Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciências Exatas e da Terra Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica

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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 Autora: VIVIANE OLIVEIRA DE SOUZA Orientador: Prof. Dr. ANTÔNIO CARLOS GALINDO Dissertação n.º 168/PPGG Natal-RN, Abril de 2016.

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 Autora: VIVIANE OLIVEIRA DE SOUZA Dissertação apresentada em 29 de Abril de 2016, para obtenção do título de Mestre em Geodinâmica e Geofísica, com área de concentração em Geodinâmica pelo Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica da UFRN. Comissão Examinadora: Dr. Antônio Carlos Galindo (orientador-dg-ppgg-ufrn) Dr. Marcos Antônio Leite do Nascimento (DG-PPGG-UFRN) Dr. Vladimir Cruz de Medeiros (CPRM-SGB) Dr. Frederico Castro Jobim Vilalva (DG-UFRN) Natal-RN, Abril de 2016

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4 i RESUMO A fase final da orogenêse Brasiliana / Pan-Africana, na Província Borborema, NE do Brasil, é caracterizada por um intenso magmatismo granítico, em cujo contexto insere-se o stock granítico Flores. O presente trabalho tem como objetivo a caracterização geológica, petrográfica, geoquímica e petrológica do stock Flores. Para efetivar a investigação, foram realizadas etapas de campo, preparação e descrição de secções delgadas bem como tratamento de amostras para análises químicas. O stock localiza-se próximo a cidade de Afonso Bezerra, na porção centro-norte do Rio Grande do Norte, geologicamente inserido no contexto do Domínio Rio Piranhas-Seridó, ocorre alongado na direção NW expondo uma área aflorante de 8 km 2. Sua morfologia é ressaltada por extensos paredões constituídos por conjuntos de matacões, os quais compõem as bordas do stock, destacandoo facilmente do relevo regional. É intrusivo em rochas gnáissicas paleoproterozoicas, relacionadas ao Complexo Caicó, e augen gnaisses da suíte Poço da Cruz (borda NW). As rochas do stock Flores são monzogranitos equigranulares hololeucocráticos, sendo possível distinguir duas fácies em função de seus aspectos texturais: Flores Tipo I, composta por rochas equigranulares média de coloração rosada, caracterizada pelos matacões; Flores Tipo II, com rochas equigranulares fina de coloração acinzentada a rosada, exibindo relevo arrasado na porção S/SE do stock. Localmente na fácies Tipo II, ocorrem enclaves de rochas dioríticas exibindo feições de coexistência de magmas (mixing e migling), além de enclaves do tipo schlieren elipsoidais, sendo estes interpretados como estruturas magmáticas formadas por convecção magmática causada por plumas termais. Os monzogranitos exibem paragênese essencial composta por quartzo, K-felspato e plagioclásio, que usualmente somam mais de 90% modal. Biotita é o mineral máfico principal. Também ocorrem titanita, allanita, apatita, zircão, minerais opacos. Fluorita, clorita, epídoto granular, mica branca e carbonato ocorrem como minerais tardios, os quais são relacionados a fluídos em estágio subsolidus. As análises geoquímicas evidenciam a natureza evoluída das rochas do stock bem como sua afinidade alcalina. Altos teores em SiO2 (71,43-74,87%), Na2O+K2O (8,26-9,08%) e Al2O3 (12,99-13,93%) e empobrecimento em MgO (<0,5%), CaO ( 1,4%), Fe2O3

5 ii (<2,3%) e TiO2 (<0,4%) refletem o caráter peraluminoso e leucocrático das rochas, corroborado pelos baixos teores de minerais máficos (< 6%). Diferentes diagramas discriminantes de séries/associações magmáticas atestam a afinidade alcalina das rochas do stock Flores, bem como sua analogia com granitos tipo-a. O espectro do diagrama de ERTs exibe um moderado grau de enriquecimento de ETRL em relação aos ETRP, com razões La N /Yb N entre 4,59% e 30,85% e forte anomalia negativa de Eu, característico de rochas crustais e de granitos tipo-a. Diagramas geoquímicos discriminantes de ambiente tectônico sugerem uma assinatura pós-colisional para o stock Flores. Tais dados são coerentes com a idade U-Pb 553±4 Ma encontrada para o Flores, colocando-o dentro do contexto tardi a pós-orogênico da orogênese Brasiliana / Pan-Africana na Província Borborema. Palavras-Chave: Domínio Rio Piranhas-Seridó; stock Flores; Granitos Tipo-A.

6 iii ABSTRACT The final phase of Brasiliano/Pan-African orogeny in the Borborema Province, NE Brazil, is marked by widespread granitic magmatism, in which setting the Flores stock is included. The present study aims to characterize the geological, petrographic, geochemical and petrogenetic aspects of this pluton. In order to develop the investigation, field work, thin section preparation and description and sample treatment for chemical analysis were carried out. The stock is located near the city of Afonso Bezerra, central-north of Rio Grande do Norte state, geologically enclosed in the Rio Piranhas-Seridó Domain. The pluton is elongated in the NW direction and has an outcrop area about 8 km 2. Its morphology is highlighted by long cliffs made up by sets of boulders, which compose the borders of the stock, clearly contrasting it from the regional topography. It intrudes the paleoproterozoic gneissic rocks related to the Caicó Complex and augen gneisses of the Poço da Cruz suite (NW border). Rocks of the Flores stock are equigranular, hololeucocratic monzogranites, being possible to distinguish two facies, according to their textural aspects: Flores Type I, made up by monzogranite of medium texture and pink in color, characterized by the boulders; Flores Type II, with fine equigranular rocks, greyish to pinkish in color, exhibiting denudated relief in the S/SE portion of the stock. Locally in Type II facies, there are dioritic enclaves displaying features of magma coexistence (mixing and mingling), in addition to ellipsoidal schlieren enclaves, the latter being interpreted as magmatic structures formed by magmatic convection triggered by thermal plumes. The monzogranites exhibit essential paragenesis composed of quartz, K-feldspar and plagioclase, which usually add over 90% modal. Biotite is the main mafic mineral. Titanite, allanite, apatite, zircon and opaque minerals also occur. Fluorite, chlorite, granular epidote, white mica and carbonate appear as late minerals, which are related to fluids in subsolidus stage. Geochemical analyzes attest the evolved nature of the stock rocks as well as their alkaline affinity. High levels of SiO2 (71.43 to 74.87%), Na2O + K2O (8.26 to 9.08%) and Al2O3 (12.99 to 13.93%) and depletion of MgO (<0 5%), CaO ( 1,4%), Fe2O3 (<2.3%) and

7 iv TiO2 (<0.4%) witness the peraluminous and leucocratic character of the rocks, which is supported by low levels of mafic minerals (<6%). Distinct discriminant diagrams of magmatic series/associations confirm the alkaline affinity of rocks of the Flores stock and their analogy with A-type granites. The REE s diagram spectrum exhibits moderate LREE enrichment relative to HREE, with La / Yb N N ratios between 4.59% and 30.85% and strong negative Eu anomaly, characteristic of crustal rocks and A-type granites. Geochemical discriminant diagrams of tectonic setting point out a post-collisional signature for the Flores stock. These data are consistent with U-Pb age of 553±4 Ma given by the Flores, inserting it within the tardi to post-orogenic context of the Brasiliana / Pan- African orogeny in the Borborema Province. Keywords: Rio Piranhas-Seridó Domain; stock Flores; A-Type granite.

8 v AGRADECIMENTOS Agradeço a Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), ao Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica (PPGG) e ao Departamento de Geologia (DGeo) pela oportunidade e infraestrutura concedida. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão de bolsa de Mestrado. Ao meu orientador, Prof. Dr. Antônio Carlos Galindo pela paciência, dedicação, e por sua incansável busca pelo conhecimento, me proporcionado um aprendizado acadêmico e humano ímpar. Ao corpo docente e técnico do PPGG e DGeo. A minha família pelo amor e suporte necessário. Aos meus amigos que me ajudaram, direta ou indiretamente, em especial Tércia, Antomat, Allyson e Alanny.

9 vi SUMÁRIO DA DISSERTAÇÃO RESUMO... i ABSTRACT... iii AGRADECIMENTOS... i LISTA DE FIGURAS... viii LISTA DE TABELAS... xi 1. INTRODUÇÃO Apresentação e Objetivos Localização da Área Estratégia Metodológica GEOLOGIA REGIONAL Introdução Domínio Rio Piranhas-Seridó Complexo Caicó Suíte Poço da Cruz Grupo Seridó Magmatismo Ediacarano no Domínio Rio Piranhas-Seridó Suíte Shoshonítica (Shos) Suíte Calcioalcalina de alto K Porfirítica (CalcKP) Suíte Calcioalcalina de Alto K Equigranular (CalcKEq) Suíte Calcioalcalina Suíte Alcalina (Alc) Suíte Alcalina Charnoquítica (AlcCh) GEOLOGIA LOCAL Considerações Iniciais O Complexo Gnáissico-migmatítico Augen Gnaisse Porfirítico O Granito Flores Coberturas sedimentares e magmatismo básico Cenozoicos PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES Comentários Iniciais Composições Modais e Classificação... 20

10 4.3 Paragêneses Minerais do Granito Flores Paragênese Félsica Paragênese Máfica Considerações Acerca das Paragêneses e Texturas Sequência de Cristalização LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES Caracterização Litogeoquímica Elementos Maiores e Traços Diagramas de ETR e Multielementos O Stock Flores no Contexto de Séries Magmáticas Saturação em Alumina Discriminantes de Séries Magmáticas Definição de Ambientes Tectônicos Tipologia de Granitos Considerações Sobre Temperatura e Pressão Durante a Cristalização Condições de Cristalização CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS Anexo Artigo: O stock Flores: Exemplo de magmatismo granítico tipo-a no Domínio Rio Piranhas-Seridó, NE da Província Borborema vii

11 viii LISTA DE FIGURAS Capítulo 1- Introdução Figura Mapa de Localização da área estudada Modificado de Mapas Multimodais RN... 3 Capítulo 2- Geologia Regional Figura Esboço da Província Borborema com destaque para a área de ocorrência do stock Flores (Medeiros, 2008). 5 Figura 2.2 Destaque para o arcabouço geológico do Domínio Rio Piranhas - Seridó, NE da Província Borborema, com ênfase no magmatismo Ediacarano a Cambriano (Modificado de Nascimento et al,. 2015). 8 Capítulo 3- Geologia Local Figura 3.1 Mapa geológico do stock granítico Flores Figura Aspecto geral dos ortognaisses do embasamento destaque para as dobras isoclinais Figura Augen gnaisses (Suíte Poço da Cruz.) A) Detalhe da textura porfirítica da rocha caracterizada pelos fenocristais de K-feldspatos; B) Aspecto geral da rocha utilizada como granito ornamental Figura 3.4 -Destaque para a região arrasada dentro do stock granítico Flores. Imagem de satélite Landsat 5-TM em composição colorida das bandas RGB 7-5(Razão 5/1) com equalização de histogramas Figura Caracterização das rochas do stock granítico Flores em duas fácies: Flores Tipo I (A) e Flores Tipo II (B) Figura Caracterização das rochas do stock granítico Flores em duas fácies: Flores Tipo I (A) e Flores Tipo II (B).A: Imagem de satélite Geoeye evidenciando rochas em alto relevo da fácies Flores Tipo-I; A : Conjunto de matacões, característico do stock; A : Rocha equigranular de textura média e cor rosa, representativa da fácies Flores Tipo-I; B: Imagem de satélite Geoeye evidenciando região de baixo relevo associada a fácies Flores Tipo-II; B : Região arrasada do corpo na qual ocorrem a fácies Flores Tipo-II; B : Aspecto geral das rochas exibindo granulometria fina, cor acinzentada e vários enclaves máficos

12 ix Figura 3.6 Enclaves máficos do stock Flores. Afloramento VF-30. A) Bolsão de enclave máfico diorítico; B) Feições de mingling e mixing magmáticos evidenciando diferentes composições magmáticas atuantes na câmara do stock Flores; C) Destaque para área afetada em migling e mixing magmático Figura 3.7 Estruturas de schlieren elipsoidais indicando processos de convecção magmática na câmara. (A e B) Schlieren elipsoidais exibindo um núcleo máfico circundado por um ou mais com anéis concêntricos fechados- Af. VF-52; (C e D) Corte dos schlieren elipsoidais não exibindo o núcleo máfico - Af. VF Figura 3.8 Modelo para a gênese dos schlieren elipsoidais. A) Modelo de convecção magmática causada por pluma magmática (Weinberg et al., 2001). B) Bloco diagrama idealizado a partir da Figura A para as estruturas elipsoidais do corpo Flores (este trabalho) Capítulo 4- Petrografia e Texturas do stock Flores Figura 4.1- Classificação das rochas plutônicas estudadas com base nos diagramas QA+PM e QAP (Streckeisen, 1976; Le Maitre, 2002) Figura 4.2 Fotomicrografias dos minerais que compõem a paragênese félsica do stock Flores, em nicóis cruzados A) Cristal zonado de Plagioclásio (Pl) com centro mais cálcico exibindo processo de saussuritização- VF-05; B) Textura mirmequítica desenvolvida no contato do K-feldspato (Kf) com plagioclásio- VF-05; C) Cristal de K-feldspato apresentando textura pertítica do tipo filetes- VF-31 E) Cristal de K-feldspato com textura granofírica. VF Figura 4.3- Fotomicrografias dos minerais que compõem a paragênese máfica do stock Flores em nicóis paralelos A) Cristal de allanita (Al) em processo de metamictização, ao lado cristal de biotita totalmente transmutada para clorita (Cl) VF-31; B) Cristal de biotita com inclusão de opaco euédrico (magnetita)- VF-31; C) Cristais de Fluorita (Fl) subédricos exibindo crescimento intersticial VF-52B Figura 4.4 Sequência de cristalização da assembleia mineral do stock Flores Capítulo 5- Litogeoquímica do stock Flores Figura 5.1- Diagramas tipo Harker exibindo predominantemente tendência negativa para os elementos maiores com exceção do Na 2O que apresenta dispersão dos dados... 30

13 x Figura 5.2 Diagramas tipo Harker para elementos traços (ppm) exibindo dispersão para as mostras com exceção do Zr que exibe correlação negativa (compatível) Figura Diagramas de diferentes elementos terras raras e traços, para as rochas do stock Flores. (A) Espectro de ETR com valores normalizados em relação ao condrito de Evensen et al. (1978). (B)- Espectro de multielementos com valores normalizados em relação ao condrito de Thompson (1982) Figura Classificação das amostras do stock Flores segundo o índice de Shand (Maniar & Piccoli, 1989) Figura 5.5 Diagramas utilizados na definição de séries magmáticas do stock granítico Flores. (A) Total de álcalis versus sílica (Lameyre, 1987), linha tracejada, delimitando campos alcalinos e subacalino, segundo Myashiro (1978); (B) R1 versus R2 (De La Roche et al.,1980); (C) Rogers e Greenberg (1981); (D) Wright (1969) com abscissas diferenciadas; (E) Sylvester (1989); (F) Frost et al. (2001) Figura 5.6- Diagramas utilizados na definição de ambientes tectônicos para as rochas do stock Flores. A) Rb versus Y+Nb (Pearce, 1996); B) Rb/30 Hf Ta (Harris et al., 1986); C) Diagrama multielementos com envelope para granitos pós-colisionais (Pearce et al., 1984) Figura Diagramas para classificação de granitos Tipo-A (Nardi e Bitencourt, 2009). (A) Eixos FeO T /(FeO T +MgO) versus [(Na 2O/62 + (K 2O/94)] / (Al 2O 3/102); (B) Eixos Ga/(Al 2O 3*0.52) versus (Zr + Y + Ce + Nb) Figura Diagramas utilizados para a classificação de granitos Tipo-A oxidados e reduzidos (Dall gnoll e Oliveira, (A) FeO T /(FeO T +MgO) versus Al 2O 3; (B) FeO T /(FeO T +MgO) vs. Al 2O 3/ (K 2O/Na 2O) Figura Diagramas ternários Qz-Ab-Or com base na norma CIPW para as rochas do stock Flores. (A) Diagrama de pressão (Tuttle e Bowen, 1958) exibindo distribuição dos dados entre 3 a 5 kbar de pressão. (B) Diagrama de temperatura (Luth et al., 1964) exibindo distribuição dos dados na isoterma de 680 o Figura Diagramas para obtenção de temperaturas de cristalização do magma do stock Flores.(A) Diagrama P 2O 5 versus SiO 2 (Watson e Harisson 1984) com as isotermas que refletem as temperaturas de cristalização das apatitas. (B) Diagrama Zr versus (Na+K+2Ca)/Al*Si (Watson e Harrison, 1983)com as isotermas que refletem as temperaturas de cristalização dos zircões

14 xi Capítulo 6- Considerações Finais Figura 6.1 Diagramas binários de variação para elementos maiores e menores com os campos dos granitos alcalinos (polígonos tracejados) segundo Nascimento et. al. (2015) e plote das amostras do stock Flores: (A) SiO 2 versus Al 2O 3; (B) SiO 2 versus Na 2O; (C) SiO 2 versus K 2O; (D) SiO 2 versus Ba; (E) SiO 2 versus Rb (F) SiO 2 versus Sr LISTA DE TABELAS Capítulo 4- Petrografia e Texturas do stock Flores Tabela Composição modal das rochas que compõem o stock Flores. Q=Quartzo, A=Feldspato alcalino, P=Plagioclásio Capítulo 5- Litogeoquímica do stock Flores Tabela 5.1- Composição química para as rochas do stock Flores (A) Elementos maiores em % em peso; (B) Elementos traços em ppm;(c) minerais normativos CIPW em % peso Tabela Análise de elementos terras raras para as amostras do stock Flores... 33

15 Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do stock Flores (RN) INTRODUÇÃO

16 INTRODUÇÃO 1.1 Apresentação e Objetivos 1. INTRODUÇÃO No extremo nordeste da Província Borborema (Almeida et al. 1977; 1981), a orogênese brasiliana é caracterizada por uma intensa granitogênese geralmente associada a zonas de cisalhamento transcorrentes. No Estado do Rio Grande do Norte, ocorrem cerca de 180 corpos neoproterozoicos, de acordo com mapas geológicos existentes (Angelim et. al. 2006). O stock granítico Flores, objeto deste estudo, localiza-se na porção central do estado, situado a Sul da cidade de Afonso Bezerra, e geologicamente está inserido no Domínio Rio Piranhas-Seridó. Maia (2004) desenvolveu um trabalho no stock Flores contribuindo com a cartografia e petrografia do mesmo, mas focando o seu trabalho na caracterização tecnológica do então denominado granito ornamental Vermelho Flores. O presente trabalho tem como objetivos: i. revisão da cartografia geológica do stock, a partir de processamento digital em imagens de sensores remotos e novos dados adquiridos em trabalhos de campo; ii. revisão/complementação dos aspectos petrográficos, com a descrição de novas seções delgadas, a análise modal das mesmas, e considerações microtexturais petrogenéticas; iii. e principalmente, caracterizar a petrologia e geoquímica das rochas do stock, de forma a buscar interpretações petrogenéticas que permitam contribuir para a evolução e compreensão dos conhecimentos do plutonismo tardi a pós Orogênese Brasiliana na porção nordeste da Província Borborema.

