Caracterização geoquímica, química mineral e geocronologia do pluton Itambé, extremo leste do Domínio Central da Província Borborema

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1 Versão online: Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, IX CNG/2º CoGePLiP, Porto 2014 ISSN: X; e-issn: X Caracterização geoquímica, química mineral e geocronologia do pluton Itambé, extremo leste do Domínio Central da Província Borborema Geochemical characterization, mineral chemistry and geochronology of Itambé pluton, extreme east of the Central Domain of the Borborema Province D. J. S. Farias 1*, I. P. Guimarães LNEG Laboratório Nacional de Geologia e Energia IP Artigo Curto Short Article Resumo: Os granitóides estudados formam cinco plutons intrudidos em uma area de ~ 285 km 2 intrudidos no Dominio Central da Província Borborema. Dados U-Pb em zircão por SHRIMP para a maior intrusão (Pluton Itambé), forneceu uma idade de cristalização de 589 ± 12 Ma. Os granitóides estudados são leucocráticos, com assinatura geoquímica de granitóides calcio alcalinos pós colisionais. Granitóides associados a extensão, com idade de cristalização semelhante, ocorrem no Dominio Tectonico Norte da Província Borborema (Pluton Dona Inês). Os anfibólios analisados dos granitos do Pluton Itambé e seus enclaves mostram composição magnésio-hastingisita e magnésio-hornblenda e as biotitas mostram composição rica na molecula de annita. Uma fraca deformação ductil foi observada, sugerindo que os granitóides estudados são tarditectônicos em relação a movimentação principal das zonas de cisalhamento Camutanga e Timbaúba/Itambé. Palavras-chave: Geoquímica, Calcio-alcalino, SHRIMP, Neoproterozóico. Abstract: The studied granitoids occur as five small plutons intruded within a ~285 km 2 area in the Eastern part of the Central Domain of the Borborema Province. The plutons external contacts are covered with unconsolidated sandstone of Quaternary ages. U/Pb zircon SHRIMP data for the largest pluton (Itambé Pluton) gave a crystallization age of 589 ± 12 Ma. They are leucocratic granitoids showing calc-alkaline, post-collision geochemical signature. Granitoids showing extension-related signature from the North Tectonic Domain, the Dona Inês Pluton, have similar crystallization age. The amphiboles analyzed from the granitoids and its enclaves are magnesium-hastingisite and magnesium-hornblende and the biotites are enriched in the annite molecule. A weak ductile deformation was recorded suggesting that the studied granitoids are tardi-tectonic related to the main movement of the Camutanga and Timbaúba - Itambé shear zones. Keywords: Geochemistry, Calc- alkaline, SHRIMP, Neoproterozoic. 1 UFPE Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Geociências. 2 UFPE - Departamento de Geologia. * Autor correspondente / Corresponding author: douglasjsfarias@yahoo.com.br 1. Introdução O presente estudo visa contribuir a evolução da zona de cisalhamento Coxixola a partir do estudo das intrusões graníticas ao longo da mesma. Esta zona de cisalhamento de direção E-W e cinemática dextral, se inicia a oeste, na região central do estado da Paraíba, próxima a cidade de Serra Branca, até próximo a linha de costa. Na sua porção mais a leste foi designada como Zona de Cisalhamento Timbaúba Itambé. Os granitoides estudados intrudem os metassedimentos (muscovita, granada biotita gnaisses) do Complexo Sertânia, entre as zonas de cisalhamento Timbaúba - Itambé e Camutanga, e cortam os metassedimentos do Complexo Sertânia, no Domínio Central da Província Borborema (Van Schmus et al., 1995) (Fig. 1). Os granitóides estudados ocorrem como cinco pequenos plutons, alguns parcialmente encobertos por areias inconsolidadas de idade quaternária. 