QUÍMICA MINERAL DO STOCK LAGOA DE DENTRO, SISTEMA OROGÊNICO SERGIPANO

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1 QUÍMICA MINERAL DO STOCK LAGOA DE DENTRO, SISTEMA OROGÊNICO SERGIPANO Fábio S. Pereira 1 (M), Joane A. Conceição 2 (D), Maria Lourdes S. Rosa 1 e Herbet Conceição 1 1 Programa de Pós-Graduação em Geociências e Análise de Bacias PGAB/UFS, São Cristóvão SE, fspereira@academico.ufs.br 2 Programa de Pós-Graduação em Geologia PPGEOL/UFBA, Salvador BA Resumo: O Stock Lagoa de Dentro (SLD), com 13 km 2 de área, é constituído por monzogranitos e álcali-feldspato granitos. O SLD é intrusivo em metapelitos do Domínio Macururé, localizado na região oriental do Sistema Orogênico Sergipano. Este trabalho apresenta e discute dados de química mineral de amostras representativas do SLD. A composição evoluída e homogênea dos feldspatos foi interpretada como resultado da elevada evolução do magma. As micas (muscovita e biotita) mostram enriquecimento em Fe, exibem evidências de reequilíbrio magmático ou de evento subsolidus. Muscovita primária foi identificada. A química da biotita associa os granitos estudados a serie cálcioalcalina. Os cristais de epídoto tem origem magmática e hidrotermal. Os cristais de ilmenita primária apresentam conteúdos importantes das moléculas de pirofanita e ecandrewsita A presença de ilmenita primária faz com que os granitos do Stock Lagoa de Dentro sejam correlacionados aos granitos da Serie Ilmenita. Palavras-chave: Química Mineral, Granitos, Sistema Orogênico Sergipano Mineral Chemistry of the Lagoa de Dentro Stock, Sergipano Orogenic System Abstract: The Lagoa de Dentro Stock (LDS), with 13 km 2 of area, is constituted by monzogranites and alkali-feldspar granites. The SLD is intrusive in metapelites of the Macururé Domain, located in the eastern region of the Sergipano Orogenic System. This work presents and discusses mineral chemistry data from representative samples of LDS. The homogeneous composition of the feldspars (albite and orthoclase) was interpreted as a result of the high magma evolution. The micas (muscovite and biotite) show enrichment in Fe, exhibit evidence of the magmatic reequilibration or subsolidus event. Primary muscovite was identified. The biotite chemistry associates the granites studied with the calcium-alkaline series. The crystals of epidote have magmatic and hydrothermal origin. The primary ilmenite crystals present important contents of the pyrophanite and ecandrewsite molecules. Primary ilmenite indicates that the granites of the Lagoa de Dentro Stock are correlated to the granites of the Ilmenita Series Keywords: Mineral Chemistry, Granites, Sergipano Orogenic System Introdução O Sistema Orogênico Sergipano é resultado de colisão neoproterozoica (~600 Ma) entre o Cráton de São Francisco e o Maciço Pernambuco-Alagoas. Esse orógeno localiza-se no setor extremo sudeste da Província Borborema e é constituído por seis domínios geológicos distintos (Estância, Vaza-Barris, Macururé, Marancó, Poço Redondo e Canindé) que são separados entre si por zonas de cisalhamento (Davison e Santos 1989). O Domínio Macururé é interpretado como uma cunha turbidítica mesoproterozoica (D'el-Rey Silva 1999), constituída por uma sequência pelítica, com mármores, rochas vulcânicas e calciossilicáticas e quartzitos subordinados, que foi submetida localmente a condições metamórficas de médio grau quando próximo as intrusões graníticas ediacaranas. O Stock Lagoa de Dentro (SLD), objeto deste estudo, aflora por 13 km², é um dos representantes do magmatismo leucogranítico do