17 INTRODUÇÃO 1.2 Localização da Área A área de estudo situa-se na porção central do RN, a Sul da cidade de Afonso Bezerra (Figura 1.1). Geograficamente está limitada pelas coordenadas 36º 32' 12" W, 36º 32' 08" W, 5º 35' 37" S, 5º 32' 28" S. O acesso á área de estudo pode ser feito partindo-se de Natal pela BR-304 até a cidade de Angicos, posteriormente, seguindo pela RN-263 (Angicos - Afonso Bezerra) até as proximidades Fazenda Flores, e partir daí por estradas secundárias.

18 INTRODUÇÃO Figura Mapa de Localização da área estudada - Modificado de Mapas Multimodais RN DNIT 1.3 Estratégia Metodológica A metodologia adotada neste trabalho envolve os materiais e métodos descritos a seguir. Etapa 1 (Pré-campo; Gabinete) i. Levantamento bibliográfico referente aos contextos geológicos regional e da área do stock Flores;

19 INTRODUÇÃO ii. Levantamento do acervo cartográfico pré-existente, disponível no GEOBANK-CPRM (Serviço Geológico do Brasil); imagens de sensores remotos orbitais LANDSAT, CBERS, e SRTM disponíveis nos catálogos online do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), NASA (Agência Espacial Americana) e IBGE. (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística); iii. Organização dos dados pré-existentes em uma base de dados georreferenciada utilizando o aplicativo ArcGIS 10.0 e aplicação de técnicas de processamento digital de imagens; iv. Desenvolvimento de mapas pré-campo. Etapa 2 (Campo) v. Reconhecimento de vias de acesso e localidades, buscando a melhoria da cartografia em adequação para a escala de trabalho; vi. Análise macroscópica e mesoscópica em afloramentos com o objetivo de identificar variações faciológicas e texturais, caracterizar relações de contato e identificar feições estruturais; vii. Coleta de amostras para confecção e descrição de seções delgadas, e para aquisição de dados analíticos geoquímicos (elementos maiores, traços e terras raras). Etapa 3 (Pós-campo; Gabinete) viii. Descrição petrográfica e contagem de pontos utilizando microscópio ótico; ix. Preparação de amostras para análises químicas; x. Caracterização geoquímica; xi. Integração e tratamento dos dados obtidos em campo e em laboratório, gerando mapas, gráficos e interpretações; xii. Redação da dissertação de mestrado e de artigo(s) para periódicos com Qualis CAPES.

20 Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do stock Flores (RN) GEOLOGIA REGIONAL

21 GEOLOGIA REGIONAL 2.1 Introdução 2. GEOLOGIA REGIONAL A Província Borborema (PB) é uma unidade geotectônica localizada na porção extremo nordeste do Brasil, ocupa uma área em torno de Km² e foi originalmente definida por Almeida et al. (1977) como uma zona densamente afetada pela Orogênese Brasiliana, no final do Neoproterozoico. Possui um embasamento arqueano a paleoproterozoico, faixas metassupracrustais dobradas e numerosos corpos plutônicos neoproterozoicos controlados por zonas de cisalhamento. Delgado et al. (2003) subdividem essa unidade em três subprovíncias: a Subprovíncia Meridional, limitada pelo lineamento Pernambuco a norte e pelo Cráton do São Francisco a sul; a Subprovíncia da Zona Transversal, limitada a norte e a sul respectivamente pelos lineamentos Patos e Pernambuco; e a Subprovíncia Setentrional posicionada a norte do lineamento Patos. Santos (1996, 2000) e Santos et al., (1999) compartimentaram a Província Borborema em domínios (ou super-terrenos) e terrenos delimitados por falhas ou zonas de cisalhamento. Nesse contexto dentro da subprovíncia setentrional são caracterizados vários terrenos ou domínios geológicos separados por extensas e expressivas zonas de cisalhamento transcorrentes destrais (cinemática) de direção NNE-SSW, a exemplo da Zona de Cisalhamento Portalegre (ZCPa) e Picuí-João Câmara (ZCPJC). Estas se encontram no estado do Rio Grande do Norte, sendo reconhecida como um importante marcador na divisão de domínios geológicos, delimitando os domínios Jaguaribeano, Rio Piranhas-Seridó e São José do Campestre (Figura 2.1). A ZCPa e ZCPJC são registradas tanto nas idades dos terrenos que as circundam, bem como por anomalias geofísicas (confirmados por dados gravimétricos e aeromagnéticos), justapondo terrenos geológicos com diferentes assinaturas geofísicas (Cavalcante et al., 1998; Cavalcante, 1999; Campelo, 1999; Oliveira, 2008; Fuck et. al., 2013). O stock Granito Flores, objeto de estudo, localizase no domínio Rio Piranhas- Seridó. 4

22 GEOLOGIA REGIONAL Figura Esboço da Província Borborema com destaque para a área de ocorrência do stock Flores (Medeiros, 2008). 2.2 Domínio Rio Piranhas-Seridó Neste domínio estão sendo englobados os litotipos pré-cambrianos posicionados entre as zonas de cisalhamento Portalegre (limite leste) e Picuí-João Câmara (limite oeste). Neste contexto foram cartografados litotipos dos Complexo Caicó, Suíte Poço da Cruz, Grupo Seridó e granitoides ediacaranos (Medeiros, 2008) Complexo Caicó A concepção do Complexo Caicó remonta aos trabalhos de Meunier (1964) e Ferreira e Albuquerque (1969) efetuados nas adjacências da cidade homônima. O Complexo Caicó (Paleoproterozoico) consiste em ortognaisses equigranulares ou augen, anfibolitos, rochas metavulcânicas e metassedimentares (Jardim de Sá, 1994). Os ortognaisses têm composição variando de gabro-diorítica a granítica, e quimismo 5

23 GEOLOGIA REGIONAL calcioalcalino de alto potássio, e idades Rb-Sr, U-Pb, Pb-Pb e Sm-Nd entre 2,25 e 2,15 Ga (Hackspacher et al., 1990; Legrand et al., 1991; Macedo et al., 1991; Dantas, 1992, Van Schmus et al., 1995; Souza et. al., 2007) definindo uma idade Riaciana para este magmatismo, sendo interpretados como derivados do manto enriquecido, em um contexto de acresção crustal Suíte Poço da Cruz Esta terminologia foi utilizada por Ferreira (1998) para englobar a suíte designada originalmente como granitoides do tipo G2 por Jardim de Sá et al. (1981). A suíte é constituída, principalmente, por augen gnaisses com porfiroclastos de feldspato com proporções variadas de biotita e mais raramente anfibólio. A idade Orosiriana para esta suíte foi assinalada a partir de uma datação U-Pb em zircão de 1,93 ± 12 Ga obtida por Legrand et al. (1991) em augen gnaisses da região de Angicos (RN) e uma idade Pb-Pb em zircão de 1,90 ± 10 Ga obtida por Jardim de Sá (1994) em augen gnaisses posicionados a nordeste de Cerro Corá (RN). Recentemente Hollanda (2011) datou os plutons São José do Seridó, Santana dos Matos e Antônio Martins obtendo respectivamente as idade riacianas de 2,25; 2,21 e 2,17 Ga evidenciando que essa suíte é indistinguível isotopicamente do complexo Caicó. Valores similares foram encontrados por Medeiros et. al., (2012) em augens gnaisses da região de Florânia e Genezaré. Dessa maneira, essa suíte teria sua gênese ligada ao rifteamento, envolvendo o processo de acréscimo continental a partir da reciclagem da crosta mais antiga. A assinatura geoquímica desta unidade foi interpretada por Jardim de Sá (1994) como de uma suíte K-calcialcalina com membros subalcalinos, onde os termos ácidos teriam sido gerados a partir de fusão crustal, associada a um ambiente orogênico, sin a tardi colisional Grupo Seridó Estudos relativos à geologia desta unidade remontam a trabalhos pioneiros na região do Seridó, tais como Ebert (1969 e 1970), Ferreira e Albuquerque (1969), Santos (1973), dentre outros. Jardim de Sá e Salim (1980) e Jardim de Sá (1984) dividiram o Grupo Seridó nas formações Jucurutu, Equador e Seridó, respectivamente da base para o topo, envolvidas num mesmo megaciclo sedimentar, com ausência de discordâncias regionais. Outras propostas foram sugeridas na literatura, onde os pesquisadores consideram a existência de 6

24 GEOLOGIA REGIONAL uma discordância significativa entre os metaconglomerados da região de Parelhas (RN) e os quartzitos da Formação Equador, tal como apresentado por Archanjo e Salim (1986). As formações pertencentes ao grupo Seridó são caracterizadas da seguinte forma: Formação Jucurutu contém paragnaisses predominantes, com intercalações de mármore, quartzito, mica xisto, rocha calcissilicática e metavulcânica. A Formação Equador compõese de quartzito (predominante), metaconglomerado e paragnaisse. A Formação Seridó é composta por micaxisto e, subordinadamente, metagrauvaca, mármore e rocha metavulcânica. Análises isotópicas U-Pb (SHRIMP) em zircões permitiram a determinação da idade de deposição do grupo entre Ma. (Van Schmus, 2003). Valores similares foram obtidos por Hollanda et.al. (2015) em metapelitos da Formação Seridó. 2.3 Magmatismo Ediacarano no Domínio Rio Piranhas-Seridó O ciclo Brasiliano corresponde na Província Borborema ao processo final de consolidação continente Gondwana. Durante esse processo houve a exumação ou colapso dos orógenos, acompanhada de ativa erosão, intrusões e vulcanismo pós-colisionais, formação de riftes e bacias de molassa, processos que se estenderam de cerca de 620 (Ediacarano) a 460 Ma (Ordoviciano Médio), segundo Hasui (2010). Entre as características marcantes da tectônica Brasiliana na Província Borborema está à atividade plutônica Ediacarana (635 a 541 Ma), sendo representada por diversos batólitos, stocks e diques (Figura 2.2), ocorrendo com características texturais, petrográficas, geoquímicas e geocronológicas distintas. Vários foram os pesquisadores que se dedicaram a classificação dessas rochas usando desde parâmetros tectônicos (Almeida et al., 1967; Brito Neves e Pessoa, 1974; Santos e Melo, 1978), estruturais (Jardim de Sá, 1981) e geoquímicos (Sial 1987, Galindo et al., 1997a, 1997b, Hollanda 1998, Nascimento et al., 2000, 2008 e 2015).Nascimento et.al. (2015) identificaram nos domínios Rio Piranhas-Seridó e São José do campestre seis unidades plutônicas (Figura 2.2) denominadas de Shoshonítica (Shos), Calcioalcalina de alto K Porfirítica (CalcKP), Calcioalcalina de alto K Equigranular (CalcKEq), Calcioalcalina (CalcAlc), Alcalina (Alc) e Alcalina Charnoquítica (AlcCh). 7

25 GEOLOGIA REGIONAL Figura 2.2 Destaque para o arcabouço geológico do Domínio Rio Piranhas-Seridó, NE da Província Borborema, com ênfase no magmatismo Ediacarano a Cambriano (Modificado de Nascimento et al. 2015) Suíte Shoshonítica (Shos) Compreende rochas de composição variando, desde termos gabro/diorito a quartzo monzonito, com textura fina a média, equigranular ou inequigranular. A mineralogia máfica é representada desde augita, diopsídio e/ou hiperstênio, nas rochas menos evoluídas até hornblenda e biotita, nas rochas mais evoluídas. Os minerais acessórios mais comuns são titanita, opacos (magnetita e/ou ilmenita), zircão e apatita. São rochas com variação de SiO2 entre 46,7 e 61,5% e elevados teores de Fe2O3t (4,9-14,9%), MgO (0,4-11,9%) e CaO (3,0-9,9%). Essa rochas são classificadas como metaluminosas através do índice de Shand (Maniar e Piccoli, 1989). Geocronologicamente essa suíte apresenta um conjunto de idades U-Pb com intervalo entre 579 e 599 Ma. 8

26 GEOLOGIA REGIONAL Suíte Calcioalcalina de alto K Porfirítica (CalcKP) Compreende rochas de composição variando desde monzogranitos a quartzo monzonitos onde a mineralogia máfica é composta por biotita e anfibólio, exibindo titanita, epidoto, alanita, zircão, apatita e opacos, como minerais acessórios. Texturalmente essa suíte destaca-se por apresentar fenocristais de K-feldspato que podem alcançar 15 cm de comprimento. A suíte CalcKP mostra uma variaçãode SiO2 entre 62,0 e 76,2%, sendo enriquecida em álcalis (K2O+Na2O=7,4-10,8%), compreende rochas com características geoquímicas transicionais entre rochas de associações calcioalcalina e alcalina e é classificadas pelo índice de Shand como rochas meta a peraluminosas. Geocronologicamente essa suíte apresenta um conjunto de idades U-Pb (zircão e titanita) com intervalo 571 e 591 Ma Suíte Calcioalcalina de Alto K Equigranular (CalcKEq) Composicionalmente são essencialmente monzogranitos, equigranulares ou microporfiríticos, de textura média a fina. A mineralogia essencial é composta por plagioclásio (oligoclásio), microclina e quartzo. A mineralogia acessória é composta por biotita (± anfibólio), titanita, epídoto, apatita, zircão, alanita, opacos e turmalina. Geoquimicamente esta suíte assemelha-se à CalcKP, exibindo SiO2 entre 66,7 e 76,5%, com altas razões K2O/Na2O (0,8 4,4%). Geocronologicamente essa suíte apresenta um conjunto de idades U-Pb que variam entre 541 e 572 Ma, posicionando essas rochas no final do Ediacarano. Com base em dados anteriores (Maia, 2004) Nascimento et. al. (2008, 2015) classificaram o stock granítico Flores como pertencente a essa suíte Suíte Calcioalcalina Compreende rochas que variam desde granodioritos a tonalitos de textura média a grossa, exibindo fenocristais de plagioclásio. Os minerais essenciais são quartzo, microclina e plagioclásio (andesina), a mineralogia acessória é composta por biotita, anfibólio, titanita, alanita, zircão e opacos. Possui conteúdo de SiO2 entre 60,5% e 67,9%, apresentam afinidade calcioalcalina e são classificadas como metaluminosas a peraluminossas segundo o índice de Shand. Somente um corpo classificado como 9