2. Petrografia Os granitoides estudados são homogêneos, com composições no campo do sienogranito, leucocráticos, equigranulares a fracamente porfiríticos, contendo menos de 10% de minerais máficos (biotita e anfibólio) modais. O quartzo ocorre como cristais anédricos sendo alguns fraturados apresentando extinção ondulante, textura granoblástica é frequente. Feldspato alcalino ocorrem como cristais anédricos a subédricos e como fenocristais; textura mesopertítica é frequente, assim como a formação de microclima; muitos cristais apresentam uma leve sericitização. O plagioclásio ocorre como cristais subédricos a anédricos, com geminação polissintética; alguns cristais são alongados e por muitas vezes são fraturados e/ou dobrados; as fraturas são preenchidas por carbonatos devido à desestabilização do plagioclásio durante a deformação; sericitização é frequente. A biotita ocorre como palhetas subédricas frequentemente mostrando alteração para clorita. O anfibólio ocorre como

2 76 D. J. S. Farias, I. P. Guimarães / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, cristais prismáticos, anédricos a subédricos com pleocroismo verde-castanho a verde-azulado. Como fases acessórias, as rochas do pluton Itambé possuem titanita, minerais opacos, epidoto e zircão. A titanita ocorre como cristais de granulometria variada, subédricos a anédricos com coloração extremamente alaranjada indicando alta concentração de elementos Terras Raras leves. Os minerais opacos ocorrem como minerais primários em cristais euédricos e, como produto de alteração da bitotita e anfibólios, neste caso como cristais anedrais. O epidoto ocorre como pequenos cristais anédricos principalmente associados aos aglomerados de biotitas. Alguns possuem núcleo de allanita. O zircão ocorre como inclusões em vários minerais. Pequenos encraves dioríticos, arredondados e encraves surmicáceos (máximo de 20 cm de diâmetro), ocorrem em todos os plutons estudados. Os granitóides são cortados por zonas de cisalhamento de alta temperatura e várias fraturas. Esta tectônica é tardia e possivelmente associada a movimentação tardia das zonas de cisalhamentos Camutanga e Timbaúba/Itambé causando uma deformação restrita a borda Norte do Pluton Itambé (principal), onde o contato com as encaixantes é feito através da zona de cisalhamento Camutanga. Fig. 1. Mapa geológico simplificado do pluton Itambé e dos quatro outros plutons identificados na área e localização da área de estudo no encarte tectônico proposto por Medeiros (2004). Amostra ITM-01 (estrela preta) utilizada para geocronologia. Fig. 1. Simplified geological map of the pluton Itambé and the four other plutons identified in the area plus the location of the study area in tectonic booklet proposed by Medeiros (2004). Sample ITM-01 (black star) used for geocronology. 3. Química mineral Os anfibólios analisados dos sienogranitos do Pluton Itambé e seus encraves, são classificados como sendo do tipo cálcico com teores de CaO em torno de 11,3%, variam de magnésio-hastingisita a magnésio-hornblenda (Leake et al., 1997) e são anfibólios magmáticos (Leake, 1971). Segundo Anderson & Smith (1995) a fo 2 exerce forte controle na química dos minerais máficos de uma rocha. Os valores de Fe# [Fet/(Fet + Mg)] diminuem com o aumento da fo2, sendo independente da razão Fe/Mg da rocha total. Para os anfibólios do Pluton Itambé os valores de Fe# variam de 0,47 a 0,61 e os valores de Al IV variam de 0,98 a 1,63 caracterizando cristalização em condições de alta fo 2 (Ishihara, 1977; Anderson & Smith, 1995). As composições dos anfibólios do Pluton Itambé são similares a dos anfibólios de várias intrusões com idades entre Ma do Domínio Central da Província Borborema (Almeida et al., 1999; Sampaio et al., 2003; Guimarães et al., 2004), os quais são granitoides sin-transcorrência. As biotitas analisadas mostram grande variação nos teores de Al IV e pertencem à série siderofilita-anita, sendo ricas na molécula de anita e razões Fe/(Fe+Mg) variando de 0,42 a 0,45. Considerando a classificação de Abdel-Rahman (1994) as biotitas do Pluton Itambé mostram composição química semelhante a de biotitas das suítes cálcio alcalinas, com razão FeO/MgO = 1,40. Esta classificação é corroborada pela projeção das biotitas analisadas no diagrama AlT versus Mg com campos de Nachit et al. (1985) e nos diagramas propostos por Abdel-Rahman

3 Caracterização geoquímica do pluton Itambé 77 (1994). As biotitas do Pluton Itambé possuem baixas concentrações de Ti e relativamente altos valores Al IV sugerindo que essas biotitas se cristalizaram em condições de baixas temperaturas e baixa fo 2 (Buddington & Lindsey, 1964; Albuquerque, 1973). Segundo Speer (1984), as biotitas encontradas em rochas plutônicas são freqüentemente afetadas por reequilíbrio pós-magmático. No diagrama de Nachit (1986), que utiliza TiO2 - FeO+MnO - MgO, as biotitas do Pluton Itambé caem no campo das biotitas primárias reequilibradas, explicando assim a incoerência entre as condições de alta fo 2 sugeridas pelos anfiibólios e baixas definidas pelas biotitas. 4. Geotermometria e geobarometria Os granitóides do Plúton Itambé, com base nos cálculos de Watson (1987) mostram temperatura média de saturação em zircão de 794ºC. Entretanto, devido a presença de zircões herdados, possivelmente da rocha fonte do magma, definidos por U-Pb em zircão por SHRIMP, a temperatura real de saturação do magma em zircão, devem ser inferiores as temperaturas obtidas. Estas temperaturas mais baixas se refletem no geotermômetro obtido pelo par hornblenda-plagioclásio que definiu temperaturas mais baixas (701 a 710ºC) para a cristalização do anfibólio nos plutons estudados. O geobarometro Al em hornblenda mostrou pressões de cristalização variando de 5,60 a 5,68 Kbar. 5. Caracterização geoquímica do pluton Itambé As rochas graníticas estudadas mostram pequena variação em SiO 2 (68,30 a 68,84), elevadas concentrações de álcalis total (K 2 O + Na 2 O) com razões K 2 O/Na 2 O > 1. Os teores de Ba (3230 a 4600 ppm) são elevados e os teores de Sr ( ppm) são médios a elevados. Os teores de Y e Nb são baixos, exceto no enclave analisado que mostrou teores de Nb = 48 ppm e Y = 42. As rochas estudadas são classificadas como pertencentes a série magnesiana (Frost et al., 2001). São granitóides metaluminosos segundo os índices de Shand com os campos de Maniar & Piccolli (1989), e transalcalinos Middlemost (1997). No diagrama K 2 O x SiO 2 com campos de Peccerillo & Taylor (1976) caem no campo de transição entre as rochas das series shoshonítica e calcio-alcalinas de alto- K. Os teores de Fe 2 O 3 (t) mais elevados (2,85-3,11) e padrões de ETR pouco fracionados distinguem as rochas estudadas dos granitóides da associação shoshonítica (Fig. 2). Os padrões spidergrams normalizados para os valores do condrito sugeridos por Thompson (1982) para os granitóides e enclave diorítico são caracterizados por depressões em Nb, Ti e P e, picos em K e Ba (Fig. 3). O encrave surmicáceo analisado mostra um padrão spidergram distinto dos granitóides encaixantes, caracterizado por picos em Rb e K e, ausência de depressões em Nb, P e Ti. Fig. 2. Padrões ETR normalizados em relação aos valores do condrito para as rochas do Plúton Itambé. Fig. 2. REE patterns normalized to chondrite values for rocks of Pluton Itambé. Fig. 3. Padrão Spidergram para as rochas estudadas normalizadas para os valores sugeridos por Thompson (1982). Fig. 3. Spidergram patterns for normalized studied rocks to the values suggested by Thompson (1982). Os diagramas discriminantes propostos por Whalen et al. (1987) (Fig. 4) assim como a ausência da anomalia negativa de Eu mostra que essas rochas possuem características geoquímicas semelhantes aos de granitóides cálcio-alcalinos. Nos diagramas Pearce et al. (1984) e Pearce (1996) as rochas estudadas caem no campo dos VAG+COLG e VAG (POG) respectivamente, ou seja granitos orogênicos a pós-orogênicos. As rochas estudadas mostram idade e assinatura geoquímica semelhante aos granitóides do Pluton Dona Inês, aflorantes no Complexo Serrinha Pedro Velho do Domínio Rio Grande do Norte (Guimarães et al., 2009). Isto sugere que um magmatismo calcio-alcalino de alto-k ocorreu simultaneamente nos domínios Rio Grande do Norte e Central há pelo menos 589 Ma atrás.

4 78 D. J. S. Farias, I. P. Guimarães / Comunicações Geológicas (2014) 101, Especial I, Pedro Velho (Guimarães et al., 2009) no Domínio Rio Grande do Norte. Os dados apresentados sugerem magmatismo contemporâneo em domínios distintos da Provincia Borborema ie, extensional no Complexo Serrinha- Pedro Velho e calcio-alcalino de Alto K no Domínio Central, há 589 Ma atrás. Fig. 4. Granitoides estudados projetados nos diagramas discriminantes tectônicos propostos por Whalen et al. (1987). OGT= campo para granitoides tipo I-, S- e M- não fracionados; FG = campo para granitoides tipo I-, S- e M- fracionados. Fig. 4. Studied granitoids plotted in the discriminant diagrams proposed by Whalen et al. (1987). OGT = field to I-, S-and M- non-fractionated granitoids and FG = field to I, S- and M- fractionated granitoids. 6. Geocronologia do plúton Itambé Dados U-Pb em zircão por SHRIMP forneceu idade de 589 ± 12 Ma com MSWD = 0,17 (Fig. 5). Grãos de zircão com núcleos paleoproterozóicos foram observados sugerindo contribuição do embasamento paleoproterozóico na origem destes granitóides. A idade obtida é semelhante à de granitóidescalcio alcalinos de alto-k intrudidos durante evento gerador de foliação de baixo ângulo no Dominio Central (Guimarães et al., 2004) e, de granitóidesextensionais (Pluton Dona Inês) com composição química semelhante à dos granitóides estudados, no Dominio Norte (Guimarães et al., 2009). 7. Conclusões As rochas graníticas estudadas são petrográficamente classificadas como sienogranitos leucocráticos cálcioalcalinos de alto - K. A fraca deformação dúctil sugere que a intrusão do pluton Itambé é tardi a pós-tectônica em relação a movimentação principal da zona de cisalhamento Camutanga. Por outro lado, a presença de intenso fraturamento de direção aproximada E-W, sugere que a intrusão foi afetada por tectônica rúptil associada à abertura da bacia Paraíba. Os granitóides estudados mostram petrografia e idade semelhante aos granitóides do Pluton Dona Inês, intrudidos em ortognaisses do Complexo Paleoproterozoico Serrinha Fig. 5. Diagrama Concordia U-Pb para o sienogranito do plúton Itambé. Fig. 5. U-Pb Concordia diagram for the syenogranite of pluton Itambé. Agradecimentos Ao CNPq pela bolsa de IC durante as fases iniciais da pesquisa e a CPRM/UFPE, por meio do contrato 060/PR/08, para o desenvolvimento e conclusão da pesquisa. Aos amigos do curso de Geologia. Referências Abdel-Rahman, A.F.M., Nature of biotites from alkaline, calcalkaline and peraluminous magmas. Journal of Petrology, 35, Albuquerque, C.A.R., Geochemistry of biotites from granitic rocks, northern Portugal. Geochimica et Cosmochimica Acta, 37, Almeida, C.N., Guimarães, I.P., Da Silva Filho, A.F., Magmatismo Brasiliano in the portion east of the Terrane Pajeú Paraiba, NE of Brazil. Congresso de Geoquímica dos Países de Língua Portuguesa, 5, Congresso Brasileiro de Geoquímica, 7. Porto Seguro, Anais, SBGq, Porto Seguro, Anderson, J.L., Smith, D.R., The effects of temperature and fo2, on the Al-in-hornblende barometer. American Mineralogist, 80, Buddington, A.F., Lindsley, D.H., Iron-titanium oxide minerals and synthetic equivalents. Journal of Petrology, 5, Frost; B.R., Barnes, C., Collins, W., Arculus, R., Ellis, D. Frost, C., A chemical classification for granitic rocks. Journal of Petrology, 42(11), Guimarães, I.P., Da Silva Filho, A.F., Almeida, C.N., Van Schmus, W.R., Araújo, J.M.M., Melo, S.C., Melo, E.B., Brasiliano (Pan-African) granitic magmatism in the Pajeu- Paraibabelt; northeast Brazil: anisotopic and Geochronological approach. Precambrian Research, 13, Guimarães, I.P., Silva Filho, A.F., Araújo, D.B., Almeida, C., Dantas, E., Trans-alkaline magmatism in the Serrinha Pedro Velho Complex, Borborema Province, NE Brazil and its

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