2 Domínio Macururé, e cuja gênese é correlacionada à fusão parcial dos metassedimentos encaixantes. As rochas do SLD exibem grande homogeneidade composicional e textural, consistindo em uma associação de monzogranitos e álcali-feldspato granitos hololeucocráticos à muscovita e biotita. Os tipos petrográficos identificados são muscovita álcali-feldspato granito (FDS-588, FDS- 590), muscovita monzogranito (FDS-589) e monzogranito (FDS-592). A mineralogia essencial dessas rochas é constituída por quartzo, albita e microclina. Muscovita, biotita e epídoto são os minerais varietais, enquanto apatita, zircão, rutilo e ilmenita são os acessórios. As fases secundárias presentes são clorita, calcita, sericita, epídoto e titanita. Materiais e Métodos A investigação sobre a química mineral dos granitos do SLD foi realizada com estudo de lâminas delgado-polidas de amostras representativas. A localização e análise dos cristais estudados foram feitas com microscópio eletrônico de varredura (Tescan-Vega 3) do Laboratório de Microanálises do Condomínio de Laboratórios Multiusuários das Geociências, na Universidade Federal de Sergipe. As amostras foram metalizadas com carbono e a determinação das composições químicas pontuais foi realizada por meio de um espectrômetro de energia dispersiva X-Act da Oxford Instruments. A calibração do EDS-MEV foi executada com o Cu e aferição dos dados químicos pontuais foi feira com a análise de padrões internacionais Artimex de minerais e óxidos. As condições analíticas adotadas nesse estudo foram tensão elétrica de 15 kv e intensidade de corrente variante de 15 a 20 na, que produz um feixe de elétrons com diâmetro compreendido entre 280 nm e 830 nm. Resultados e Discussão Feldspatos Os cristais de plagioclásio do SLD possuem composição albítica e apresentam grande homogeneidade composicional, ocorrendo como fases puras ou com concentrações da molécula de anortita entre 1,3 e 6,9%. Os cristais de feldspato alcalino também pouco variam sua composição, situando-se no intervalo entre Or92Ab8 e Or97Ab3. Nos cristais em que é observada a ocorrência de bário, os teores da molécula de celsiana variam entre 1,1 e 1,5%. A composição dos cristais de feldspato analisados é apresentada na figura 1A em termos dos componentes Albita (NaAlSi3O8), Ortoclásio (KAlSi3O8) e Anortita (CaAl2Si2O6). Muscovita A mica dioctaédrica do SLD corresponde à muscovita, cujos sítios octaédricos são preenchidos, essencialmente, por K (1,477-1,960 átomos por formula unitária [apfu]) e Al (3,029-3,342 apfu). Esses cristais exibem significativa contribuição da molécula de celadonita, processo governado pela substituição de Al por Si nas posições tetraédricas e de Al por Fe+Mg nos sítios octaédricos. No diagrama de discriminação entre muscovita primária e secundária (Miller et al. 1981), os baixos teores de Ti (0,010-0,138 apfu) e Na (0,025-0,175 apfu) comparativamente ao Mg (0,298-0,580 apfu) projetam a maioria dos cristais de mica dioctaédrica no campo da muscovita secundária (Fig. 1B), refletindo reequilíbrio em fase magmática tardia ou em estágio subsolidus. Biotita No quadrilátero Flogopita-Annita-Siderofilita-Eastonita utilizado por Speer (1984) para classificação dos cristais de biotita, as amostras analisadas mostram composições enriquecidas na molécula de annita, com razões Fe/Fe+Mg entre 0,61 e 0,72 (Fig. 2A). Os valores do índice de saturação em alumina [ISA=Al/(Ca+Na+K)] da biotita do SLD (1,70-2,60) evidenciam a alta atividade do alumínio no magma, responsável por sua cristalização e justificam a ocorrência de