27 GEOLOGIA REGIONAL pertencente a essa suíte foi datado, o pluton Serra da Garganta obtendo idade de 598 ± 3 Ma (Nascimento et al., 2016), através do método U-Pb em zircão (Shrimp) Suíte Alcalina (Alc) Compreende rochas que variam desde álcali-feldspato granitos a quartzo álcali feldspato sienito com sienogranitos subordinados. Exibem textura fina a média, equigranular. A mineralogia máfica pode conter principalmente clinopiroxênio (aegirinaaugita), podendo ainda apresentar granada do tipo andradita. O plagioclásio normalmente é sódico (An 0-10), somente aumentando o teor de cálcio (An > 5) quando está associado a granada (Nascimento et. al., 2015). Os minerais acessórios mais comuns são titanita, apatita, zircão, alanita e opacos (magnetita e ilmenita). Essa suíte mostra variação na quantidade de SiO2 entre 67,8 e 76,9%, com forte enriquecimento em álcalis (Na2O+K2O=8,6-11,7%), e acentuado empobrecimento em CaO (<1,5%) e MgO (<0,5%). Geoquimicamente são rochas com afinidade alcalina e classificadas como meta a peraluminosas segundo o índice de Shand. Recentemente a fácies alcalina do pluton Japi foi datada pelo método U-Pb em zircão (ICP-MS laser Ablation) em 599± 3 Ma (Souza et. al., 2015) Suíte Alcalina Charnoquítica (AlcCh) Composta por quartzo mangeritos e charnoquitos de textura fina a média, inequigranulares. A assembleia máfica pode conter olivina (faialita), hedenbergita, hornblenda Fe-edenítica e biotita. O K-feldspato é uma microclina pertítica e mesopertítica e o plagioclásio é do tipo oligoclásio. A mineralogia acessória é definida por zircão, apatita, alanita, magnetita e ilmenita (Galindo, 1993). A suíte AlcCh mostra variação de SiO2 entre 63,6 e 75,1%, com enriquecimento em álcalis (Na2O+K2O = 8,6-10,4%). Destaca-se das demais suítes por apresentar elevada quantidade de Zr ( ppm) e valor muito baixo de MgO (0,1 a 0,7%). Apresenta afinidade alcalina e são rochas classificadas como meta a peraluminosas de acordo com o índice de Shand. A idade dessa suíte ainda é objeto de grande discussão na literatura, porém datações U-Pb em zircão mostram um intervalo entre 593 e 601 Ma. 10

28 Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do stock Flores (RN) GEOLOGIA LOCAL

29 GEOLOGIA LOCAL 3 - GEOLOGIA LOCAL 3.1 Considerações Iniciais Baseando-se na metodologia apresentada no capitulo I, com ênfase na fase de campo, na qual, se utilizou critérios de inclusão e/ou intrusão foi possível identificar cinco unidades litológicas aflorantes na área de estudo. Elas são representadas da base para o topo por: um complexo gnáissico-migmatítico (Complexo Caícó); um corpo de augen gnaisse (Suíte Poço da Cruz); um stock granítico (Granito Flores), diques de diabásio (magmatismo Ceará-Mirim) e Formação Açu (Figura 3.1) O Complexo Gnáissico-migmatítico Esta unidade compreende o embasamento da área, perfazendo mais de 50% da mesma, apresenta-se essencialmente como gnaisses bandados (bandas tonalíticas e graníticas/granodioríticas), com bandas mais máficas subordinadas sill e/ou diques máficos, usualmente milonitizados e com feições migmatíticas diversas. Vênulas de quartzo e veios pegmatíticos são comuns, bem como padrões de dobramentos fechados (dobras isoclinais) evidenciando retrabalhamento em eventos deformacionais posteriores (Figura 3.2). Em um contexto litoestratigráfico mais amplo, esta unidade pode ser correlacionada ao Complexo Caicó (de idade paleoproterozoica) Figura Aspecto geral dos ortognaisses do embasamento com destaque para as dobras isoclinais. 11

30 GEOLOGIA LOCAL [Digite texto] 1212

31 GEOLOGIA LOCAL 3.3 Augen Gnaisse Porfirítico Esta unidade ocorre como um corpo alongado na direção NNE-SSW, intrusivo, na porção oeste da área, nos ortognaisses do embasamento. Compreende essencialmente rochas de textura grossa e de composição granítica, onde dominam augen de K-feldspatos (Figura 3.3). Mostram-se bastante deformados, exibindo padrões de dobramentos diversos e uma forte foliação milonítica decorrente da atuação de zona de cisalhamento que o afetaram. Num contexto regional esta unidade pode ser correlacionada aos augen-gnaisses da suíte Poço da Cruz (Angelim et al., 2006). Figura Augen gnaisses (Suíte Poço da Cruz). A) Detalhe da textura porfirítica da rocha caracterizada pelos fenocristais de K-feldspatos; B) Aspecto geral da rocha utilizada como granito ornamental. 3.4 O Granito Flores O granito Flores é um stock de aproximadamente 8 Km 2, subcircular na direção NW-SE, intrusivo nas unidades paleoproterozoicas, supracitadas, seccionando a foliação regional NNE-SSW. Em imagens de satélites e fotografias áreas o stock é facilmente reconhecível exibindo uma forma subcircular (Figura 3.4). Sua morfologia em campo é ressaltada por extensos paredões constituídos por conjunto de matacões, os quais compõem as bordas do stock. Observa-se rochas de composição granítica, textura fina a média, homogênea e de coloração acinzentada a rosada. Através do trabalho de campo e com auxílio de imagens de satélite foi possível e a separação do stock em duas fácies texturais distintas, sendo elas: Flores Tipo I (predominante) e Flores Tipo II (subordinada). Diques pegmatíticos de espessuras variáveis cortam indistintamente ambas as fácies. 13

32 GEOLOGIA LOCAL A fácies Flores Tipo I é prontamente distinguida, visto que esta compõe a maior parte do stock, sendo constituída por um conjunto de matacões que caracterizam e destacam o stock Flores do relevo em seu entorno em cerca de 50 m, as rochas exibem textura média e coloração rosada (Figura 3.5A). A fácies Flores Tipo II ocorre localizada na porção S/SE do corpo sendo caracterizada por uma região arrasada, (claramente identificável em imagens de satélites) na qual predominam rochas de textura fina com coloração acinzentada a rosada (Figura 3.5B). 14

33 GEOLOGIA LOCAL 15

34 GEOLOGIA LOCAL O stock exibe diversos enclaves máficos, concentrados principalmente na fácies Flores Tipo II. Além dos enclaves máficos dioríticos é comum a presença de feições de mixing e mingling magmáticos (Figura 3.6), feições estas ligadas diretamente a produção de rochas híbridas (Barbarin, 2005). A ocorrência localizada das rochas da fácies Flores Tipo II sempre associadas a enclaves máficos e feições de mixing e mingling são parâmetros indicativos que, em parte, essas rochas são produtos de hibridização. Dessa maneira a fácies subordinada do Flores seria resultado de processos de hibridização que atuaram durante a ascensão e colocação do stock. Isto posto, os processos erosionais atuantes no corpo foram mais efetivos nessa fáceis, devido ao maior número de material máfico presente (os enclaves), resultando na porção marcadamente arrasada do stock Flores. Outro enclave máfico, de particular interesse nesse granito, são os schlieren elipsoidais, estes se apresentam com um núcleo máfico circundado por um ou mais anéis concêntricos (Figura 3.7). Através de estruturas como essas é possível obter uma série de informações sobre fluxo de magma que contribuem para a compreensão das dinâmicas 16

35 GEOLOGIA LOCAL internas da câmara. Feições indicativas dessas dinâmicas raramente são observadas em granitos evoluídos, desse modo os schlieren em granitos vêm sendo objeto de intenso debate por vários pesquisadores. Dentre os vários modelos que explicam a gênese dos schlieren (Smith, 1975; Barreière, 1976, 1981; Irvine, 1980; Barbarin, 2005; Barbey, 2009; Farner, 2013) destaca-se, neste trabalho, o modelo proposto por Weinberg et al. (2001). Para este autor os schlieren elipsoidais são formados por convecção magmática em função da desestabilização térmica causada por plumas termais (Figura 3.8A), estas por sua vez, surgem em função das diferentes densidades entre dois ou mais fluidos (Wilson, 1963; Griffiths, 1986; Campell et al., 1989; Weinberg et al., 2001). Figura 3.7 Estruturas de schlieren elipsoidais indicando processos de convecção magmática na câmara. (A e B) Schlieren elipsoidais exibindo um núcleo máfico circundado por um ou mais com anéis concêntricos fechados- Af. VF-52; (C e D) Corte dos schlieren elipsoidais não exibindo o núcleo máfico - Af. VF

36 GEOLOGIA LOCAL Figura 3.8 Modelo para a gênese dos schlieren elipsoidais. A) Modelo de convecção magmática causada por pluma magmática (Weinberg et al., 2001). B) Bloco diagrama idealizado a partir da Figura A para as estruturas elipsoidais do corpo Flores (este trabalho). De acordo com o exposto o presente trabalho traz como propositura para a gênese dos schlieren elipsoidais do stock Flores um processo de desestabilização térmica que evolui para um fluxo magmático diferenciado (pluma termal) culminando em um processo convectivo dentro da câmara (Figura 3.8B). Por sua vez, para explicar o fator desencadeante dessa pluma térmica são sugeridas três hipóteses, similares às propostas por Weinberg et al. (2001) para o plutão Tavares pertencente à mesma unidade geotectônica (Província Borborema): 1- Uma série de magmas graníticos quentes liberados diretamente da fonte, ou; 2- Uma série de magmas graníticos aquecidos por uma intrusão magmática diorítica, ou; 3- Assimilação de enclaves máficos; Não foram encontradas evidências diretas das duas primeiras hipóteses evidenciando-se, portanto a terceira, levando em consideração que as fácies Flores Tipo II encerra vários enclaves máficos, estes podem ter sido a fonte do provimento de calor necessário para causar substâncias diferenças de densidades na câmara dando origem as plumas. Apesar do pequeno tamanho do granito Flores, este mostra várias estruturas que demonstram o caráter dinâmico dos fluxos magmáticos dentro das câmaras evidenciando 18

37 GEOLOGIA LOCAL que a ideia de homogeneidade durante a cristalização é aparente. Isso ocorre porque o registro desses processos é, frequentemente, apagado por outros posteriores durante a evolução do granito. Observa-se ainda uma tectônica frágil, bem desenvolvida, com a presença de padrões de fraturas bem marcados, notadamente nas direções N-NW e N-NE. A presença de xenólitos do complexo de embasamento (unidade gnáissica-migmatítica), e mesmo dos augen gnaisses, juntamente com a ausência de deformações dúcteis evidenciam um caráter tardi a pós-tectônico para o granito. As datações feitas para o stock Flores corroboram esse caráter tardi a pós-tectônico dentro da Província Borborema. Dantas et al. em 2005 dataram o stock Flores em 450± 5 Ma (Ordoviciano) pelo método U-Pb em zircões. Morais Neto (2009) utilizando o método 40 Ar/ 39 Ar datou o fechamento da biotita em 504± 4 Ma, sendo esta compatível com a idade de 553±4 Ma (Ediacarano) obtida mais recentemente por Souza et al. (2015) através do método U-Pb em zircões (Laser Ablation) Coberturas sedimentares e magmatismo básico Cenozoicos Na porção NW da área ocorrem coberturas sedimentares da Formação Açu que consistem, predominantemente, em arenitos fluviais. Na borda S do stock ocorre diques de diabásio, de textura muito fina a microcristalina e de cor preta. Estes possuem direção preferencial 095º Az (E-W) e espessuras variando entre 15 e 30 cm. As características petrográficas e o modo de ocorrência indicam que o dique pertence ao magmatismo Ceará- Mirim, considerado contemporâneo à instalação do rifte da Bacia Potiguar, e que possui idade 40 Ar- 39 Ar em torno de 130 milhões de anos (Silveira, 2006). 19

38 Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do stock Flores (RN) PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES

39 PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES 4. PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES 4.1 Comentários Iniciais Para a análise petrográfica do stock granítico Flores foram descritas, em microscópio petrográfico Leica DMLP, treze lâminas delgadas (destas sete são referentes ao fácies Flores Tipo I e cinco ao fácies Flores Tipo II, localizado na porção sul do plutão, e uma amostra de mistura granito+enclave máfico) confeccionadas durante a realização deste trabalho. Para o cálculo das porcentagens modais das lâminas descritas, foi realizada a contagem de mil pontos por lâmina com o auxílio do dispositivo charriot, acoplado ao microscópio, e do programa de identificação de rochas Hardledge. Foram identificadas e descritas as paragêneses félsica e máfica primárias das rochas, bem como seus produtos de alteração e, ainda, microtexturas indicativas de processos evolutivos do magma. Para a classificação e nomenclatura das rochas, foi utilizada a terminologia proposta pela IUGS (Streckeisen, 1976). 4.2 Composições Modais e Classificação As rochas dominantes do stock Flores são isotrópicas, equigranulares, predominantemente hololeucocráticas, sem foliação e com granulometria fina a média. A mineralogia de ambas as fácies é similar e com pouca variação modal (excetuando a amostra VF-52B representativa de uma porção de mistura granito+enclave máfico), sendo a paragênese essencial composta por quartzo, K-feldspato e plagioclásio, que usualmente somam mais de 90% modal. Biotita é o máfico principal, ocorrendo ainda, titanita, allanita, apatita, zircão, opacos e fluorita, e, como minerais secundários, clorita, epídoto granular, mica branca e carbonato, estes relacionados a fluídos em estágio subsolidus. De acordo com a composição modal (Tabela 4.1) com valores de quartzo, K-feldspato e plagioclásio (recalculados para 100%) e utilizando-se os diagramas Q-A-P e Q-(A+P)-M (Streckeisen, 1976; Le Maitre 2002) as rochas do stock granito Flores são principalmente monzogranitos hololeucocráticos (Figura 4.1), a exceção da VF-52B que é leucocrática (M>10%). 20

40 PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES Tabela Composição modal das rochas que compõem o stock Flores. Q=Quartzo, A=Feldspato alcalino, P=Plagioclásio. Rochas Flores Tipo I Flores Tipo II Híbrida Amostra (%) VF-04A VF-05 VF-16 VF-30B VF-30D VF-31 VF-42 VF-13B VF-19 VF-27 VF-30A VF-54 VF-52B Quartzo 27,7 29,0 35,6 31,9 35,8 27,9 31,9 33,6 30,6 33,3 33,2 32,5 29,6 Plagioclásio 34,4 28,6 31,0 31,8 28,8 33,4 32,5 32,9 30,5 30,9 30,0 34,4 28,2 K-Feldspato 33,3 36,6 26,7 33,3 31,1 34,7 30,8 30,7 32,1 32,9 32,6 28,5 27,7 Biotita 3,2 4,7 4,0 2,4 3,9 3,1 4,4 1,5 4,4 1,1 3,5 4,5 10,5 Titanita Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr 0,2 Tr Tr Tr Tr Alanita Tr Tr Tr Tr Tr 0,4-0,2 0,4 0,2 Tr Tr Tr Apatita Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Opacos 0,5 0,4 1,0 0,2 0,2 0,2-0,7 0,7 0,2 Tr 0,1 1,8 Zircão Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr 0,2 Fluorita Tr ,0 Clorita Tr Tr 0,1 0,1-0,2 - Tr 0,3 0,4 0,3 Tr Tr Muscovita 0,9 0,7 1,6 0,3 0,2 0,1 0,4-0,8 1,0 0,4 Tr Tr Total 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Q 29,0 30,8 38,2 32,9 37,4 29,1 33,5 34,6 32,8 34,3 34,6 34,0 34,6 A 34,9 30,4 28,6 34,3 32,5 36,1 32,3 31,6 34,4 33,8 34,0 32,0 32,4 P 36,1 30,3 33,2 32,8 30,1 34,7 34,1 33,8 32,7 31,8 31,3 34,0 33,0 Máficos 3,7 5,1 5,0 2,6 4,1 3,7 4,4 2,8 5,7 1,5 3,5 4,6 12,5 A+P 67,6 65,2 63,6 65,1 59,9 68,1 63,3 63,9 62,6 63,8 63,0 62,9 55,9 Figura 4.1- Classificação das rochas plutônicas estudadas com base nos diagramas QA+PM e QAP (Streckeisen, 1976; Le Maitre, 2002). 21

41 PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES 4.3 Paragêneses Minerais do Granito Flores Considerando a similaridade mineralógica entre as duas fácies do stock a descrição petrográfica é feita em conjunto, tanto para a paragênese félsica como para a máfica, e quando necessário algum aspecto textural peculiar será destacado Paragênese Félsica Os cristais de plagioclásio apresentam-se subédricos a euédricos com forma retangular alcançado até 5,0 mm de comprimento desenvolvem contatos curvos e retos com quartzo, microclina, biotita e opacos. Alguns cristais apresentam zonação e/ou maclas polissiténticas, bem definidas, sendo a maioria, do tipo albita. Comumente apresentam processos de alteração, tipo saussuritização (Figura 4.2A), gerando minerais secundários (epídoto, carbonato e mica branca) além de inclusões de biotita, zircão e apatita. São observadas texturas synneusis (colamento de cristais), e mirmequitícas (Figura 4.2B), principalmente do tipo bulbosa, esta desenvolvida no contato com a microclina. Através de análise química por microssonda eletrônica (Galindo et al, 2012) a composição dos plagioclásios foi determinada como oligoclásio sódico com An12-13%. O K-feldspato ocorre como cristais anedricos a subédricos, frequentemente exibindo o padrão de macla tartan (Figura 4.2C), alcança dimensões de até 6 mm exibindo contatos retos, e curvos com plagioclásio e quartzo. É possível observar textura pertítica (tipos fios e filetes; Figura 4.2D) e, localmente, granofírica (Figura 4.2E). Inclusões de plagioclásio (Figura 4.2C), quartzo, apatita, biotita, titanita e opacos são comuns. O quartzo ocorre em cristais anédricos alcançando dimensões de até 6 mm, exibem no geral contatos curvos a irregulares com plagioclásio e K-feldspato. Ocorrem cristais vermiculares e goticulares associados às texturas mirmequíticas e granofíricas. Comumente, possui extinção ondulante e fraturamento de cristais indicando ação de evento rúptil pós-cristalização. 22

