corpo elíptico na porção leste da área (anexo 3), com eixo maior de 9 km, enquanto que o eixo menor possui aproximadamente 3 km, perfazendo 27 km 2 de área. Uma das feições marcantes é a sua ampla variação composicional, incluindo termos que vão de gabronoritos a monzonitos. Entretanto, o predomínio maior são das rochas mais diferenciadas (monzonitos). Estas apresentam textura equigranular média a grossa (foto 4.9), contendo cristais de K-feldspato dispersos em uma matriz rica em piroxênios (orto e clino), biotita e raro anfibólio. Os termos menos evoluídos são de textura fina, ocorrendo como enclaves elípticos nas fácies mais diferenciadas. Xenólitos arredondados de micaxistos são freqüent es nas bordas do plúton em lide. Em geral, são rochas isotrópicas, porém é possível notar na porção central do corpo um acamamento magmático, cuja foliação tem direção NE-SW e caimento moderado (45 ) para NW (anexo 3). Apesar da ampla distribuição espacial, as rochas aqui estudadas não estão associadas aos anfibólio-biotita granitos nem aos álcali-feldspato granitos, dificultando a correlação entre elas. Pelo menos o seu caráter intrusivo em micaxistos é comprovado pela presença de megaxenólitos ou soleiras de gabronoritos (anexo 3). Capítulo 4 - Mapeamento Geológico e Litoestratigrafia

55 Granitóide Aluminoso (Tipo-S). Bordejando a suíte básica a intermediária, encontram-se micaxistos fortemente migmatizados, delineados por diversos corpos seguindo o contorno do plúton básico a intermediário (anexo 3). A fusão parcial in situ dos micaxistos origina granitóides aluminosos, contendo granada, andaluzita, biotita e muscovita. Esses granitóides anatéxicos podem preservar restitos de micaxisto (foto 4.10), por vezes com bandas de calciossilicáticas intactas. Em geral, são rochas leucocráticas a mesocráticas. Em vários locais, é possível distinguir uma fácies rica em granada e andaluzita e pobre em quartzo + feldspatos, e outra com menos granada. Uma isócrona mineral foi obtida usando-se granada e biotita da amostra MA-212 (tabela 4.3). O resultado indica uma idade de Ma e MSWD de 2,69 (fig. 4.3). Esse valor pode ser considerado como a idade do evento metamórfico que afetou os micaxistos, ou alternativamente, o momento da intrusão da suíte básica a intermediária. A idade aqui obtida é semelhante às de rochas metapelíticas de alto grau e granitos anatéxicos na região, com idades calculadas de Ma e Ma (U/Th/Pb em monazitas e Sm/Nd em granada, respectivamente; Z.S. Souza inédito), o que caracteriza uma ampla extensão geográfica do evento metamórfico de alta temperatura e provável magmatismo cronocorrelato. Tabela Dados analíticos Sm/Nd em rocha total e mineral da amostra MA-212 no granitóide aluminoso. RT = rocha total, Gran = granada e Biot = biotita. Amostras Sm Nd (ppm) (ppm) 147 Sm/ 144 Nd erro 143 Nd/ 144 Nd erro TDM (Ga) Nd (574 Ma) MA-212 RT 5,73 27,24 0, ,0150 0, ,0030 1,23-0,76 MA-212 Gran 6,47 19,70 0, ,0150 0, , MA-212 Biot 15,13 83,24 0, ,0150 0, , Figura Diagrama isocrônico Sm/Nd com rocha total e mineral (biotita + granada) para a amostra MA-212 (granitóide aluminoso). Capítulo 4 - Mapeamento Geológico e Litoestratigrafia

56 38 Capítulo 4 - Mapeamento Geológico e Litoestratigrafia

57 39 Capítulo 4 - Mapeamento Geológico e Litoestratigrafia