3 apreciáveis quantidades de Al em coordenação octaédrica (0,955-1,343 apfu). Em diagramas mineraloquímicos utilizados para a discriminação dos cristais de biotita das diferentes séries magmáticas (Fig. 2B e 2C), os cristais de biotita das amostras estudadas exibem afinidade com as suítes graníticas peraluminosas (Abdel-Rahman 1994) e composições características de cristais formados a partir de magmas cálcio-alcalinos e alumino-potássicos (Nachit et al. 1985). Já no diagrama discriminante entre biotita primária e aquela de natureza secundária (Nachit et al. 2005), o conjunto das amostras descreve um trend verticalizado do campo das biotitas primárias reequilibradas para o das biotitas secundárias (Fig. 2D). Figura 1. Diagrama ternário Albita-Ortoclásio-Anortita aplicado a classificação dos feldspatos do SLD [A]. Diagrama Mg-Ti-Na para distinção entre muscovita de origem primária e secundária (Miller et al. 1981) [B]. Epídoto No sistema ternário utilizado para nomenclatura e classificação dos minerais do grupo do epídoto (Kartashov 2014), as amostras analisadas distribuem-se ao longo dos polos puros do epídoto e da clinozoisita. Os teores de pistacita [Ps=Fe 3+ /(Al+Fe 3+ )] nesses cristais variam entre 18 e 24%, o que sugere uma origem hidrotermal associada a desestabilização do plagioclásio (Tulloch 1979). Contudo, o bom euedralismo, a íntima associação com biotita como inclusão e a presença de texturas de reabsorção levam a supor uma origem magmática para o epídoto do SLD. Apatita Os cristais de apatita do SLD são fluorapatita (FAp51-82). Os conteúdos de F variam entre 1,039 e 1,561 apfu, enquanto os teores de Cl, quando observados, não ultrapassam 0,261 apfu. Algumas análises apresentam baixas somas de F+Cl, que resultam em défice de carga na posição aniônica (0,351-0,961 apfu), sugerindo a presença de um significativo componente hidroxiapatita. Zircão Nos cristais de zircão do SLD as razões Zr/Hf variam entre 18 e 48, com valor médio de 30 e moda igual a 34. Esses valores são consistentes com os obtidos em outras suítes plutônicas peraluminosas e estão em acordo com a assinatura de magmas anatéticos, derivados de fontes crustais ou predominantemente crustais (Pupin 2000). Ilmenita Nos cristais de ilmenita estudados o Fe (1,363-1,882 apfu) ocorre apenas como um cátion bivalente, sugerindo que a cristalização das rochas do SLD se processou a partir de magmas em condições de baixa fugacidade de oxigênio. A ausência de magnetita, principal fase mineral hospedeira de Fe 3+ em granitos, corrobora esta interpretação e indica que os granitos do SLD pertencem a Série Ilmenita de Ishihara (1977), o que reforça as condições redutoras da cristalização

4 magmática. Os cristais de ilmenita analisados apresentam conteúdos das moléculas de MnTiO3 (pirofanita) e ZnTiO3 (ecandrewsita) que situam-se nos intervalos Php3-14 e de Ec0-20, respectivamente, com composição média Ilm87Pph6Ec7. Ao se alocar os dados químicos dos cristais analisados no sistema ternário MnTiO3-ZnTiO3-FeTiO3, é possível notar que o enriquecimento em Zn nas amostras que é acompanhado pelo aumento dos conteúdos de Mn e decréscimo de Fe (Fig. 3). Figura 2. Diagramas mineraloquímicos aplicados aos cristais de biotita analisados: Flogopita-Annita- Siderofilita-Eastonita segundo Speer (1984) [A]; discriminação de séries magmáticas de Abdel-Rahman (1994) [B] e Nachit et al. (1986) [C]; diagnóstico de natureza primária e secundária segundo Nachit et al. (2005) [D]. Figura 3. Diagrama MnTiO 3 -ZnTiO 3 -FeTiO 3 para classificação dos minerais do Grupo da Ilmenita com a distribuição dos cristais de ilmenita analisados. O diagrama a direita corresponde detalhe a área escura do diagrama da esquerda.