42 PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES 23

43 PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES Paragênese Máfica A biotita é o máfico principal e presente em todas as lâminas, mostra pleocroísmo em tons de marrom e verde, hábito placóide, subédrica, com tamanhos de 0,2 a 2,0 mm. Os contatos são retos a irregulares com k-feldspato, plagioclásio e quartzo. É comum o processo de cloritização dos grãos bem como inclusões de opacos e zircão (Figura 4.3A). Análises químicas por microssonda eletrônica revela composições enriquecidas na molécula de annita com razões Fe/(Fe+Mg) sempre maiores do que 0,7 e Al IV <2,4 (Galindo et al., 2012). Os minerais opacos (primários) são euédricos a subédricos atingindo até 0,2 mm (Figura 4.3A) ou anédricos, derivados da desestabilização de biotita para clorita. A titanita ocorre como cristais euédricos a subedricos usualmente losângulares de cor marrom pálida, e dimensões de 0,3 até 1,00 mm. Desenvolve contatos retos a irregulares com quartzo e feldspatos. A allanita se apresenta como cristais subédricos zonados, com cor amarela acastanhada com dimensão de 0,4 mm a 1,0 mm, e por vezes exibe processos avançados de metamictização (Figura 4.3B). A apatita aparece como pequenos cristais incolores, euédricos a subédricos, acicular/globular inclusos em quartzo e plagioclásio. O zircão ocorre como cristais euédricos a subédricos, prismáticos, inferiores a 0,6 mm, sendo usualmente inclusos em plagioclásio e biotita. A fluorita é comumente subédrica/anédrica, incolor a levemente lilás, ocorrendo como cristais intersticiais (Figura 4.3C). Este mineral é observado principalmente na lâmina VF-52B (mistura granito+enclave). Muscovita e clorita ocorrem essencialmente como produtos de alteração/desestabilização da biotita, revelando-se, por vezes, verdadeiros pseudomorfos (substituição total da biotita). Associada à cloritização, ocorre o desenvolvimento de finos minerais opacos ao longo dos planos de clivagens da biotita. Por sua vez, carbonato, epídoto e mica branca ocorrem como produto de alteração/desestabilização do plagioclásio, preenchendo fraturas ou no interior dos grãos. 24

44 PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES 4.4 Considerações Acerca das Paragêneses e Texturas As relações mineralógicas e as texturas observadas durante as descrições das secções delgadas são indicativas de alguns dos processos magmáticos que ocorrem no decorrer da cristalização. A ocorrência de cristais zonados de allanita e plagioclásio sugerem que a cristalização fracionada foi o processo dominante na evolução desse magma. A presença de cristais precoces de titanita+magnetita+quartzo, em equilíbrio, é indicativa de fo2 de moderada a alta próximo ao tampão a QFM (quartzo/falialita/magnetita) definido por Wones (1989). A cristalização da biotita (mineral hidratado) ainda em uma etapa precoce da diferenciação magmática é indicativa de que o magma gerador do stock Flores era subsaturado em água. A alta fh2o é corroborada pela presença de texturas pertíticas e mirmequíticas, visto que essas são recorrentes em sistemas graníticos hidratados (Winter, 2001). Estas mesmas texturas com destaque para a mirmequítica são indicativas da ocorrência de uma fase fluída aquosa tardia atuante no sistema (Yuguchi e Nishiyama, 2007). A existência de fluorita assinala uma presença 25

45 PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES importante de voláteis no estágio subsolidus, sendo este mineral relativamente comum em granitos tipo-a (Collins et al., 1982; Pitcher, 1983; Costi, 2002; Kaur et al., 2012). 4.5 Sequência de Cristalização Com base em critérios petrográficos tais como relações de inclusão, tipos de contatos e morfologia dos cristais foi proposta uma sequência de cristalização para a assembleia mineral do stock Flores (Figura 4.4). No estágio magmático as primeiras fases a cristalizarem foram por zircão, apatita e allanita, na sequência há a cristalização de titanita e opacos primários, em seguida há a cristalização de uma fase hidratada sugerindo aumento da fh2o representada pela biotita, seguida pela cristalização do plagioclásio de composição oligoclásica sódica(an12-13%). O K- feldspato e o quartzo cristalizam-se juntamente com o plagioclásio formando a matriz da rocha. O estágio tardi-magmático é marcado pela desestabilização da biotita para clorita, muscovita e minerais opacos, do plagioclásio para saussurita e carbonatos, bem como a cristalização tardia da fluorita. Estas alterações podem estar associadas a efeitos de fluidos hidrotermais tardi-magmáticos, onde a temperatura é abaixo da curva do solidus. Figura 4.4 Sequência de cristalização da assembleia mineral do stock Flores 26

46 Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do stock Flores (RN) LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES

47 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES 5.1 Caracterização Litogeoquímica 5. LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES Para o estudo geoquímico do stock granítico Flores foram analisadas quinze amostras pelo laboratório ACME-Analytical Laboratorie LTDA. Foram quantificados os elementos maiores (método de Espectrometria de Emissão Atômica com Plasma Acoplado Indutivamente ICP-OES), traços e terras raras (método Espectrometria de Massas com Plasma Acoplado Indutivamente ICP-MS). Para complementar a caracterização geoquímica foi calculada os parâmetros normativos CIPW para as amostras (Tabela 5.1). As análises dos elementos maiores do monzogranito Flores mostram valores altos em SiO2 ( %), além do empobrecimento em MgO (0,10 a 0,50%), CaO (0,64 a 1,32%), Fe2O3 (1,30 a 2,26%) e TiO2 (0,13 a 0,42%) que refletem o caráter leucocrático dessas rochas com baixos teores de máficos (< 6%). O cálculo da norma CIPW corrobora o caráter silicoso das rochas apresentando quantidades de quartzo normativo da ordem de 27 33, compatíveis com os valores modais para este mineral (27,7 a 35,8%). Os teores elevados de Al2O3 (12,99-13,93%), Na2O (2,80-3,57%), K2O (4,95-6,03%) evidenciam a alta proporção modal dos feldspatos ( 60%), característica das rochas graníticas. 5.2 Elementos Maiores e Traços Diagramas do tipo Harker foram construídos usando SiO2 como índice de diferenciação. Estes diagramas permitem analisar o comportamento dos elementos ao longo da evolução magmática. Nos gráficos de elementos maiores (Figura 5.1) observou-se correlações negativas para Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, K2O, TiO2 e P2O5 explicadas pelo fracionamento de biotita, titanita, allanita, apatita, minerais opacos, plagioclásio e K- feldspato durante a evolução dessas rochas. O Na2O exibiu dispersão. Dentre os gráficos construídos para os elementos traços (Figura 5.2) somente o Zr apresentou correlação negativa relacionada ao fracionamento magmático precoce de zircão. Para os demais elementos (Ba, Rb, Sr, Nb e Y) as amostras exibiram dispersão. 27

48 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES Tabela 5.1- Composição química para as rochas do stock Flores (A) Elementos maiores em % em peso; (B) Elementos traços em ppm; (C) minerais normativos CIPW em % peso. A. Elementos maiores em % peso FÁCIES FLORES TIPO I FLORES TIPO II Óxidos VF-04A SF-26 SF-03 SF-38 SF-25 VF-05 VF-31 VF-30B SF-40 VF-30D VF-19 VF-27 VF-13B VF-30A VF-25 SiO2 71,52 72,15 72,73 72,74 73,06 73,30 73,60 73,80 74,12 74,63 71,43 73,59 74,43 74,52 74,87 Al2O3 13,72 13,79 13,60 13,73 13,38 13,52 13,54 13,54 13,15 13,37 13,93 13,42 12,99 13,16 13,37 Fe2O3 2,15 2,16 2,14 1,68 2,05 1,75 1,74 1,40 1,55 1,38 2,26 1,38 1,67 1,39 1,30 MnO 0,03 0,03 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 0,03 0,05 MgO 0,27 0,28 0,25 0,17 0,23 0,19 0,19 0,12 0,14 0,17 0,50 0,15 0,10 0,17 0,13 CaO 1,32 1,04 1,01 1,16 0,94 0,96 0,94 0,82 0,92 0,86 1,32 0,97 1,11 0,85 0,64 Na2O 3,30 3,33 3,32 3,32 3,25 3,34 3,40 3,45 3,42 3,57 2,80 3,22 3,31 3,37 3,19 K2O 5,69 5,75 5,37 5,68 5,50 5,44 5,47 5,22 4,96 5,00 6,03 5,86 4,95 5,12 5,54 Ti2O 0,42 0,31 0,27 0,20 0,24 0,19 0,20 0,13 0,16 0,13 0,28 0,13 0,22 0,14 0,13 P2O5 0,06 0,07 0,06 0,03 0,06 0,04 0,05 0,03 0,02 0,03 0,07 0,02 0,02 0,03 0,02 PF 1,30 0,70 0,90 0,90 0,90 1,10 0,70 1,40 1,20 0,70 1,10 1,10 1,00 1,10 0,60 Total 99,81 99,61 99,69 99,65 99,64 99,88 99,87 99,91 99,67 99,91 99,72 99,90 99,85 99,90 99,87 Na2O+K2O 8,99 9,08 8,69 9,00 8,75 8,78 8,87 8,67 8,38 8,57 8,83 9,08 8,26 8,49 8,73 K2O/Na2O 1,72 1,73 1,62 1,71 1,69 1,63 1,61 1,51 1,45 1,40 2,15 1,82 1,50 1,52 1,74 A/(NK) 1,18 1,18 1,21 1,18 1,18 1,19 1,18 1,20 1,20 1,18 1,25 1,15 1,20 1,19 1,19 A/(CNK) 0,98 1,01 1,04 1,00 1,03 1,03 1,02 1,06 1,04 1,04 1,03 1,00 1,01 1,04 1,08 M= Na+K+Ca...Al*Si 1,50 1,44 1,40 1,45 1,40 1,40 1,40 1,35 1,37 1,36 1,43 1,43 1,40 1,36 1,31 B. Elementos Traços em ppm Rb , Ba , Sr , Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN) 28

49 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES continuação FÁCIES FLORES TIPO I FLORES TIPO II Traços VF-04A SF-26 SF-03 SF-38 SF-25 VF-05 VF-31 VF-30B SF-40 VF-30D VF-19 VF-27 VF-13B VF-30A VF-25 Zr Ni Y Nb Ta Th Hf Sm Ce+Y+Nb+Zr *Ga/Al 3,65 3,13 3,48 3,20 3,30 3,48 3,17 3,26 3,55 3,47 2,58 3,15 3,41 3,51 3,37 T ( o C) sat. Zr 842,1 839, ,5 835,7 811, ,1 795,5 756,9 834,6 713,5 710,2 766,7 777,6 C. Minerais Normativos (CIPW) em % em peso Quartzo 27,56 28,32 30,50 29,03 30,92 30,82 30,73 31,90 33,12 32,78 28,69 30,18 33,76 33,33 33,60 Coríndon 0,00 0,36 0,63 0,08 0,51 0,49 0,44 0,79 0,53 0,59 0,56 0,06 0,21 0,6 1,01 Ortoclásio 33,63 33,98 31,73 33,57 32,50 32,15 32,33 30,85 29,31 29,59 35,63 34,63 29,25 30,26 32,74 Albita 27,92 28,17 28,09 28,09 27,50 28,26 28,77 29,19 28,94 30,21 23,69 27,24 28,01 28,512 26,99 Anortita 5,82 4,70 4,62 5,56 4,27 4,50 4,34 3,87 4,43 4,07 6,09 4,68 5,38 4,02 3,04 Hiperstênio 0,67 0,70 0,62 0,42 0,57 0,47 0,47 0,30 0,35 0,42 1,24 0,37 0,25 0,42 0,32 Ilmenita 0,06 0,20 0,09 0,08 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,04 0,04 0,06 0,10 Hematita 2,15 2,16 2,14 1,68 2,05 1,75 1,74 1,40 1,55 1,38 2,26 1,38 1,67 1,39 1,30 Titanita 0,24 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Rutilo 0,29 0,20 0,22 0,15 0,21 0,16 1,67 0,10 0,13 0,10 0,25 0,11 0,20 0,11 0,07 Apatita 0,14 0,17 0,14 0,07 0,14 0,09 0,12 0,07 0,05 0,07 0,17 0,05 0,05 0,07 0,47 Soma 98,48 98,98 98,79 98,75 98,74 98,76 99,16 98,54 98,47 99,27 98,65 98,74 98,82 98,77 99,24 Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN) 29

50 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES Figura 5.1- Diagramas tipo Harker exibindo predominantemente tendência de correlação negativa para os elementos maiores com exceção do Na 2O que apresenta dispersão dos dados. 30

51 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES Figura 5.2 Diagramas tipo Harker para elementos traços (ppm) exibindo dispersão para as mostras com exceção do Zr que exibe correlação negativa (compatível). 31

52 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES 5.3 Diagramas de ETR e Multielementos Análises de elementos terras raras (ETR) das quinze amostras do stock Flores encontram-se na tabela 5.2 e os respectivos espectros plotados na Figura 5.3A, os dados foram normalizados em relação ao condrito de Evensen et al. (1978). Para os ETR s o Flores possui um conteúdo total entre 122,6ppm e 554,5ppm com espectros subpararelos entre si, sugerindo cogeneticidade entre as amostras as duas fácies. O espectro do diagrama de ERTs (Figura 5.3A) exibe um moderado grau de enriquecimento de ETRL em relação aos ETRP com razões La N /Yb N entre 4,59% 30,85%. Esse enriquecimento relativo, característico de rochas crustais, ocorre devido à incorporação dos ETR de maiores raios iônicos na fração líquida, distribuindo os ETRs dominantemente nos minerais acessórios (Figueiredo, 1985). Neste caso, o empobrecimento em ETRP sugere que tais elementos foram incorporados ao zircão durante o fracionamento do stock. O perfil de curva exposto no diagrama exibe uma inclinação moderada para os ETRL (razões La N /Sm N entre 3,41 7,22) e uma inclinação suavizada/horizontalizada para os ETRP (razões Gd N /Yb N entre 0,97 2,46), assemelhando-se ao padrão andorinha característico dos granitos tipo-a. Outro fator em destaque é a marcante anomalia negativa de európio (Eu/Eu*entre 0,24-0,55) indicativa do fracionamento dos feldspatos durante a evolução magmática. Para a análise do comportamento conjunto de elementos maiores/menores (K, P e Ti) e traços e ERTs (Ba, Rb, Th, Nb, Ta, Sr, Zr, Hf e Y; La, Ce, Nd, Sm, Tb, Tm e Yb) foi utilizado diagramas multielementos do tipo spidergrams normalizados segundo o condrito de Thompson (1982). O espectro do diagrama (Figura 5.3B) exibe um enriquecimento em relação ao condrito com anomalias negativas para Nb, Sr, P, Ti, sugerindo fracionamento precoce de plagioclásio, apatita e titanita, e fonte dominantemente crustal para o caso do Nb. O padrão espectral geral da curva com inclinação negativa Ba-Yb sugere que o fracionamento magmático não sofreu mudanças significativas de condições de cristalização durante sua evolução. Aqui novamente é sugestiva a cogeneticidade entre as amostras a duas fácies do stock. 32

53 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES Tabela Análise de elementos terras raras para as amostras do stock Flores. Fácies FLORES TIPO I FLORES TIPO II Amostras VF-04A SF-26 SF-03 SF-38 SF-25 VF-05 VF-31 VF-30B SF-40 VF-30D VF-19 VF-27 VF-13B VF-30A VF-25 La 88,5 81,9 88,9 61,8 91,6 70,3 65,7 46,0 50,4 37,4 144,7 25,7 119,0 41,9 76,4 Ce 167,6 151,3 164,9 120,1 175,9 132,2 124,9 83,4 100,5 71,7 253,5 49,3 236,6 79,0 120,5 Pr 19,4 18,1 19,0 13,1 19,7 14,4 13,9 9,9 11,6 8,7 26,0 5,7 27,4 10,0 16,8 Nd 71,0 62,9 62,5 46,4 66,3 50,3 48,2 33,7 39,1 31,8 82,6 20,7 96,1 36,3 61,2 Sm 16,3 12,3 10,8 8,1 10,7 8,8 8,5 6,4 7,8 6,4 12,6 4,2 19,3 7,7 12,6 Eu 1,4 1,1 1,0 0,7 0,9 0,8 0,8 0,6 0,7 0,6 1,3 0,7 1,5 0,6 1,0 Gd 16,4 11,4 9,8 7,2 7,2 7,5 7,2 5,6 6,5 6,6 9,6 4,1 16,7 7,3 12,4 Tb 2,8 1,8 1,4 1,2 1,1 1,2 1,1 0,8 1,1 1,1 1,3 0,7 2,7 1,3 1,9 Dy 15,8 11,0 8,7 7,2 5,9 6,4 6,4 5,0 6,6 7,0 6,9 4,3 14,9 7,6 10,6 Ho 3,1 2,1 1,7 1,4 1,1 1,2 1,3 1,0 1,4 1,4 1,3 0,9 2,9 1,6 2,2 Er 8,8 5,7 4,8 4,1 3,5 3,8 3,8 3,0 4,3 4,5 3,4 2,6 8,1 5,1 6,0 Tm 1,2 0,8 0,7 0,5 0,5 0,6 0,6 0,5 0,7 0,7 0,5 0,4 1,1 0,8 0,8 Yb 7,6 5,9 5,2 4,1 3,9 4,2 4,1 3,2 5,2 5,5 3,2 2,8 7,1 6,0 5,6 Lu 1,1 0,7 0,7 0,5 0,5 0,7 0,6 0,5 0,8 0,9 0,4 0,4 1,0 1,0 0,9 ΣETR 421,0 367,0 380,1 276,4 388,7 302,4 287,1 199,8 236,8 184,5 547,4 122,6 554,5 206,1 329,1 (La/Yb) N 7,8 9,4 11,6 10,1 15,8 11,4 10,7 9,6 6,5 4,6 30,8 6,1 11,4 4,7 9,1 Eu/Eu* 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,4 0,5 0,2 0,2 0,2 (La/Sm) N 3,4 4,2 5,2 4,8 5,4 5,0 4,9 4,5 4,0 3,6 7,2 3,9 3,9 3,4 3,8 (Gd/Yb) N 1,7 1,6 1,5 1,4 1,5 1,4 1,4 1,4 1,0 1,0 2,5 1,2 1,9 1,0 1,7 Eu/Eu*: (Eu N /[(Sm N + Gd N )/2]. 33

54 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES Figura Diagramas de diferentes elementos terras raras e traços, para as rochas do stock Flores. Fácies Flores tipo-i (Linhas laranjas); Fácies Flores tipo-ii (Linhas azuis) A - Espectro de ETR com valores normalizados em relação ao condrito de Evensen et al. (1978). B - Espectro de multielementos com valores normalizados em relação ao condrito de Thompson (1982). 34

55 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES 5.4 O Stock Flores no Contexto de Séries Magmáticas Saturação em Alumina A utilização do índice de saturação em alumina, em sua forma modificada por Maniar e Piccoli (1989; Figura 5.4), mostra que as rochas do stock granítico Flores exibem caráter essencialmente peraluminoso, quase sempre com coríndon normativo (Tabela 5.1). Este caráter peraluminoso das amostras reflete às baixas concentrações de CaO (0,64%- 1,32%) e não necessariamente altas concentrações de Al2O3 (12,99%13,93%) das rochas do stock. Figura Classificação das amostras do stock Flores segundo o índice de Shand (Maniar & Piccoli, 1989) Discriminantes de Séries Magmáticas A caracterização da série/associação magmática a qual as rochas do stock Flores estão relacionadas foi feita a partir de variados diagramas discriminantes binários, tanto aqueles que definem trends quanto os que definem campos (Figura 5.5). No diagrama TAS (total de álcalis versus sílica; Lameyre, 1987), que define campos e tendências de séries graníticas, as amostras do stock Flores distribuem-se entre as linhas de tendência monzonítica e alcalina (5A). Este diagrama também agrega a 35

56 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES delimitação dos campos alcalino e subalcalino, definidos por Myahisro (1978), no qual as amostras do Flores plotam no campo alcalino. No diagrama R1=4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti) versus R2=6Ca+2Mg+Al (De La Roche et al.,1980), as amostras distribuem dentro do campo alcalino (Figura 5.5B). No diagrama que relaciona a sílica com a razão K2O/MgO (em base logarítmica), proposto por Rogers e Greenberg (1981), as amostras do Flores novamente posicionam-se no campo alcalino (Figura 5.5C). O índice de alcalinidade (Wright,1969) também é utilizado para separar rochas calcioalcalinas, alcalina e peralcalinas. Para a utilização do diagrama observou-se a ressalva no uso da equação para rochas que tem a razão K2O/Na2O de 1 a 2,5, nesse caso deve-se utilizar 2Na2O no lugar do total de álcalis (K2O + Na2O) na equação original [Al2O3+CaO+(K2O+Na2O)] / [Al2O3 +CaO-(K2O+Na2O)]. As amostras do stock granítico Flores, novamente, posicionam-se no campo alcalino (Figura 5D). O diagrama proposto por Sylvester (1989) distingue granitos calcioalcalinos de alcalinos, para tal relaciona (Al2O3+CaO / FeO+Na2O+K2O) versus [100(MgO+FeO+TiO2) / SiO2], as amostras do Flores, mais uma vez, distribuem-se no campo alcalino dominantemente no subdomínio dos granitos alcalinos similares a granitos calcioalcalinos fortemente fracionados (Figura.5.5E). Segundo o autor essa caraterística provavelmente é reflexo da química calcioalcalinas das rochas fontes do magma progenitor, sendo essas rochas associadas com fusão da crosta média/inferior. No diagrama de Frost et al. (2001) que relaciona FeO T /FeO T +MgO versus SiO2 as amostras do stock Flores plotam predominantemente no campo Ferroso (Figura 5F), que segundo os autores é uma característica preponderante dos granitos tipo-a podendo ser relacionado com ambientes tectônicos pós-colisionais. Com base nos diagramas discriminantes de séries magmáticas apresentados as rochas do stock Flores mostram afinidades com granitos alcalinos, podendo por vezes ser relacionado a granitos calcioalcalinos de alto K (Lameyre, 1987). Essa certa ambiguidade acerca do caráter alcalino do granito é naturalmente elucidada atentando-se para as relações do stock e do seu embasamento, uma vez que a presumível fonte do magma progenitor são rochas crustais granodioríticas de caráter calcioalcalino potássico presentes no Complexo Caicó (Souza et al., 2007), dessa forma uma baixa taxa de fusão dessas rochas originariam magmas bastante evoluídos de assinatura alcalina (Sylvester, 1989). 36

57 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES Figura Diagramas utilizados na definição de séries magmáticas do stock granítico Flores. (A) Total de álcalis versus sílica (Lameyre, 1987), linha tracejada, delimitando campos alcalinos e subacalino, segundo Myashiro (1978); (B) R1 versus R2 (De La Roche et al.,1980); (C) Rogers e Greenberg (1981); (D) Wright (1969) com abscissas diferenciadas; (E) Sylvester (1989); (F) Frost et al. (2001). 37

58 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES Definição de Ambientes Tectônicos Para a definição de ambiente tectônico para o alojamento do stock Flores foram levadas em consideração relações de campo (critérios de intrusão), ausência de feições dúcteis, tramas magmáticas bem desenvolvidas além de rochas isotrópicas indicando um ambiente tectonicamente estável durante sua colocação. Alguns diagramas geoquímicos de ambiente tectônico foram construídos objetivando corroborar essa interpretação. No diagrama proposto por Pearce (1996) que correlaciona Rb versus (Y+Nb) as amostras plotam no campo pós-colisional (Figura 5.6A). Essa ideia é reforçada pelo diagrama ternário (Figura 5.6B) propostos por Harris et al. (1986) com os eixos Rb/30 Hf Ta*3, no qual as amostras distribuem-se predominantemente no campo tardi a póscolisional. No diagrama multielementos com assinatura para granitos pós-colisionais (Pearce et al., 1984; Figura 5.C) as amostras do stock Flores exibiram resposta com padrão semelhantes aos granitos estudos por Pearce. As respostas de ambos os diagramas para as rochas do stock Flores são condizentes com a história do granito no contexto da tectônica brasiliana/panafricana na Província Borborema, ou seja, tardi a pós-tectônico. 38

59 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES Tipologia de Granitos Uma das classificações mais populares acerca de tipologia de granitos é aquela proposta por Chappell & White (1974) que tentou diferenciar os granitos produzidos a partir de magmas com protólitos sedimentares e ígneos em granitos tipos S e I, respectivamente. Loiselle & Wones (1979) propuseram mais um tipo de granitos os tipo-a, estes relacionados a ambientes tectonicamente estáveis. Através da assembleia mineralógica e dados geoquímicos não é possível caracterizar o Flores como granito Tipo I ou S, entretanto a associação dos dados de campo (orientação do corpo discordante da foliação regional, ausência de estruturas dúcteis, entre outros) e da análise geoquímica sugerem uma caracterização de granito Tipo-A para o stock Flores. Para comprovar tal classificação utilizaram-se os critérios propostos por Nardi e Bitencourt (2009) para a definição de granitos tipo-a. Segundo esses autores os granitos tipo-a são aqueles que obedecem ao menos um dos seguintes critérios: i. Associação genética com rochas magmáticas de afinidade alcalina sódica ou ultrapotássica; ii. (NaO + K2O) e (FeOt/ FeOt+MgO) em rocha total, respectivamente igual ou maior que 9% wt e 0.9; iii. Composições peralcalinas; iv. (10 4 *Ga)/Al>2.6 e Ce+Y+Nb+Zr> 340 ppm (Whalen et al. 1987) e plotam no campo, intraplaca do diagrama (Nb+Y) versus Rb de Pearce et al. (1984). Obedecendo aos critérios ii (com poucas exceções relacionadas ao mixing produzidos por enclaves) e iv (Tabela 5.1; Figura 5.6A) o Flores é classificado como granito Tipo-A. Nardi e Bitencourt (2009) construíram diagramas para identificar os granitos Tipo-A utilizando elementos maiores FeO T /(FeO T +MgO) versus [(Na2O/62+(K2O/94]/Al2O3/102) e elementos maiores associados a menores/traços Ga/(Al2O3*0,52) versus (Zr+Y+Ce+Nb). Em ambos os diagramas aqui utilizados (Figura 5.7A; B) as amostras do Flores distribuem-se no campo de granitos tipo-a. 39

60 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES Figura Diagramas para classificação de granitos Tipo-A (Nardi e Bitencourt, 2009). (A) Eixos FeO T /(FeO T +MgO) versus [(Na 2O/62 + (K 2O/94)] / (Al 2O 3/102); (B) Eixos Ga/(Al 2O 3*0.52) versus (Zr + Y + Ce + Nb). Para a caracterização do stock Flores em granito tipo-a oxidado ou tipo-a reduzido utilizou-se conjuntamente os dados petrográficos que exibem paragênese titanita+magnetitica+quartzo (ver capítulo 4) e os diagramas propostos por Dall Agnol e Oliveira (2007) que relacionam FeO T /(FeO T +MgO) versus Al2O3 e; FeO T /(FeO T +MgO) versus Al2O3/(K2O/Na2O). Em ambos os diagramas (Figura 5.8A; B) as amostras plotam predominantemente no tipo-a oxidado, segundo os autores, esse caráter oxidante está associado com as rochas progenitoras do magma as quais são, geralmente, rochas ígneas quartzofeldspáticas de crosta inferior fundidas em condições oxidantes. Tal explicação é condizente com o contexto regional do stock Flores, conforme acima discutido no item (Discriminantes de séries magmáticas). Figura Diagramas utilizados para a classificação de granitos Tipo-A oxidados e reduzidos (Dall gnoll e Oliveira, (A) FeO T /(FeO T +MgO) versus Al 2O 3; (B) FeO T /(FeO T +MgO) vs. Al 2O 3/ (K 2O/Na 2O). 40

61 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES 5.5 Considerações Sobre Temperatura e Pressão Durante a Cristalização 5.5.1Condições de Cristalização Considerando que plagioclásio+k-feldspato+quartzo representa a assembléia félsica tardia e dominante nas rochas do Flores ( 95% modal), compondo uma paragênese similar à de haplogranitos (Bowen, 1915), utilizou-se ao componentes normativos-cipw Qz+Ab+Or (Tabela 5.1), recalculados a 100% nos diagrmas Qz-Ab-Or de Tuttle e Bowen (1958) e Luth et al. (1964) ambos corrigidos segundo Blundy e Cashman (2001), a fim de inferir a pressão e temperatura final de colocação do stock Flores. Para a pressão as amostras distribuíram-se entre 3,0 e 5,0 kbar (Figura 5.9A), e para a temperatura as amostras distribuíram-se ao longo da isoterma de 680ºC (Figura 5.9B). Figura Diagramas ternários Qz-Ab-Or com base na norma CIPW para as rochas do stock Flores. (A) Diagrama de pressão (Tuttle e Bowen, 1958) exibindo distribuição dos dados entre 3 a 5 kbar de pressão. (B) Diagrama de temperatura (Luth et al., 1964) exibindo distribuição dos dados na isoterma de 680 o. Para discutir a temperatura inicial do magma progenitor do stock Flores utilizaramse o geotermômetro P2O5 versus SiO2 (Watson e Harrison, 1984; Figura 5.10A) e o método de saturação em Zr (Watson e Harrison, 1983) através da equação DZr = {- 3,80 - [0,85(M- 1]} /T, onde DZr é a concentração de Zr (em ppm) na rocha e M é a razão catiônica de (Na+K+2Ca) /(Al*Si), no qual o parâmetro M deve estar entre 0,9 e 1,7 para líquidos ácidos (Hanchar e Watson, 2003). Com medidas de parâmetro M entre 1,31 e 1,50 (Tabela 5.1) os valores de temperaturas obtidos para o stock Flores variam de 710ºC a 842 C. Para melhor visualização das temperaturas encontradas para a saturação do zircônio utilizou-se o diagrama de Zr versus (Na+K+2Ca) /Al*Si (Watson e Harrison, 1983; Figura 5.10B). A 41

62 LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES análise de ambos os diagramas (Figura 5.10) indicam temperatura de liquidus na faixa de 800ºC a 860ºC, para os minerais primários, apatita e zircão, respectivamente, essa estimativa é coerente com as temperaturas de magmas tipo-a determinadas experimentalmente (Clemens et al., 1986; Scaillet e Pichavant, 1999). Fácies Flores Tipo-I Flores Tipo-II Figura Diagramas para obtenção de temperaturas de cristalização do magma do stock Flores. (A) Diagrama P 2O 5 versus SiO 2 (Watson e Harisson 1984) com as isotermas que refletem as temperaturas de cristalização das apatitas. (B) Diagrama Zr versus (Na+K+2Ca)/Al*Si (Watson e Harrison, 1983)com as isotermas que refletem as temperaturas de cristalização dos zircões. 42

63 Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do stock Flores (RN) CONSIDERAÇÕES FINAIS

64 CONSIDERAÇÕES FINAIS 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS O stock granítico Flores insere-se no estado do Rio Grande do Norte, geologicamente no Domínio Rio Piranhas-Seridó (NE da Província Borborema), sendo intrusivo em rochas gnáissicas paleoproterozoicas. Sua idade de 553±4 Ma (Souza et al,. 2015) e suas feições de campo o definem como um stock tardi a pós-tectônico no contexto da orogênese Brasiliana / Panafricana. As rochas do stock Flores são essencialmente monzogranitos hololeucocráticos equigranulares, com biotita como mineral máfico dominante, subordinamente ocorrem enclaves de rochas dioríticas exibindo feições de coexistência de magmas (mixing e migling), enclaves do tipo schlieren elipsoidais, além de diques de pegmatitos tardios. Os dados de campo e petrográficos evidenciam que as estruturas regionais dúcteis (zonas de cisalhamento dextrais e dobramentos) que ocorrem na área do stock não o deformaram, sendo o mesmo afetado somente por tectônica rúptil/frágil. Mesoestruturas presentes em alguns afloramentos, como schlieren elipsoidais e acamamento ígneo são indicativas de processos de desequilíbrio térmico/gravitacional durante a cristalização e evolução do magma do Flores (relacionados a plumas térmicas e/ou correntes de convecção na câmara magmática), ou seja, cristalização em equilíbrio não parece ter sido a tônica na história evolutiva do stock Flores. Os processos de carbonatação e saussuritização nos plagioclásios, identificados na petrografia, indicam a atuação de fluídos tardi-magmáticos com consideráveis conteúdos de fco2 e fh2o. Tais fluídos também podem ter colaborado para a desestabilização da biotita para clorita+opacos, podendo ainda ter contribuído para o desenvolvimento das texturas mirmequíticas, pertíticas e granofíricas, esta última típica de granitos hipoabissais. As condições de ƒo2 podem ser inferidas de moderadas a altas com base na paragênese mineral titanita+magnetita+quartzo (Wones, 1989). A presença de cristais de plagioclásio e allanita zonados sugere que cristalização fracionada foi o processo dominante na evolução do magma do granito Flores. Apesar do caráter muito evoluído das rochas do Flores (monzogranitos hololeucocráticos com SiO2 71%), o que usualmente dificulta uma melhor definição da filiação magmática de tais rochas na maioria dos diagramas discriminantes geoquímicos de 43

65 CONSIDERAÇÕES FINAIS séries/associações magmáticas, os dados geoquímicos mostram que as rochas do stock Flores são peraluminosas, com assinatura predominantemente alcalina, por vezes transicional para rochas calcioalcalina de alto potássio. Esta assinatura alcalina é refletida nível de química mineral. Análises químicas de biotita (por microssonda eletrônica) indicam também afinidade alcalina para o Flores (Galindo et al., 2012). Pelo exposto, esta assinatura alcalina para o stock Flores nos leva a classificá-lo como um granito tipo-a. Os parâmetros relativos as condições de cristalização do magma do Flores, P, T e ƒo2, foram equacionados a partir de dados mineralógicos e químicos. A temperatura indicativa de liquidus é da ordem de 800ºC (geotermômetros de apatita e zircão), e a do solidus fica em torno de 680 o C (geotermômetro do sistema Qz-Ab-Or). Já a fugacidade de oxigênio é de moderada a elevada, tanto com base em dados mineralógicos petrográficos quanto normativo-cipw, além de química mineral de biotita. Empregando-se a média das temperaturas do líquidus (800ºC), calculados neste trabalho (Tabela 5.1B), associadas com os dados de geocronológicos de 40 Ar/ 39 Ar em biotita 504± 4 Ma (Morais Neto, 2009) e U-Pb em zircões de 553±4 Ma (Souza et al., 2015) é possível calcular a taxa de resfriamento do stock Flores. Levando em consideração que a temperatura de fechamento da biotita é ~300ºC e a do zircão é ~800ºC tem-se um período de ~50Ma para resfriar 500ºC, portanto a taxa de resfriamento linear é 10ºC/Ma. Com base nas pressões de 3,0 e 5,0 kbars, estimadas a partir do sistema Qz-Ab-Or (Figura 5.9A), e uma densidade média para o stock Flores de 2,65 Kg/m³ (Maia, 2004), pode-se inferir a partir da equação P = ρ g h uma profundidade de alojamento para o stock entre 11,6 km e 19,2 km. Finalmente, em trabalhos prévios Nascimento et al. (2015) classificaram os plútons, inseridos no domínio Rio Piranhas-Seridó, em seis suítes distintas: Shoshonítica, Calcioalcalina de alto K Porfirítica, Calcioalcalina de alto K Equigranular, Calcioalcalina, Alcalina e Alcalina Charnoquítica. Dentro desse contexto o stock Flores (com base em dados prévios; Maia, 2004) foi enquadrado na suíte Calcioalcalina de alto K Equigranular, entretanto com bases nos dados aqui apresentados, as amostras do stock Flores mostraram afinidade geoquímica com rochas de séries/associações alcalinas, e como tal o stock deve ser inserido no contexto da suíte Alcalina dos referidos autores, resguardando-se as diferenças existentes entre as rochas de Flores e as da referida suíte, quais sejam: 44

66 CONSIDERAÇÕES FINAIS i. Petrográficas: as rochas da suíte Alcalina de Nascimento et al.(2015), notadamente os corpos Serra do Algodão, Serra do Boqueirão, Olho D água, Caxexa e Japi (no Domínio São José do Campestre-DJC) são granitos alcalinos stricto sensu por apresentarem clinopiroxênio alcalino (aegirina augita) e o plagioclásio é albita com An0-9%). Composicionalmente são Quartzo álcali feldspato sienito, álcali feldspato granito e sienogranitos. Já o corpo de Serra Negra do Norte, na porção sul do DPS, é representado por hornblenda-biotita monzogranitos a sienogranitos. Por seu lado, as rochas de Flores são essencialmente monzogranitos hololeucocráticos com biotita < 5% modal; ii. Geoquímica: as rochas da suíte Alcalina de Nascimento et al., (2015) são mais enriquecidas em Al2O3, Na2O, Ba e Sr, refletindo principalmente as composições albíticas dos plagioclásios, e mais empobrecidas em Rb. Os teores de K2O são mais restrito em Flores (entre 5-6%) e com mais ampla variação nos demais alcalinos (3,5-7,5%; Figura 6.1); iii. Relações de campo e Idades: os alcalinos Nascimento et al. (2015) mostram uma íntima associação com zonas de cisalhamento, caracterizando-os como corpos sintectônicos a estas estruturas relacionadas a orogenia Brasiliana / Panafricana (Nascimento, 1998; Hollanda et al., 1999; Nascimento et al., 2000), enquanto que o Flores não é afetado por zonas de cisalhamento e mostra apenas estruturas frágeis. Por conseguinte, idades entre Ma são relatadas nesta suíte alcalina mostrando o caráter sintectônico no contexto da orogenia Brasiliana / Panafricana dos mesmos, já Flores é tardi a pós-tectônico com idade de 553 Ma (Souza et al., 2015). Diante do exposto o presente trabalho sugere que o stock Flores seja reclassificado como pertencente a suíte Alcalina de Nascimento et al. (2015). 45

67 CONSIDERAÇÕES FINAIS Figura 6.1 Diagramas binários de variação para elementos maiores e menores com os campos dos granitos alcalinos (polígonos tracejados) segundo Nascimento et. al. (2015) e plote das amostras do stock Flores: (A) SiO 2 versus Al 2O 3; (B) SiO 2 versus Na 2O; (C) SiO 2 versus K 2O; (D) SiO 2 versus Ba; (E) SiO 2 versus Rb (F) SiO 2 versus Sr. 46

68 Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do stock Flores (RN) REFERÊNCIAS

69 REFERÊNCIAS 7. REFERÊNCIAS A Almeida, F.F.M., Brito Neves B.B. & Fuck R.A Brazilian structural provinces: an introduction. Earth- Science Reviews, 17: 1-29 Almeida, A.F.M.; Leonardos, O.H.& Valença, J Review on granitic rocks of Northeast South America. In: INTERNATIONAL UNION GEOLOGICAL SCIENCE SYMPOSIUM, Recife, UNESCO, p Almeida, F.F.M.; Hasuy, Y.; Brito Neves, B.B.& Fuck, R.A Províncias estruturais brasileiras. In: SIMPÓSIO DE GEOLOGIA DO NORDESTE, 8, Campina Grande. Angelim, L.A.A., Medeiros, V.C. & Nesi, J.R Programa Geologia do Brasil PGB. Projeto Geologia e Recursos Minerais do Estado do Rio Grande do Norte. Mapa geológico do Estado do Rio Grande do Norte. Escala. 1: Recife: CPRM/FAPERN, mapa color. Archanjo, C.J. & Salim, J Posição da Formação Seridó no contexto estratigráfico regional (RN-PB). In: SIMPÓSIO DE GEOLOGIA DO NORDESTE, 12, 1986., João Pessoa, Atas... João Pessoa, SBG, v.1, p B Barbarin, B Mafic magmatic enclaves and mafic rocks associated with some granitoids of the central Sierra Nevada batholith, California: nature, origin and relations with the hosts. Lithos 80: Barbey, P Layering and schlieren in granitoids: A record of interactions between magma emplacement, crystallization and deformation in growing plutons. Geologica Belgica 12: Barrière, M Flowage differentiation: limitation of the Bagnold effect to narrow intrusions. Contribution to Mineralogy and Petrology 55: Barrière, M On curved laminae, graded layers, convection currents and dynamic crystal sorting in the Ploumanac'h ( Brittany ) subalkaline granite. Contributions to Mineralogy and Petrology 77: Bowen, N. L The later stages of the evolution of the igneous rocks, Journal of Geology, 23: Brito Neves, B.B. & Pessoa, R.J.R Considerações sobre as rochas graníticas do nordeste oriental. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOLOGIA, 28, 1974 Porto Alegre, Anais...SBG, v.4, p Blundy, J.D, & Holland T.J.B Calcic amphibole equilibria and a new amphibole-plagioclase geothermometer. Contributions Mineral and Petrology, 104:

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78 REFERÊNCIAS Wright, J.B A simple alkalinity ratio and its application to quetions of nonorogenic granite gênesis. Geol. Magaz., 106: y Yuguchi, T. and Nishiyama, T Cooling process of a granitic body deduced from the extents of exsolution and deuteric sub-solidus reactions: Case study of the Okueyama granitic body, Kyushu, Japan. Lithos, 97: Sites Acessado 01/09/

79 Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do stock Flores (RN) ANEXO

80 ANEXO Anexo Artigo submetido à Revista Pesquisa em Geociências Artigo: O stock Flores: Exemplo de magmatismo granítico tipo-a no Domínio Rio Piranhas-Seridó, NE da Província Borborema The Flores stock: An example of A-type granitic magmatism on Rio Piranhas-Seridó Domain, NE Borborema Province Viviane Oliveira de SOUZA 1, Antônio Carlos GALINDO 1,2 & Fernando César ALVES DA SILVA 1,2 (1) Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica, Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Caixa Postal 1.596, CEP , Natal, RN, Brasil. vivianegeologa@gmail.com. (2) Departamento de Geologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Caixa Postal 1.596, CEP , Natal, RN, Brasil. galindo@geologia.ufrn.br, fernando@geologia.ufrn.br. RESUMO O stock granitico Flores faz parte do magmatismo que marca o final da orogênese Brasiliana, na Província Borborema (PB), sendo aqui objeto de caracterização petrográfica, geoquímica e petrológica. O stock localiza-se próximo a cidade de Afonso Bezerra, porção centro-norte do Rio Grande do Norte onde intrude rochas gnáissicas paleoproterozoicas, relacionadas ao Complexo Caicó, no Domínio Rio Piranha-Seridó, porção setentrional da PB, NE do Brasil. As rochas do stock Flores são monzogranitos equigranulares hololeucocráticos, distinguindo-se duas fácies em função de seus aspectos texturais: Tipo I, representada por rochas equigranulares média, de coloração rosada, caracterizada por aflorarem em forma de matacões; Tipo II, representada por rochas equigranulares fina, acinzentada a rosada, aflorando em região de relevo arrasado. Localmente ocorrem no Fácies Tipo II, enclaves máficos exibindo feições de coexistência de magmas (mixing e mingling), e schlieren elipsoidais estes interpretados como estruturas formadas por convecção magmática. Biotita é o máfico principal, ocorrendo ainda, titanita, allanita, apatita, zircão e opacos, e, como minerais tardios, fluorita, clorita e saussurita, estes relacionados a fluídos em estágio subsolidus. As análises geoquímicas evidenciam a natureza evoluída do stock e afinidade alcalina com teores de SiO 2 >71,0%, e Na 2O+K 2O~9,0%. Finalmente diagramas discriminantes de ambiente tectônico demonstram a tipologia de granito Tipo-A, tais dados são coerentes com a idade U-Pb 553±4 Ma encontrada para o stock o colocando dentro do contexto tardi a pós-tectônico em relação à orogênese Brasiliana/Pan-Africana na PB. Palavras Chaves: Granito alcalino, Tardi a pós-tectônico, Província Borborema

81 ANEXO ABSTRACT The Flores granitic stock is part. of the magmatism that marks the end of the Brasiliano orogeny, in the Borborema Province (BP). This word focused on the petrography, geochemical and petrological features of this stock. The studied area is located near the city of Afonso Bezerra, in the north central portion of Rio Grande do Norte, where the stock intrudes paleoproterozoic gneissic rocks related to Caicó Complex, in Rio Piranhas-Seridó Domain, septentrional portion of BP, NE Brazil. The rocks of the Flores stock are equigranular and hololeucocratic monzogranites, represented by two lithological types in terms of textures: Type I rocks are equigranular, pink in color and exhibit medium texture. Type II rocks are characterized by an equigranular, fine texture. They are gray to pink in color and outcrop in the portion with low relief of the area. Locally we can find in this type dioritic enclaves displaying magmas coexistence features (mixing and migling), and ellipsoidal schlieren formed by magmatic convection. Mineralogically, the stock is constitued by biotite as its main mafic, titanite, allanite, apatite, zircon, opaque, and as late minerals, fluorite, chlorite and saussurite, these late ones are interpreted as related to fluids in subsolidus stage. The geochemical analyzes showed the evolved nature of the stock and its alkaline affinity with SiO 2 > 71,0%, and Na 2O + K 2O ~9,0%. Finally, discriminant diagrams of tectonic environment suggest a typology of A-type granite related to a post-collisional environment, which corroborates with its U-Pb zircon ages of 553±4 Ma. Thus, the Flores stock is interpreted as had been emplaced, in a late to post-tectonic context of the Brasiliana / Pan-African orogeny in the BP. Key words: Alkaline granite, Late to post-tectonic, Borborema Province

82 ANEXO 63 1 Introdução Uma das feições mais marcante do Domínio Rio Piranhas-Seridó, nordeste da Província Borborema (Almeida et al., 1981), é o intenso magmatismo granítico de idade ediacarana a cambriana ocorrendo com diferentes composições mineralógicas e assinaturas geoquímicas, além de geometrias e tamanhos que vão desde batólitos à stocks (Nascimento et al., 2008, 2015). O stock Flores, objeto deste estudo, insere-se neste contexto. A caracterização geoquímica, associada à petrografia e dados de campo, tem sido usada para suportar interpretações de gênese e de evolução de corpos ígneos e indicar prováveis ambientes tectônicos onde se deu sua colocação. O presente trabalho tem como objetivo a caracterização geológica, petrográfica e geoquímica do stock Flores, de forma a permitir interpretações petrogenéticas que contribuam para a evolução e compreensão dos conhecimentos do plutonismo tardi a pós-orogênese Brasiliana/Panafricana na porção nordeste da Província Borborema. 2 Área, materiais e métodos 2.1 Geologia Regional A Província Borborema (PB) é uma unidade geotectônica localizada na porção extremo nordeste do Brasil, densamente afetada pela Orogênese Brasiliana, no final do Neoproterozoico (Almeida et al., 1977). Possui um embasamento arqueano a paleoproterozoico, faixas metassupracrustais dobradas e numerosos corpos plutônicos neoproterozoicos controlados por zonas de cisalhamento. Delgado et al. (2003) subdividem essa unidade em três subprovíncias: a Subprovíncia Meridional, limitada pelo lineamento Pernambuco a norte e pelo Cráton do São Francisco a sul; a Subprovíncia da Zona Transversal, limitada a norte e a sul respectivamente pelos lineamentos Patos e Pernambuco; e a Subprovíncia Setentrional posicionada a norte do lineamento Patos. Santos (1996, 2000) e Santos et al. (1999) compartimentaram a Província Borborema em domínios (ou superterrenos) e terrenos delimitados por falhas ou zonas de cisalhamento. Nesse contexto dentro da subprovíncia setentrional são caracterizados vários terrenos ou domínios geológicos separados por extensas e expressivas zonas de cisalhamento transcorrentes de cinemática destral de direção NNE-SSW, a exemplo da Zona de Cisalhamento Portalegre (ZCPa) e a Picuí João Câmara no estado do Rio Grande do Norte, sendo reconhecidas como importantes marcadores na divisão de domínios geológicos, 59

83 ANEXO delimitando os domínios Jaguaribeano, Rio Piranhas-Seridó e São José do Campestre (Figura. 1) Figura 1. Arcabouço geológico de parte da porção setentrional da Província Borborema com destaque para os domínios Rio Piranhas- Seridó e São José do Campestre, com ênfase no magmatismo Ediacarano a Cambriano (Modificado de Nascimento et al., 2015). Figure 1. Geological framework of part of the septentrional portion of the Borborema Province highlighting Rio Piranhas- Seridó Domain and São José do Campestre Domain, with emphasis on the Ediacaran to Cambrian magmatism (Modified Nascimento et al., 2015). O Domínio Rio Piranhas-Seridó, no qual situa-se o stock Flores, engloba várias associações litológicas de idade precambrianas: Complexo Caicó, constituindo o embasamento da área, composto por ortognaisses equigranulares ou augen, anfibolitos, e rochas metavulcânicas e metassedimentares (Jardim de Sá, 1994); Suíte Poço da Cruz, descrita originalmente como granitóides do tipo G2 por Jardim de Sá et al. (1981), constituída, principalmente, por augen gnaisses com porfiroclastos de feldspato; e o Grupo Seridó. (Jardim de Sá & Salim, 1980; Jardim de Sá, 1984) o qual é composto, da base para o topo, pelas formações Jucurutu, Equador e Seridó. 60

84 ANEXO Diversos corpos magmáticos de idade neoproterozoicas (dominantemente ediacaranos) intrudem os litotipos supracitados, ocorrendo com características texturais, petrográficas, geoquímicas e geocronológicas distintas. Vários foram os pesquisadores que se dedicaram a classificação dessas rochas usando desde parâmetros tectônicos (Almeida et al.,1967; Brito Neves & Pessoa, 1974; Santos & Melo, 1978), estruturais (Jardim de Sá, 1981) e geoquímicos (Sial, 1987; Galindo et al., 1997a, 1997b; Hollanda, 1998; Nascimento et al., 2000, 2008, 2015). Nascimento et al. (2015) identificaram nos domínios Rio Piranhas- Seridó e São José do Campestre seis suítes magmáticas (Figura 1) denominadas de Shoshonítica (Shos), Calcioalcalina de alto K Porfirítica (CalcKP), Calcioalcalina de alto K Equigranular (CalcKEq), Calcioalcalina (CalcAlc), Alcalina (Alc) e Alcalina Charnoquítica (AlcCh), 2.2 Geologia do Stock Flores O granito Flores é um stock de aproximadamente 8 Km 2 de área aflorante, exibindo geometria subcircular a levemente alongada na direção NW, discordante da foliação regional associada a tectônica Brasiliana/Panafricana. Ocorre intrusivo em unidades paleoproterozoicas, representadas pelos ortognaisses bandados, relacionadas ao Complexo Caicó, e augen gnaisses, relacionados à Suíte Poço da Cruz, dos quais conserva xenólitos. Não exibe evidências de tectônica dúctil, mostra e apenas um padrão de estruturas frágeis de direção NNE-SSW (Figura 2). Sua morfologia em campo é ressaltada por extensos paredões constituídos por conjunto de matacões, os quais compõem as bordas do stock. Sua idade ediacarana (553±4 Ma) foi definida por Souza et al. (2015), através do método U-Pb em zircão (laser ablation). Os trabalhos de campo, com auxílio de imagens de satélite, possibilitaram a separação de dois tipos de fácies texturais distintas no stock, ambos de natureza granítica. A fácies Tipo I (predominante) compõe a maior parte do stock, sendo constituída por um conjunto de matacões que a caracterizam e destacam o stock Flores do relevo em seu entorno. As rochas exibem textura média e coloração rosada. A fácies Tipo II ocorre de forma subordinada na porção S/SE arrasada do corpo, (claramente identificável em imagens de satélites) na qual predominam rochas de textura fina com coloração acinzentada a rosada. 61

85 ANEXO Figura 2. Mapa geológico do stock granítico Flores. Figure 2. Geological Map of Flores stock. O stock exibe diversos enclaves máficos de composição diorítica, concentrados principalmente na fácies Tipo II Feições comuns aos plutons ediacaranos da PB, tais como mixing e mingling magmáticos (Mariano & Sial, 1990; Galindo, 1993; Galindo et al., 1995; Cavalcante et al., 2014; Nascimento et al., 2015) e plutons graníticos como um todo (Zorpi et al., 1989; Vernon, 1990, 2004; Hibbard, 1995; Barbarin, 2005), são encontrados no fácies Tipo II ( Figura 3). 62

86 ANEXO Figura 3. Enclaves magmáticos do stock Flores. (A) Enclave máfico diorítico; (B) Feições de mingling e mixing magmáticos evidenciando diferentes composições magmáticas presentes na câmara do stock Flores. Figure 3. Enclaves to Flores stock. (A) Mafic enclave of diorite; (B) Features of mingling and mixing magmatic showing different magmatic compositions in chamber Flores stock. Outros tipos de enclaves máficos, de particular interesse nesse granito, são os schlieren elipsoidais, presentes no fácies Tipo II. Eles se apresentam com um núcleo máfico circundado por um ou mais anéis concêntricos (Figura 4). Este tipo de estrutura possibilita a obtenção de informações sobre fluxo de magma que por sua vez, contribuem para a compreensão da dinâmica interna da câmara magmática (ver discussão no item 4) Figura 4. Estruturas de schlieren elipsoidais. (A e B) Schlieren elipsoidais exibindo um núcleo máfico circundado por um ou mais anéis concêntricos fechados; (C e D) Seção dos schlieren elipsoidais não exibindo o núcleo máfico. 63

87 ANEXO Figure 4. Structures of the ellipsoidal schlieren. (A and B) Ellipsoidal Schlieren exhibiting an mafic core surrounded by one or more closed concentric rings; (C and D) Section of ellipsoidal schlieren not displaying the mafic core. 2.3 Materiais e Métodos Para a realização desse trabalho foram confeccionados mapas prévios a partir de imagens de Satélite (Landsat TM5; Geoeye) com tratamento de PDI nos softwares ER- Mapper e Arcgis. Foram realizadas excursões a campo com o intuito de reconhecer e mapear a área de trabalho, bem como coletar material para a realização de análises petrográficas e geoquímicas. Doze lâminas delgadas foram descritas utilizando-se microscópio ótico petrográfico Leica DMLP. Para o cálculo das porcentagens modais das lâminas descritas, foi realizada a contagem de mil pontos por lâmina com o auxílio do dispositivo charriot, acoplado ao microscópio, e do programa de identificação de rochas Hardledge. Para a classificação e nomenclatura das rochas, foi utilizada a terminologia proposta pela IUGS (Streckeisen, 1976). Para a caracterização litogeoquímica realizou-se a preparação de quinze amostras incluindo fragmentação até 1-3cm em britador de mandíbula, seguido de redução a pó (fração argila) em moinhos de anéis de tungstênio. As amostras foram analisadas pelo ACME-Analytical Laboratorie LTDA, o qual quantificou os elementos maiores (método de Espectrometria de Emissão Atômica com Plasma Acoplado Indutivamente ICP-OES), traços e terras raras (método Espectrometria de Massas com Plasma Acoplado Indutivamente ICP-MS). A perda ao fogo foi calculada pela diferença de peso após aquecimento de 0,2g de amostra a 2000º C. O erro analítico é menor que 5% para óxidos e de 10 a 15% para os elementos traços. Para complementar a caracterização geoquímica foi calculado os parâmetros normativos CIPW para as amostras com o auxílio do programa GCDkit. 3 Resultados 3.1 Petrografia e microtexturas do stock Flores As rochas, de ambas as fácies, do stock Flores são composicionalmente monzogranitos hololeucocráticos (M < 6%; Figura 5), com assembleia mineral similar e, como tal serão descritas conjuntamente. Quartzo, K-feldspato e plagioclásio representam os minerais félsicos dominantes (> 94%). A biotita é o máfico dominante (< 5%), e titanita, allanita, apatita, zircão, opacos e fluorita, os demais acessórios. Como minerais secundários relacionados a fluídos em estágio subsolídus, ocorrem clorita, epídoto, mica branca e carbonato (Tabela 1). 64

88 ANEXO Figura 5. Classificação das rochas plutônicas estudadas com base nos diagramas QA+PM e QAP (Streckeisen, 1976; Le Maitre, 2002). Figure 5. Classification of plutonic rocks studied based on QA + PM and QAP diagrams (Streckeisen, 1976; Le Maitre, 2002). Tabela 1. Composição modal das rochas que compõem o stock Flores. Q=Quartzo, A=Feldspato alcalino, P=Plagioclásio. Table 1. Modal composition of rocks that making up the Flores stock. Q = Quartz, A = alkali feldspar, P = plagioclase. Rochas Flores Tipo I Flores Tipo II Amostra (%) VF-04A VF-05 VF-16 VF-30B VF-30D VF-31 VF-42 VF-13B VF-19 VF-27 VF-30A VF-54 Quartzo 27,7 29,0 35,6 31,9 35,8 27,9 31,9 33,6 30,6 33,3 33,2 32,5 Plagioclásio 34,4 28,6 31,0 31,8 28,8 33,4 32,5 32,9 30,5 30,9 30,0 34,4 K-Feldspato 33,3 36,6 26,7 33,3 31,1 34,7 30,8 30,7 32,1 32,9 32,6 28,5 Biotita 3,2 4,7 4,0 2,4 3,9 3,1 4,4 1,5 4,4 1,1 3,5 4,5 Titanita Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr 0,2 Tr Tr Tr Alanita Tr Tr Tr Tr Tr 0,4-0,2 0,4 0,2 Tr Tr Apatita Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Opacos 0,5 0,4 1,0 0,2 0,2 0,2-0,7 0,7 0,2 Tr 0,1 Zircão Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Tr Fluorita Tr Clorita Tr Tr 0,1 0,1-0,2 - Tr 0,3 0,4 0,3 Tr Muscovita 0,9 0,7 1,6 0,3 0,2 0,1 0,4-0,8 1,0 0,4 Tr Total 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Q 29,0 30,8 38,2 32,9 37,4 29,1 33,5 34,6 32,8 34,3 34,6 34,0 A 34,9 30,4 28,6 34,3 32,5 36,1 32,3 31,6 34,4 33,8 34,0 32,0 P 36,1 30,3 33,2 32,8 30,1 34,7 34,1 33,8 32,7 31,8 31,3 34,0 Máficos 3,7 5,1 5,0 2,6 4,1 3,7 4,4 2,8 5,7 1,5 3,5 4,6 A+P 67,6 65,2 63,6 65,1 59,9 68,1 63,3 63,9 62,6 63,8 63,0 62,9 65

89 ANEXO Os cristais de plagioclásio apresentam-se anédricos a subédricos com até 5,0 mm de comprimento, podem apresentar zonação normal (núcleos mais alterados), comumente mostram maclas polissiténticas bem definidas, sendo a maioria do tipo albita, e inclusões de biotita, zircão e apatita. Textura mirmequítica, principalmente do tipo bulbosa, está presente no contato com o K-feldspato. Alteração para epídoto granular, carbonato e mica branca, é relativamente comum (Figura 6A). Química mineral por microssonda eletrônica (Galindo et al., 2012) indica composição oligoclásica sódica com An12-13%. O K-feldspato ocorre como cristais anédricos a subédricos com até 6 mm no seu eixo maior, exibindo o padrão de macla tartan (padrão em grade das maclas Albita versus Periclina). Texturas pertíticas (tipos fios e filetes) e, localmente, granofírica são encontradas. Inclusões de plagioclásio, quartzo, apatita, biotita, titanita e opacos são comuns (Figuras 6B;C). O quartzo ocorre em cristais anédricos com dimensões de até 6 mm, exibem no geral contatos curvos a irregulares com plagioclásio e microclina. Comumente apresenta extinção ondulante e fraturamento de cristais indicando deformação em estado sólido. Ocorre ainda como cristais vermiculares e goticulares associados às texturas mirmequíticas e granofíricas. A biotita exibe forte pleocróismo em tons marrom e verde, hábito placoide/lamelar, subédrica, sendo comum apresentar processo de cloritização bem como inclusões de minerais opacos e zircão (Figura 6D). Análise química por microssonda eletrônica mostra composições enriquecidas na molécula de annita com razões Fe/(Fe+Mg) > 0,7 e Al IV <2,4 (Galindo et al., 2012). Os minerais opacos primários são euédricos a subédricos, atingindo até 0,2 mm, ou anédricos derivados da desestabilização de biotita para clorita. A titanita ocorre como cristais euédricos a euédricos usualmente losângulares de cor marrom pálida, com dimensão de 0,3 até 1,00 mm. A allanita se apresenta como cristais subédricos zonados, com cor amarela acastanhada com dimensão de 0,4 mm a 1,0 mm, e por vezes exibe processos de metamictização. Apatita e zircão aparecem como pequenos cristais incolores, euédricos a subédricos, usualmente inclusos em plagioclásio e biotita. A fluorita é comumente subédrica a anédrica, incolor a levemente lilás. Muscovita e clorita ocorrem essencialmente como produtos de alteração da biotita, revelando-se, por vezes, verdadeiros pseudomorfos. Associada a cloritização ocorre o desenvolvimento de finos opacos ao longo dos planos de clivagens da biotita. Carbonato, epídoto e mica branca ocorrem como produto de alteração do plagioclásio, preenchendo fraturas ou no interior dos grãos. 66

90 ANEXO Figura 6. Fotomicrografias dos minerais que compõem a paragênese do stock Flores: (A) Cristal zonado de Plagioclásio (Pl) com centro mais cálcico exibindo processo de saussuritização; (B) Cristal de K- Feldspato (Kf) com inclusão de cristal de plagioclásio zonado; (C) Cristal de K-feldspato com textura granofírica; (D) Cristal de biotita com inclusão de opaco euédrico (magnetita). Figure 6. Photomicrographs of minerals that make up the paragenesis Flores stock: (A) Zoned crystal of the plagioclase (Pl) with center more calcium showing saussuritization process; (B) K-feldspar crystal (Kf) with inclusion of plagioclase zoned crystal; (C) K-feldspar crystal with granophyric texture; (D) Biotite crystal with inclusion of euhedral opaque (magnetite). 3.2 Geoquímica Stock Flores Caracterização Litogeoquímica Os resultados das análises químicas feitas para elementos, maiores, traços, e terras raras-etrs, bem como os cálculos dos minerais normativos (CIPW) estão sumarizados na Tabela 2. As rochas do stock Flores são enriquecidas em SiO2 ( %), Al2O3 (12,99-13,93%), e K2O (4,95-6,03%), e empobrecidas em MgO (<0.5%), CaO ( 1,4%), Fe2O3 (<2,3%), TiO2 (<0.4%) e P2O5 (<0,8%). Exibem caráter peraluminoso (razão molecular A/CNK de 0,98 a 1,08), sempre com coríndon normativo, excetuando-se uma amostra. Diagramas de variação do tipo Harker mostram correlações negativas para Al2O3, Fe2O3, CaO, TiO2, K2O, Zr, e em menor grau para Ba e Sr (Figura 8). Outros elementos/óxidos mostram dispersão (Na2O, Rb, Nb e Y, por exemplo). 67

91 ANEXO Tabela 2. Composição química para as rochas do stock Flores (A) Elementos maiores em % em peso; (B) Minerais normativos CIPW em % peso; (C) Elementos traços em PPM; (D) Elementos terras raras em PPM. Table 2. Chemical Composition for rocks of the Flores stock (A) major elements in % by weight; (B) Normative minerals CIPW in% weight; (C) Trace elements in PPM; (D) rare earth elements in PPM. A. Elementos maiores em % peso FÁCIES FLORES TIPO I FLORES TIPO II Óxidos VF-04A SF-26 SF-03 SF-38 SF-25 VF-05 VF-31 VF-30B SF-40 VF-30D VF-27 VF-13B VF-30A VF-25 SiO2 71,52 72,15 72,73 72,74 73,06 73,30 73,60 73,80 74,12 74,63 73,59 74,43 74,52 74,87 Al2O3 13,72 13,79 13,60 13,73 13,38 13,52 13,54 13,54 13,15 13,37 13,42 12,99 13,16 13,37 Fe2O3 2,15 2,16 2,14 1,68 2,05 1,75 1,74 1,40 1,55 1,38 1,38 1,67 1,39 1,30 MnO 0,03 0,03 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 0,03 0,05 MgO 0,27 0,28 0,25 0,17 0,23 0,19 0,19 0,12 0,14 0,17 0,15 0,10 0,17 0,13 CaO 1,32 1,04 1,01 1,16 0,94 0,96 0,94 0,82 0,92 0,86 0,97 1,11 0,85 0,64 Na2O 3,30 3,33 3,32 3,32 3,25 3,34 3,40 3,45 3,42 3,57 3,22 3,31 3,37 3,19 K2O 5,69 5,75 5,37 5,68 5,50 5,44 5,47 5,22 4,96 5,00 5,86 4,95 5,12 5,54 Ti2O 0,42 0,31 0,27 0,20 0,24 0,19 0,20 0,13 0,16 0,13 0,13 0,22 0,14 0,13 P2O5 0,06 0,07 0,06 0,03 0,06 0,04 0,05 0,03 0,02 0,03 0,02 0,02 0,03 0,02 PF 1,30 0,70 0,90 0,90 0,90 1,10 0,70 1,40 1,20 0,70 1,10 1,00 1,10 0,60 Total 99,81 99,61 99,69 99,65 99,64 99,88 99,87 99,91 99,67 99,91 99,90 99,85 99,90 99,87 Na2O+K2O 8,99 9,08 8,69 9,00 8,75 8,78 8,87 8,67 8,38 8,57 9,08 8,26 8,49 8,73 68

92 ANEXO K2O/Na2O 1,72 1,73 1,62 1,71 1,69 1,63 1,61 1,51 1,45 1,40 1,82 1,50 1,52 1,74 A/(NK) 1,18 1,18 1,21 1,18 1,18 1,19 1,18 1,20 1,20 1,18 1,15 1,20 1,19 1,19 A/(CNK) 0,98 1,01 1,04 1,00 1,03 1,03 1,02 1,06 1,04 1,04 1,00 1,01 1,04 1,08 M= Na+K+Ca...Al*Si 1,50 1,44 1,40 1,45 1,40 1,40 1,40 1,35 1,37 1,36 1,43 1,40 1,36 1,31 B. Minerais Normativos (CIPW) em % em peso Quartzo 27,56 28,32 30,50 29,03 30,92 30,82 30,73 31,90 33,12 32,78 30,18 33,76 33,33 33,60 Coríndon 0,00 0,36 0,63 0,08 0,51 0,49 0,44 0,79 0,53 0,59 0,06 0,21 0,6 1,01 Ortoclásio 33,63 33,98 31,73 33,57 32,50 32,15 32,33 30,85 29,31 29,59 34,63 29,25 30,26 32,74 Albita 27,92 28,17 28,09 28,09 27,50 28,26 28,77 29,19 28,94 30,21 27,24 28,01 28,512 26,99 Hematita 2,15 2,16 2,14 1,68 2,05 1,75 1,74 1,40 1,55 1,38 1,38 1,67 1,39 1,30 Titanita 0,24 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Rutilo 0,29 0,20 0,22 0,15 0,21 0,16 1,67 0,10 0,13 0,10 0,11 0,20 0,11 0,07 Apatita 0,14 0,17 0,14 0,07 0,14 0,09 0,12 0,07 0,05 0,07 0,05 0,05 0,07 0,47 Soma 98,48 98,98 98,79 98,75 98,74 98,76 99,16 98,54 98,47 99,27 98,74 98,82 98,77 99,24 C. Elementos Traços em ppm Zr Ni Y Nb

93 ANEXO Ta Th Hf Sm Ce+Y+Nb+Zr *Ga/Al 3,65 3,13 3,48 3,20 3,30 3,48 3,17 3,26 3,55 3,47 3,15 3,41 3,51 3,37 T ( o C) sat. Zr 842,1 839, ,5 835,7 811, ,1 795,5 756,9 713,5 710,2 766,7 777,6 D. Elementos Terras Raras em ppm La 88,5 81,9 88,9 61,8 91,6 70,3 65,7 46,0 50,4 37,4 25,7 119,0 41,9 76,4 Ce 167,6 151,3 164,9 120,1 175,9 132,2 124,9 83,4 100,5 71,7 49,3 236,6 79,0 120,5 Pr 19,4 18,1 19,0 13,1 19,7 14,4 13,9 9,9 11,6 8,7 5,7 27,4 10,0 16,8 Nd 71,0 62,9 62,5 46,4 66,3 50,3 48,2 33,7 39,1 31,8 20,7 96,1 36,3 61,2 Sm 16,3 12,3 10,8 8,1 10,7 8,8 8,5 6,4 7,8 6,4 4,2 19,3 7,7 12,6 Eu 1,4 1,1 1,0 0,7 0,9 0,8 0,8 0,6 0,7 0,6 0,7 1,5 0,6 1,0 Gd 16,4 11,4 9,8 7,2 7,2 7,5 7,2 5,6 6,5 6,6 4,1 16,7 7,3 12,4 Tb 2,8 1,8 1,4 1,2 1,1 1,2 1,1 0,8 1,1 1,1 0,7 2,7 1,3 1,9 Dy 15,8 11,0 8,7 7,2 5,9 6,4 6,4 5,0 6,6 7,0 4,3 14,9 7,6 10,6 Ho 3,1 2,1 1,7 1,4 1,1 1,2 1,3 1,0 1,4 1,4 0,9 2,9 1,6 2,2 Er 8,8 5,7 4,8 4,1 3,5 3,8 3,8 3,0 4,3 4,5 2,6 8,1 5,1 6,0 70

94 ANEXO Tm 1,2 0,8 0,7 0,5 0,5 0,6 0,6 0,5 0,7 0,7 0,4 1,1 0,8 0,8 Yb 7,6 5,9 5,2 4,1 3,9 4,2 4,1 3,2 5,2 5,5 2,8 7,1 6,0 5,6 Lu 1,1 0,7 0,7 0,5 0,5 0,7 0,6 0,5 0,8 0,9 0,4 1,0 1,0 0,9 ΣETR 421,0 367,0 380,1 276,4 388,7 302,4 287,1 199,8 236,8 184,5 122,6 554,5 206,1 329,1 (La/Yb)N 7,8 9,4 11,6 10,1 15,8 11,4 10,7 9,6 6,5 4,6 6,1 11,4 4,7 9,1 Eu/Eu* 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,5 0,2 0,2 0,2 (La/Sm)N 3,4 4,2 5,2 4,8 5,4 5,0 4,9 4,5 4,0 3,6 3,9 3,9 3,4 3,8 (Gd/Yb)N 1,7 1,6 1,5 1,4 1,5 1,4 1,4 1,4 1,0 1,0 1,2 1,9 1,0 1,

95 ANEXO Figura 8. Diagramas tipo Harker exibindo predominantemente tendência negativa para os elementos químicos analisados. Figure 8. Diagrams type Harker exhibiting predominantly negative trend for the chemical elements analised. 72

96 ANEXO O espectro do diagrama dos elementos terras raras-etrs (Figura 9A) exibe um moderado grau de enriquecimento de ETRL em relação aos ETRP com razões La N /Yb N entre 4,59% 30,85. O perfil de curva exposto no diagrama exibe uma inclinação moderada para os ETRL (razões La N /Sm N entre 3,41 7,22) e uma inclinação suavizada/horizontalizada para os ETRP (razões Gd N /Yb N entre 0,97 2,46), além de uma marcante anomalia negativa de európio. (Eu/Eu*entre 0,24-0,55). Para a análise do comportamento conjunto de elementos maiores/menores (K, P e Ti) e traços e ERTs (Ba, Rb, Th, Nb, Ta, Sr, Zr, Hf e Y; La, Ce, Nd, Sm, Tb, Tm e Yb) foi utilizado diagramas multielementos do tipo spidergrams. O espectro do diagrama (Figura 9B) exibe um enriquecimento em relação ao condrito, com um caimento suave do Rb ao Yb, com anomalias negativas para Nb, Sr, P e Ti. Figura 9. Diagramas de diferentes elementos terras raras e traços, para as rochas do stock Flores. Fácies Tipo- I (Linhas laranjas); Fácies Tipo-II (Linhas azuis); (A ) Espectro de ETR com valores normalizados em relação ao condrito de Evensen et al. (1978). (B) Espectro de multielementos com valores normalizados em relação ao condrito de Thompson (1982). Figure 9. Diagrams of different rare earths and trace elements, to the rocks of the Flores stock. Facies type-i (oranges lines); Facies Type-II (blue lines); (A) REE spectrum with normalized values relative to the Chondrite Evensen et al. (1978). (B) Multi-element spectrum with normalized values relative to Chondrite Thompson (1982) O stock Flores no contexto de séries magmáticas, ambientes tectônicos e tipologia de granitóides A caracterização da série/associação magmática a qual as rochas do stock Flores estão relacionadas foi feita a partir de variados diagramas discriminantes binários de associações magmáticas (Figura 10), tanto aqueles que definem trends (TAS - Lameyre, 73

97 ANEXO 1987; R1xR2 De La Roche et al., 1980), quanto os que definem campos (Rogers & Greenberg, 1981; Wright, 1969; Sylvester, 1989; Frost et al.,2001). No diagrama TAS as amostras distribuem-se entre as linhas de tendência monzonítica e alcalina, e no campo alcalino quando considerado a linha divisória alcalino/subalcalino proposta por Myahisro (1978) para o referido diagrama (Figura 10A). No diagrama R1x R2 as amostras se distribuem ao longo da tendência alcalina de rochas enriquecidas em sílica (Figura 10B). No diagrama proposto por Rogers & Greenberg (1981) as amostras do stock Flores posicionam-se no campo alcalino (Figura 10C). O índice de alcalinidade (Wright, 1969) também caracteriza o stock granítico Flores como parte de uma suíte alcalina (Figura 10D). Da mesma forma, o diagrama de Sylvester (1989) caracteriza as rochas do stock Flores como parte de uma suíte alcalina, transicionando para o subdomínio dos granitos alcalinos similares a granitos calcioalcalinos fortemente fracionados (Figura.10E). Por fim, no diagrama de Frost et al. (2001) as amostras analisadas plotam predominantemente no campo Ferroso, comum aos granitos alcalinos (Figura 10F). 74

98 ANEXO Figura 10. Diagramas utilizados na definição de séries magmáticas do stock Flores, segundo vários autores. (A) Total de álcalis versus sílica (Lameyre, 1987), linha tracejada, delimitando campos alcalinos e subacalino, segundo Myashiro (1978); (B) R1 versus R2 (De La Roche et al.,1980); (C)Rogers e Greenberg (1981); (D) Wright (1969) com abscissas diferenciadas; (E) Sylvester (1989); (F) Frost et al. (2001). Figure 10. Diagrams used in magmatic series definition of the Flores stock, according to several authors. (A) Total alkalis versus silica (Lameyre, 1987), the dashed line delimiting fields alkali and subacalino second Myashiro (1978); (B) R1 R2 versus ( De La Roche et al., 1980); (C) Rogers and Greenberg (1981); (D) Wright (1969) with different abscissas; (E) Sylvester (1989); (F) Frost et al. (2001). 75

99 ANEXO No que diz respeito ao ambiente tectônico para o alojamento do stock Flores, foram levadas em consideração, além das relações de campo (critérios de intrusão, ausência de feições dúcteis, além de rochas essencialmente isotrópicas, etc.), alguns diagramas geoquímicos discriminantes de ambiente tectônico (Pearce et al., 1984; Harris et al., 1986; Manir & Picolli, 1989; Pearce, 1996). Em todos os diagramas as rochas do stock Flores mostram afinidade geoquímica com granitos de ambientes tectonicamente estáveis, póscolisionais e/ou pós-orogênicos, ressaltando-se que na proposta de Pearce et al. (1984) há uma coerência com granitos intraplacas (Figura 11). Figura 11. Diagramas utilizados na definição de ambientes tectônicos para as rochas do stock Flores. (A) Rb versus Y+Nb (Pearce, 1996); (B) Rb/30- Hf - Ta*3 (Harris et al., 1986); (C) Diagrama multielementos com envelope para granitos pós-colisionais (Pearce et al., 1984); (D) Al 2O 3 versus SIO 2 (Maniar & Piccoli, 1989). Figure 11. Diagrams used in the definition of tectonic environments for rocks of the Flores stock. (A) versus Rb Y+Nb (Pearce, 1996); (B) Rb/30- Hf - Ta * 3 (Harris et al., 1986); (C) Diagram multi-element with envelope for post-collisional granites (Pearce et al., 1984); (D) versus SiO 2 Al 2O 3 (Maniar & Piccoli, 1989). 76

100 ANEXO Considerando a assinatura geoquímica alcalina e sua relação com ambientes tectônicos pós-orogênicos/pós-colisionais, foram utilizados diferentes diagramas no intuito de definir a afinidade geoquímica do stock Flores com granitos tipo-a, conforme proposição inicialmente apresentada por Loiselle & Wones (1979) e depois amplamente discutida e/ou redefinida na literatura sobre o tema. A partir de critérios propostos por Nardi & Bitencourt (2009) para a definição de granitos tipo-a, e observados nas rochas do stock Flores, quais sejam: (NaO + K2O) e (FeOt/ FeOt+MgO) em rocha total, respectivamente igual ou maior que 9% wt e 0.9; (10 4 *Ga)/Al>2.6 e Ce+Y+Nb+Zr> 340 ppm; e afinidade com granitos intraplacas no diagrama de Pearce et al. (1984), foram utilizados diagramas dos referidos autores para tal propósito. A distribuição das amostras do stock Flores nos diagramas FeO T/(FeO T+MgO) versus [(Na2O/62+(K2O/94]/Al2O3/102) e Ga/(Al2O3*0,52) versus (Zr+Y+Ce+Nb) mostra uma clara afinidade com os granitos tipo-a. (Figura 12A; B). Ainda no contexto de granitos tipo-a, Dall Agnol & Oliveira (2007) definiram os diagramas FeO T/(FeO T+MgO) versus Al2O3 e e FeO T/(FeO T+MgO) versus Al2O3/(K2O/Na2O) para a distinção entre granitos tipo-a oxidado ou tipo-a reduzido. A utilização desses diagramas para as rochas do stock Flores mostra uma afinidade com os granitos tipo-a oxidados (Figura 12C; D). 77

101 ANEXO Figura 12. Diagramas para classificação de tipologia de granitos. (A) Eixos FeO T/(FeO T+MgO) versus [(Na 2O/62 + (K 2O/94)] / (Al 2O 3/102); (B) Eixos Ga/(Al 2O 3*0.52) versus (Zr + Y + Ce + Nb): (C) FeOT/(FeOT+MgO) versus Al 2O 3; (D) FeOT/(FeOT+MgO) vs. Al 2O 3/ (K 2O/Na 2O). Figure 12. Diagrams of classification for typology of granites. (A) Axes FeO T / (FeO T + MgO) versus [(Na 2O 62 + (K 2O/94)] / (Al 2O 3/102) (B) axes Ga / (Al 2O 3 * 0:52) versus (Zr + Y + Ce + Nb): (C) FeO T / (MgO + FeO T) versus Al 2O 3; (D) FeO T / (MgO + FeO T) vs. Al 2O 3 / (K 2O / Na 2O) Considerações sobre os parâmetros de cristalização (P, T e fo2) do stock Flores Considerando a ausência de anfibólio nas rochas do stock Flores, impossibilitando a utilização dos usuais geotermômetros e geobarômetros aplicados a granitóides (Blundy, J.D. & Holland, 1990; Schimidt, 1992), e que a associação mineralógica constituída por plagioclásio+k-feldspato+quartzo é dominante ( 95% modal), compondo uma paragênese similar à de haplogranitos (Bowen, 1915), utilizou-se os componentes normativos CIPW, Qz+Ab+Or (Tabela 2), recalculados a 100%, nos diagramas Qz-Ab-Or de Tuttle & Bowen (1958) e Luth et al. (1964) ambos corrigidos segundo Blundy & Cashman (2001), a fim de inferir a pressão e temperatura final de colocação do stock. O gráfico da figura 13A mostra 78

102 ANEXO que as amostras analisadas apontam para uma pressão entre 3,0 e 5,0 kbar, enquanto a figura 13B mostra que as amostras distribuem-se ao longo da isoterma de 680ºC. Os geotermômetros que envolvem saturação em P2O5 (Watson & Harrison, 1984) e Zr (Watson & Harrison, 1983) foram utilizados para se inferir a possível temperatura relativa ao líquidus do magma do stock Flores, considerando que apatita e zircão são as fases minerais mais precoces na sua sequência de cristalização (ver discussão mais adiante). Os diagramas P2O5 versus SiO2 e Zr versus (Na+K+2Ca) /Al*Si (Figuras 13C; D) indicam então temperaturas na faixa de C a C para o líquidus (início da cristalização de apatita e zircão). Figura 13. Diagramas para a obtenção das pressões e temperaturas das rochas do stock Flores: (A) Diagrama normativo para pressão (Tuttle & Bowen, 1958) exibindo distribuição dos dados entre 3 a 5 kbar de pressão; (B) Diagrama normativo para temperatura (Luth et al., 1964) ) exibindo distribuição dos dados na isoterma de 680 o C; (C) Diagrama P 2O 5 versus SiO 2 (Watson & Harisson, 1984) com as isotermas que refletem as temperaturas de cristalização das apatitas; (D) Diagrama Zr versus (Na+K+2Ca)/Al*Si (Watson & Harrison, 1983) com as isotermas que refletem as temperaturas de cristalização dos zircões. 79

103 ANEXO Figure 13. Diagram for obtaining the pressure and temperature of the rocks Flores stock: (A) Normative diagram for pressure (Tuttle & Bowen, 1958) showing data distribution between 3 and 5 kbar pressure; (B) Normative diagram for temperature (Luth et al., 1964).) showing distribution of data in the isotherm 680 o C; (C) Diagram P 2O 5 versus SiO 2 (Watson & Harrison, 1984) with the isotherms reflecting the crystallization temperatures of apatite; (D) versus Zr diagram (Na + K + 2Ca) / Al * Si (Watson & Harrison, 1983) with the isotherms reflecting the crystallization temperatures of the zircons. As condições de fugacidade de oxigênios relativas a evolução do magma do stock Flores é aqui inferida principalmente com base nos parâmetros mineralógicos de suas rochas. A presença da paragênse mineral titanita+magnetita+quartzo, primária e em equilíbrio, sugere fo2 moderada a alta (Wones, 1989). Esta indicação é também em parte corroborada pela presença de hematita normativa em todas as amostras do stock, além de razões Fe/(Fe+Mg)>7 para a biotita indicando fo2 na transição dos tampões QFM/NNO (Galindo et al., 2012). 4 Discussão dos Resultados A ausência de estruturas dúcteis e presença apenas de estruturas frágeis (N-NW e N- NE), associada ao fato da intrusão cortar a foliação regional (NNE-SSW), assim como a idade de 553±4 Ma, U-Pb em zircões (Souza et al.,2015), evidenciam o caráter tardi a póstectônico do alojamento do stock Flores dentro do contexto da orogênese Brasilina/Panafricana na Província Borborema. A ocorrência localizada das rochas do fácies Tipo II, na porção S/SE, sempre associadas a enclaves máficos, inclusive com feições de mixing e mingling, são parâmetros indicativos que, em parte, essas rochas são produtos de hibridização. Dessa forma, essa porção arrasada do stock Flores é possivelmente resultado de um processo erosional mais efetivo na área, em função da maior quantidade de enclaves máficos. Schlieren elipsoidais são estruturas pouco observadas em granitos evoluídos, como é o caso do stock Flores, e podem fornecer informações valiosas acerca das dinâmicas internas da câmara magmática a época da colocação do plutão, desse modo os schlieren em granitos vêm sendo objeto de intenso debate por vários pesquisadores. Dentre os vários modelos que explicam a gênese desses tipos de schlieren (Smith, 1975; Barrière, 1976, 1981; Irvine, 1980; Barbarin, 2005; Barbey, 2009; Farner, 2013) destaca-se, neste trabalho, o modelo proposto por Weinberg et al. (2001). Para este autor os schlieren elipsoidais são formados por convecção magmática em função da desestabilização térmica causada por plumas termais (Figura 14A), estas por sua vez, surgem em função das diferentes 80

104 ANEXO densidades entre dois ou mais fluidos (Wilson, 1963; Griffiths, 1986; Campell et al., 1989; Weinberg et.al., 2001). De acordo com o exposto o presente trabalho propõe para a gênese dos schlieren elipsoidais do stock Flores um processo de desestabilização térmica que evoluiu para um fluxo magmático diferenciado (pluma termal) culminando em um processo convectivo dentro da câmara (Figura 14B). Figura 14. Modelo para a gênese dos schlieren elipsoidais. (A) Modelo de convecção magmática causada por pluma magmática (modificada de Weinberg et al., 2001); (B) Bloco diagrama idealizado para as estruturas elipsoidais do stock Flores. Figure 14. Model for the genesis of the ellipsoidal schlieren. (A) Magmatic convection model caused by magmatic plume (modified Weinberg et al., 2001); (B) Block diagram idealized for the ellipsoidal structures of the Flores stock. Três hipóteses, similares àquelas de Weinberg et al. (2001) para o pluton de Tavares (também na PB), são aqui proposta para explicar o fator desencadeante dessa pluma térmica: i) uma série de magmas graníticos quentes liberados diretamente da fonte, ou; ii) uma série de magmas graníticos aquecidos por uma intrusão magmática diorítica, ou; iii) assimilação de enclaves máficos. Na área de estudo não foram encontradas evidências diretas das duas primeiras hipóteses. Assim, a terceira hipótese parece mais provável, levando em consideração que o fácies Tipo II encerra vários enclaves máficos, que podem ter sido a fonte do provimento de calor necessário para causar diferenças substanciais de densidades na câmara magmática, dando origem às plumas. 81