5 Conclusões Os dados de química mineral obtidos indicam que o Stock Lagoa de Dentro tem afinidade com magmas riolíticos peraluminosos crustais. Os feldspatos (albita e microclina) mostram composições homogêneas e ricas nas moléculas de albita e ortoclásio, traduzindo provavelmente o elevado grau de fracionamento das rochas estudadas ou alternativamente a presença de reequilíbrio importante. A química mineral dos cristais de muscovita evidenciam que vários dos cristais nas rochas estudadas correspondem a cristais primários, revelando que os magmas riolíticos responsáveis pela cristalização das rochas estudadas apresentaram elevada pressão de H2O para estabilizar a muscovita. Este fato pode ser igualmente o responsável pelas composições ricas em albita e ortoclásio nos feldspatos. Os dados mineraloquímicos dos cristais de biotita revelam a presença de reequilíbrio magmático e afinidade cálcio-alcalina do magma responsável pela cristalização dos granitos do SLD. Os cristais de biotita estudados têm elevado conteúdo da molécula de annita, que reforça o caráter evoluído do magma. Os cristais de epídoto apresentam texturas de cristais primários (inclusão em cristais de biotita e plagioclásio, texturas de reabsorção), todavia os valores obtidos para a molécula de pistacita nestes cristais sugerem a presença de reequilíbrio. Os cristais da apatita correspondem à fluorapatita e o zircão exibe assinatura típica de magmas derivados de fontes crustais. A ocorrência ilmenita como fase precoce, associada a ausência de magnetita nas rochas estudadas permitem classificar os granitos estudados com sendo da Série Ilmenita o que indica baixa fugacidade de oxigênio quando da cristalização das rochas do Stock Lagoa de Dentro. Agradecimentos O desenvolvimento desta pesquisa contou com apoio de projetos financiados pela FAPITEC, CNPq, CAPES. Referências Bibliográficas Abdel-Rahman, A. F. M Nature of biotites from alkaline, calc-alkaline, and peraluminous magmas. Journal of Petrology 35: Davison, I., e R. A. Santos Tectonic Evolution of the Sergipano Fold Belt, NE Brasil, during Brasiliano Orogeny. Precambrian Research 45: D'el-Rey Silva, L. J. H Basin infilling in the southern-central part of the Sergipano Belt (NE Brazil) and implications for the evolution of Pan-African/Brasiliano cratons and Neoproterozoic sedimentary cover. Journal of South American Earth Sciences 12: Ishihara, S The magnetite-series and ilmenite-series granitic rocks. Mining Geology 27: Kartashov, P. M Classification diagram for REE-bearing members of the epidote group based on crystallochemical data. In Workshop on acessory minerals, University of Warsaw. Miller, C. F., E. F. Stoddard, L. J. Bradfish e W. A. Dollase Composition of plutonic muscovite: genetic implications. Canadian Mineralogist 19(1): Nachit H., A. Ibhi, E. H. Abia e M. B. Ohoud Discrimination between primary magmatic biotites, reequilibrated biotites and neoformed biotites. Comptes Rendus Geoscience 337:1415:1420. Nachit, H., N. Razafimahefa, J. M. Stussi e J. P. Caron Composition chimique des biotites et typologie magmatique des granitoïdes. C. R. Acad. Sci. Paris 301: Pupin, J. P Granite genesis related to geodynamics from Hf-Y in zircon. Transactions of the Royal Society of Edinburgh: Earth Sciences 91: Speer, J. A Micas in igneous rocks. Reviews in Mineralogy and Geochemistry 13(1): Tulloch, A. J Secondary Ca-Al silicates as low-grade alteration products of granitoid biotite. Contributions to Mineralogy and Petrology 69: