PETROGRAFIA DAS ROCHAS METAMÓRFICAS DA REGIÃO DE SÃO VALÉRIO DA NATIVIDADE (TO) E LITOQUÍMICA E GEOCRONOLOGIA DOS GNAISSES

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1 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS Gilliard Medeiros Borges PETROGRAFIA DAS ROCHAS METAMÓRFICAS DA REGIÃO DE SÃO VALÉRIO DA NATIVIDADE (TO) E LITOQUÍMICA E GEOCRONOLOGIA DOS GNAISSES Orientador Profº. Dr. Ronaldo Pierosan Co-orientadora Profª. Dra. Rúbia Ribeiro Viana CUIABÁ 2016

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO REITORIA Reitora Profª. Drª. Maria Lucia Cavalli Neder Vice-Reitor Prof. Dr. João Carlos de Souza Maia PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO Pró-Reitora Profª. Drª. Leny Caselli Anzai FACULDADE DE GEOCIÊNCIAS Diretor Prof. Dr. Paulo César Correa da Costa PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS Coordenador Prof. Dr. Ronaldo Pierosan Vice-Coordenador Prof. Dr. Jayme Alfredo Dexheimer Leite

3 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO N 80 PETROGRAFIA DAS ROCHAS METAMÓRFICAS DA REGIÃO DE SÃO VALÉRIO DA NATIVIDADE (TO) E LITOQUÍMICA E GEOCRONOLOGIA DOS GNAISSES Gilliard Medeiros Borges Orientador Profº. Dr Ronaldo Pierosan Co-orientadora Profª. Dra Rúbia Ribeiro Viana Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Geociências do Faculdade de Geociências da Universidade Federal de Mato Grosso como requisito parcial para a obtenção do Título de Mestre em Geociências. CUIABÁ 2016

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5 PETROGRAFIA DAS ROCHAS METAMÓRFICAS DA REGIÃO DE SÃO VALÉRIO DA NATIVIDADE (TO) E LITOQUÍMICA E GEOCRONOLOGIA DOS GNAISSES BANCA EXAMINADORA Profº. Dr. Ronaldo Pierosan Orientador (UFMT) Prof. Dr. João Batista de Matos Examinador Interno (UFMT) Profª. Drª. Maria Emilia Schutesky Della Giustina Examinador Externo (UnB)

6 Dedicatória Aos meus irmãos.

7 Agradecimentos Agradeço aos amigos que sustentaram seu apoio na crença do potencial demostrado nesses anos de empenho e trabalho. A minha família que mesmo distante apoia o intento deste manifesto pretexto em incumbir a escavação do passado além das linhas compostas pelos homens. O apoio do corpo docente do Programa de Pós-Graduação em Geociências pelo apoio e fomento do conhecimento necessário pelo qual este trabalho seria imensuravelmente mais árduo. Em especial ao orientador Ronaldo Pierosan, ao qual nunca retrocedeu, seja quão forte fosse o desafio, e a co-orientadora, Rúbia Ribeiro Viana, pela confiança em meu trabalho e potencial. Ao corpo discente Programa de Pós-Graduação em Geociências, pela amabilidade, companheirismo, espirito de corpo e solidariedade, que proporciona ambiente propicio a evolução e desenvolvimento científico. Em especial a Raiza Batalha, Newton Diego Couto e Ana Carolina Gueller Marques que auxiliaram em discussões de grande valia para aplicação de técnicas realizadas nesse trabalho e enriquecimento do conhecimento aplicado. Ao CNPq, a FAPEMAT (Proc. Nº /2009) e ao Programa de Pós-graduação em Geociências da UFMT pelo suporte financeiro no desenvolvimento da pesquisa e a CAPES e pela concessão de bolsa de mestrado. i

8 Sumário Agradecimentos... i Resumo... vii Abstract...viii CAPÍTULO INTRODUÇÃO Apresentação do tema Problemática e Relevância Objetivos Localização e vias de acesso Materiais e Métodos Etapa Preliminar Revisão Bibliográfica Interpretação Fotogeológica Etapa de Aquisição de Dados Trabalhos de Campo Trabalhos de Laboratório Análises Petrográficas Análises Geoquímicas Análises Geocronológicas Etapa de Tratamento e Sistematização dos Dados Contexto Geológico Regional Faixa Brasília Maciço Goiás Bloco Crustal Cavalcante-Natividade Grupo Araí CAPÍTULO ARTIGO SUBMETIDO A SERIE CIÊNTIFICA DA USP RESUMO... Erro! Indicador não definido. ABSTRACT... Erro! Indicador não definido. 1 - INTRODUÇÃO MÉTODOS GEOLOGIA REGIONAL Geologia Estrutural e Evolução Tectônica ii

9 4 - GEOLOGIA LOCAL Bloco Crustal Cavalcante-Natividade Biotita migmatito metatexítico Biotita gnaisse Quartzitos Grupo Araí Maciço de Goiás Muscovita-biotita gnaisses Muscovita gnaisses Xenólitos pelíticos LITOQUIMICA GEOCRONOLOGIA DISCUSSÕES E CONCLUSÕES Agradecimentos... Erro! Indicador não definido. BIBLIOGRAFIA... Erro! Indicador não definido. CAPÍTULO CONSIDERAÇÕES FINAIS Referências Bibliográficas iii

10 Lista de Figuras CAPÍTULO 1- INTRODUÇÃO Figura 1: Mapa de Localização e vias de acesso do município de São Valério da Natividade - TO, imagens de OpenStreetMap Figura 2: Mapa de Localização de Afloramentos da área estudada (imagens BingMaps) Figura 3: Mapa da Província Tocantins, suas faixas orogênicas (modificado de Delgado et al. 2003) e divisão da Faixa Brasília (modificado de Delgado et al e Fuck et al. 2014) Figura 4: Faixa Brasília norte e domínios do Bloco Crustal Cavalcante Natividade e Maciço de Goiás, (modificado de Fuck et al e Cordeiro et al. 2015) CAPÍTULO 2- ARTIGO SUBMETIDO A SERIE CIENTIFICA DA USP Figura 1: a) Contexto geológico regional da Faixa Brasília setentrional segundo, Fuck et al. (2014), b) Domínios geológicos da porção sudeste do estado de Tocantins, a direita, (adaptado de Fuck et al., 2014; Drago et al., 1981) Figura 2: Mapa geológico da região de São Valério da Natividade (lineamentos extraídos de Frasca et al. 2010, Abdallah et al. 2013) Figura 3: Aspecto de campo do Bloco Crustal Cavalcante-Natividade: a) biotita migmatito com dobras com eixo sub-horizontal, com dique pegmatítico discordante (seta preta); d) dique pegmatítico em biotita gnaisse discordantes do bandamento estromático (seta preta). c) Biotita migmatito, rb - ribbons de quartzo, bm - bandamento máfico marcado por biotita e epidoto, Plg - porfiroclastos de plagioclásio; d) plagioclásio em BM, inclusões de quartzo, epidoto (seta branca) e biotita (seta clara), mx matriz Figura 4: a) bandamento gnáissico; b) Porfiroclasto de plagioclásio com bordas de crescimento (seta branca) em BG, a esquerda matriz (mx) recristalizada por SGR e GMB; c) Mirmequita (seta branca) em BG, e no canto inferior esquerdo migração de borda (setas pretas); d) feldspato alcalino em substituição para muscovita, alteração sericítica Figura 5: a) estratificação plano paralela; b) fotomicrografia dos quartzitos, laminas de muscovita (seta cinza) Figura 6: Aspecto de campo do Maciço de Goiás: a) migmatito estomático com selvedge de biotita (seta branca) e leucossoma de migração em dique pegmatítico (seta preta); b) selvedge de biotita (seta branca) e leucossoma com porfiroclastos rotacionados (seta preta); c) orientação de biotita marcando a foliação S4 (setas pretas), feldspato alcalino com inclusões de quartzo globular (setas brancas); d) ao centro: mimerquita vermicular, a esquerda, migração de borda (setas pretas), cristalização de melt em junção tríplice (seta cinza); e) fratura em shear band (seta branca) em plagioclásio com maclas deformadas; f) muscovita gnaisses com textura granolepidoblásticas Figura 7: a) estaurolita-granada-muscovita xistos com porfiroblasto de granada em matriz micácea marcando a xistosidade b) porfiroblastos de granada e estaurolita com trilas de inclusão em granada; c) detalhe de estaurolita com foliação relíquiar dobrada; d) cianita-granada-biotita xistos matriz micácea com porfiroclasto de granada e) inclusão de iv

11 estaurolita (St), em granada; f) Textura coronitíca em estaurolita; g) Cianita em truncated fish com matriz lepidoblástica; h) Fibrollita em muscovita-biotita-silimanita gnaisses Figura 8: Diagramas classificatórios. A) diagrama AFM de Irvine e Baragar (1971); B) Diagrama SiO2 vs K2O de Peccerillo e Taylor (1976) C) Barker e Arth (1976) modificado por Moyen (2011), CA - trens cálcio-alcalino, Tj - trend trondjemitico; D) classificação por mineral normativo de O Connor (1965); E) índice de alumina saturação com campo dos granitos tipo S (Frost et al., 2001) Figura 9: Diagramas binários de elementos maiores, menores e traços Figura 10: gráficos de elementos menores a) classificação quanto a fonte por Pearce et al. (1984) demostra a afinidade para rochas de arco vulcânico; b) Moyer (2011) diagrama Sr/Y e La/Yb para diferentes magmas TTG, alta pressão (HP), média pressão (MP), baixa pressão (LP) e granitos potássicos; c) Amostra vs. Manto Primitivo segundo Sun e McDonough (1989), para elementos incompatíveis. Campo cinza corresponde a composição média a 1σ para TTG paleoproterozóico segundo Condie (2005); d) elementos terras raras normalizados por condrito (Boynton, 1984), campo em cinza pertence a composições de TTG s.s. e campo preto a outros gnaisses cinzas, segundo Moyen e Martin (2012) Figura 11: Figura 11: Imagem de catodoluminescência dos zircões: em azul, zircões usados para o diagrama concórdia; em vermelho, zircões analisados com confiança > 95%; em amarelo idade concordante; em branco dado com confiança <95% Figura 12: Diagrama concórdia para as idades U-Pb, acima idades Pb/Pb, abaixo relação com idades Pb/Pb e razão Th/U, evidencia da origem ígnea das idades U/Pb v

12 Lista de Tabelas CAPÍTULO 2 ARTIGO SUBMETIDO A SERIE CIENTIFICA DA USP Tabela 1: Dados litoquímicos dos gnaisses da região de São Valério da Natividade (elementos maiores e menores expressos em % peso e traços em ppm) Tabela 2: Dados de isótopos de U-Pb de zircões do biotita gnaisse (Bloco Crustal Cavalcante-Natividade) da região de São Valério da Natividade vi

13 Resumo A geologia da região de São Valério da Natividade no estado de Tocantins está relacionada ao Maciço de Goiás e ao Bloco Cavalcante Natividade, ambos relacionados ao embasamento da Faixa Brasília. A área de estudo é constituída dominantemente por rochas Paleoproterozóicas em complexos gnáissicos ortoderivados de composição granodiorítica a tonalítica e migmatitos. Localmente, ocorrem xenólitos de xistos metapelíticos, com porfiroblastos de granada e estaurolita, gnaisses paraderivados e quartzitos. Os gnaisses ortoderivados apresentam um bandamento contínuo com orientação NE e mergulhos subverticais, enquanto os migmatitos são representados por metatexitos formados em regime compressional e sob influência de zonas de cisalhamento. A xistosidade dos metapelitos é paralela à dos gnaisses e sua associação mineralógica registra um pico metamórfico da fácies anfibolito com retrometamorfismo da fácies xisto verde. Com base nas foliações internas dos porfiroblastos de estaurolita dos metapelitos foi possível identificar duas fases de deformação dúctil, além de uma terceira fase marcada pela xistosidade e pelo bandamento gnássico, essas unidades apresentam uma quarta fase de deformação, de caráter rúptil. A composição química dos gnaisses ortoderivados sugere protólito granodiorítico, com características de suítes TTG cálcio-alcalinas, contribuição de fusão parcial de fontes tipo MORB, no bloco crustal Cavalcante-Natividade, e retrabalhamento crustal nos gnaisses do Maciço de Goiás. Os dados geocronológicos U-Pb de gnaisse ortoderivado em diagrama concórdia apresentam um intercepto superior de 2229±13 Ma, interpretado como idade do protólito, e um intercepto inferior de 614±85 Ma, interpretado como a idade do último evento metamórfico. Idades de cristalização semelhantes foram obtidas para o Domínio Almas- Conceição do Tocantins, também relacionadas a suítes TTG cálcio-alcalinas (Suíte Almas-Dianópolis). A idade do metamorfismo é compatível com as idades estimadas para o Ciclo Brasiliano-Pan Africano na Faixa Brasília. Palavras-Chave: Faixa Brasília Norte; Gnaisses paleoproterozóicos; Fácies anfibolito vii

14 Abstract The geological context of the São Valério da Natividade region in the Tocantins state consist of the Goiás Massif and the Cavalcante-Natividade Crustal Block, both related to the Brasília Belt basement. The studied area is composed mainly by Paleoproterozoic rocks such as orthogneisses of granodioritic and tonalitic composition and migmatites. Xenoliths of metapelitic schists with garnet and staurolite porphyroblasts, psamitic gneisses and quartzites occur locally. Orthogneisses show a continuous banding with NE direction and subvertical deeps and the migmatites consist of metatexites formed under compressional regime and shear zones. The metapelite schistosity is concordant to the gneisses and its mineralogical association record a metamorphic peak of the upper amphibolite facies with a green schist facies retrometamorphism. Based on the internal foliation of the staurolite, two ductile deformational phases were identified and the third phase is marked by the schistosity and the gneissic banding. A fourth deformational phase, of brittle character, can also be observed The chemical composition of the orthogneisses suggests a granodioritic protholith with affinity with TTG calc-alkaline suites, crustal reworking and contribution of MORB sources, the crustal block Cavalcante-Natividade, and crustal reworking in the Goiás Massif gneisses. Geochronological data (U-Pb LA-ICP-MS) of the orthogneiss show, in the concordia diagram, an upper intercept of 2229±13 Ma, interpreted as the protholith age of crystallization, and a lower intercept of 614±85, interpreted as the metamorphism younger age. Similar crystallization ages were obtained in the Almas-Conceição Domain, also related to calc-alkaline TTG suites (Almas-Dianópolis Suite). The metamorphism age is consistent with the Brazilian-Pan African Cycle in the Brasília Belt. Keywords: North Brasília Belt, Paleoproterozoic gneisses, amphibolite facies. viii

15 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO 1.1 Apresentação do tema A presente dissertação consiste no estudo petrográfico, litoquímico e geocronológico do embasamento da Faixa Brasília na região de São Valério da Natividade, município localizado no sudeste do Estado de Tocantins. A geologia é composta pelo embasamento da Faixa Brasília, formado por gnaisses e migmatitos com xenólitos pelíticos, recobertos por rochas psamíticas da Bacia do Araí. Segundo Drago et al. (1989) o embasamento é composto por granodioritos gnáissicos a migmáticos, e pertencentes a suítes TTG calci-alcalinas paleporteozoicas ricas em biotita (Delgado et al., 2003), associados a Faixa Brasília. A Faixa Brasília compõe a porção oeste da Província Tocantins, cujo a origem é relacionada ao ciclo Neoproterozóico Brasiliano-Pan- Africano ( Ma). A área de trabalho pertence a porção Norte da Faixa Brasília (Fuck et al., 2014), e está localizada na região limite entre dois grandes Domínio: o Domínio Cavalcante-Arrais a leste, pertencente ao Bloco Crustal Cavalcante-Natividade; e Domínio Campinorte, a oeste, pertencente ao Maciço de Goiás (Fuck et al., 2014, Cordeiro et al., 2014, Praxedes, 2015). O domínio Cavalcante-Arrais é sobreposto, em sua maior parte, por sedimentos psamíticos pertencentes a uma bacia tipo rift paleoproterozoica, denominados de Grupo Araí (Frasca et al. 2010). Os resultados desta dissertação são apresentados na forma de artigo científico, e está estruturada conforme as normas do Programa de Pós-Graduação em Geociências da Universidade Federal de Mato Grosso, composta por quatro capítulos, onde o primeiro traz uma abordagem sobre a problemática e relevância do tema, objetivos, localização da área de estudo, materiais e métodos e, finalmente, o contexto geológico regional. No capítulo 2, consta o artigo submetido ao Serie Cientifica da USP, intitulado PETROGRAFIA DAS ROCHAS METAMÓRFICAS DA REGIÃO DE SÃO VALÉRIO DA NATIVIDADE (TO) E LITOQUÍMICA E GEOCRONOLOGIA DOS GNAISSES. As considerações finais encontram-se no capítulo 3 e as referências bibliográficas no capítulo Problemática e Relevância 9

16 A região sudeste do Estado de Tocantins é palco de discussões a respeito da evolução e seu envolvimento na formação da Faixa Brasília e sua respectiva relação com o Cráton São Francisco. A compreensão das fases de metamorfismo e seus respetivos graus de evolução em um terreno polifásico e ainda mal compreendido, sendo o objetivo desse trabalho relacionar as fases a respetivas faces metamórficas correspondentes a determinados domínios, e a relação com prováveis eventos relacionáveis as estas unidades. Em consideração ao caráter limitado da área desde trabalho, o mesmo, não tem como objetivo principal, sanar todas as dúvidas com relação a terrenos complexos e extensões aos qual essas rochas pertencem, mas contribuir para o enriquecimento do conhecimento local ao passo de atualizar e contribuir ao conjunto de dados relacionados a estes domínios, sobre a evolução metamórfica, geoquímica e geocronológica das unidades encontradas explorando técnicas petrográficas, litogeoquímicas e geocronológicas. 1.3 Objetivos O objetivo é detalhar as fases e faces metamórficas presentes nas unidades do embasamento da Faixa Brasília Norte, composta por gnaisses e xenólitos pelíticos, encontradas na região em foco, bem como as estruturas e texturas expressas pelos dados de campo e petrografia, bem como dados litoquímicos e geocronológicos (U/Pb). 1.4 Localização e vias de acesso A região estudada localiza-se na porção sudeste do Estado de Tocantins, no município de São Valério da Natividade, a 1400 km da capital de Mato Grosso, Cuiabá. Contextualizada na Folha SC 21 ocupando parte da porção norte da Província Tocantins. O acesso à área, a partir da capital Cuiabá, se faz através da BR-070 até a BR-153 já no estado de Goiás, tomando o sentido norte. Já no estado de Tocantins, próximo a cidade de Alvorada toma-se, no sentido leste, a TO- 248 até o município de São Valério da Natividade em Tocantins (fig. 1). A área é acessada, em porção norte pela TO-248, e de sul a norte pela estrada para Paranã (TO-490), sem pavimentação, as demais porções são acessadas através de estradas vicinais (fig. 2). 10

17 Figura 1: Mapa de Localização e vias de acesso do município de São Valério da Natividade - TO, imagens de OpenStreetMap. 1.5 Materiais e Métodos A pesquisa se desenvolve em etapas formuladas para a realização de coleta de dados e processamento e interpretação, tais etapas são descritas nos subtítulos a seguir Etapa Preliminar Esta etapa consiste em revisão bibliográfica aplicada a revisão de metodologia ao qual destina-se a aplicação de métodos de analises, revisão bibliográfica da região e compilação dos dados geológicos disponíveis sobre a área. Além da revisão bibliográfica, foram 11

18 utilizados imagens e dados georreferenciadas, para composição da base cartográfica de localização e previa seleção de possíveis afloramentos, através de interpretação fotogeológica Revisão Bibliográfica A revisão bibliográfica explorou toda a literatura acessível aos portais públicos, livros e no portal de periódicos da CAPES, envolvendo a área em estudo, bem como as técnicas aplicáveis as unidades previamente encontradas na literatura Interpretação Fotogeológica Os sensores remotos de domínio público encontrados no portal do Serviço Geológico Americano (USGS), em sensores LANDSAT - 8, SRTM (Suttle Radar Topography Mission), imagem dos sensores CERB encontrado no portal no INPE (Instituto Acional de Pesquisas Espaciais), processados através de softwares gestores de SIG (sistema de Informação Geográfica), seja Qgis, Argis e Google Earth. Os produtos gerados através desses dados são usados para elaborar mapas de vias de acessos e localização, bem como previa localização de possíveis alvos e possível domínios litológicos através de zonas homologas definidas por critérios de reconhecimentos de feições estruturais, texturas, geomorfológicas e padrões de drenagens. Em etapas posteriores esses dados são integrados aos demais dados, seja com dados da etapa de campo, onde são usados para confecção de mapa esquemático geológico, para representar a distribuição e localização das unidades encontradas, ao qual são formuladas através da integração dos demais dados, bibliografia, litoquimica, petrografia e geocronologia Etapa de Aquisição de Dados A etapa de aquisição consistiu no processo de obtenção de dados determinados por trabalhos de campo e de laboratório Trabalhos de Campo Realizado no período de março de 2015 onde foram encontrados 11 afloramentos representativos (fig. 2), ao qual a amostragem de campo culminou em 68 amostras de rocha. Após seleção preliminar ainda em campo, esse material é destinado as etapas seguintes de 12

19 laboratório, como as etapas de litogeoquimica, geocronologia e petrografia. Além das amostras, dados de descrição macroscópica e estruturais são envolvidas na determinação de texturas e estruturas macroscópicas determinantes para a classificação dos litotipos, bem como dos processos metamórficos envolvidos em sua evolução. Figura 2: Mapa de Localização de Afloramentos da área estudada (imagens BingMaps) Trabalhos de Laboratório Consiste em revisão, em primeiro passo, em aprofundar e revisar a descrição macroscópica, com o propósito de refinar a seleção previa de amostras, elaborada em campo, no intuito de selecionar as amostras, seguindo critérios de representatividade, grau de preservação e qualidade, com finalidade de suprir a demanda por amostras das etapas que envolvem análise laboratorial, no qual são descritas nos itens a seguir. Análises Petrográficas Foram confeccionadas 62 lâminas delgadas, de 30 amostras, distribuídas em 42 gnaisses e migmatitos, 12 xenólitos pelíticos e 10 quartzitos. A laminas foram confeccionadas no Laboratório de Laminação da Faculdade de Geociências - UFMT, com exceção de 5 laminas de xenólitos confeccionadas no Laboratório de Laminação no Departamento de Geologia na Universidade Federal de Ouro Preto. A descrição microscópica foi realizada com auxílio de 13

20 microscópio binocular modelo BX41 marca Olympus, localizado no Laboratório de Microscopia, na Faculdade de Geociências - UFMT. O estudo petrográfico focou na descrição da assembleia mineralógica e feições texturais das amostras. As fotomicrografias foram adquiridas utilizando-se um aparelho modelo Fugitsu General Limitad acopladas ao microscópio. Análises Geoquímicas São selecionadas 11 amostras para a analises litoquímicas, britadas manualmente com auxílio de marretas e posteriormente pulverizadas no Laboratório Multiusuário de Técnicas Analíticas (LAMUTA) da Faculdade de Geociências - UFMT, com o uso de um moinho de disco da Marca AMEF modelo AMP1-S com panela de carbeto de tungstênio, com ciclos de 100 segundos, utilizando o sistema pneumático e motor de alta rotação acoplado a um compressor de ar da marca Schulz com pressão máxima de 8Pa. Os resultados obtidos através das análises efetuadas pelo laboratório da Australian Laboratory Services-ALS BRASIL CHEMEX, para quantificar os elementos maiores expresso em mols de oxido por porcentagem em peso (SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, MnO, CaO, Na2O, K2O, Cr2O3, MgO e P2O5, SrO e BaO), e menores são expressos em parte por milhão (Ba, Rb, Sr, Zr, Y, Zr, Y, Hf, Nb, Ga, Ta, Th, Cr, Cs, U, V, W, Sn, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb e Lu), cujos dados foram obtidos pelo método ICP-MS. Análises Geocronológicas Para análise geocronológica, pelo geocronometro U-Pb, foi selecionada uma amostra de gnaisses no afloramento MG-04, previamente preparada no laboratório de preparação de amostras do DRM-UFMT, com britagem manual com auxílio de marreta seguido de moagem em moinho de disco, e peneiramento nas frações 63, 90 e 250 mesh. As frações passam por remoção dos minerais magnéticos com a utilização de ímã. As frações são enviadas ao Laboratório de Estudos Geocronológicos, Geodinâmicos e Ambientais do Instituto de Geociências da Universidade de Brasília-UnB. A amostra passa por processo de batiamento manual, ao obter o concentrado de minerais pesados, segue para o separador magnético Frantz. A concentrado em seguida segue para lupa onde foram selecionados 100 (cem) grãos de zircão com o auxílio de lupa binocular, sendo que 50 deles foram concentrados para confecção dos mount, seguido de polimentos, utilizando pasta de 14

21 diamante de 3 a 1 μm de diâmetro, após o polimento o mount limpos com ultrassom em HNO3 a 3% e água purificada. A análise foi realizada pelo método MC-ICP-MS Lasers Ablation (Multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry) em um aparelho modelo Thermo Finnigan Neptune acoplado a um sistema laser New Wave de 213 μm Nd-YAG, para obtenção de isótopos de U-Pb, segundo os preceitos formulados por Buhn et al. (2009). Os posicionamentos do feixe do laser durante a fase de ablação, é auxiliado por imagens de catodoluminescência (CL), obtidas por microscópico eletrônico de varredura Etapa de Tratamento e Sistematização dos Dados Esta etapa consiste no tratamento dos dados coletados nas etapas anteriores, desde a etapa preliminar a etapas de laboratório, onde é elaborado a selecionados os dados qualitativos e representativos e seu refinamento, obedecendo a parâmetros e metodologias encontrados na revisão bibliográficas, com o auxílio de softwares, como Argis e Qgis para dados vetoriais georeferenciados, Excel com extensão Isoplot, para dados geocronológicos, GCDKit 4.0 e Excel para os dados geoquímicos, e Infinit Capture e Adobe Illustrator para fotomicrografias. Os dados foram integrados e sumarizados em artigo cientifico e nesta dissertação com auxílio de Microsoft Word. 1.6 Contexto Geológico Regional A geologia da região de São Valério da Natividade pertence à porção nordeste da Província Tocantins, e envolve o embasamento paleoproterozóico da Faixa Brasília Norte, formado pelo Bloco Crustal Cavalcante-Natividade e Maciço de Goiás, recobertos por sedimentos psamíticos paleo a mesoproterozoicos e com intrusões de granitoides neoproterozoicos do Arco Magmático de Goiás. A Província Tocantins (Almeida et al., 1981) teve sua origem durante o Neoproterozóico, pela convergência dos crátons Amazônico, São Francisco e Paranapanema, formando um sistema de erógenos composto por três faixa orogênicas: Faixa Araguaia a noroeste, Faixa Brasília a leste e sudeste, e Faixa Paraguai a oeste (Fig. 3). 15

22 1.5.1 Faixa Brasília A Faixa Brasília é formada na borda oeste do Cráton São Francisco, e se estende por aproximadamente 1000 Km em direção norte-sul, sendo composta por unidades arqueanas, embasamento e bacias paleo a mesoproterozoicas, e arcos juvenis neoproterozoicos. Em relação aos ramos principais, pode ser dividida em: Faixa Brasília extremo sul (Fig. 3), com orientação E-W; centro-sul de direção NNW-SSE, ao qual e segmentada da porção norte, pela sintaxe dos Pirineus, cujo as direções NNE-SSW (Fuck et al. 2014). Em relação aos diversos estilos estruturais Fuck et al. (2014) segmenta em zona externa e zona interna. Figura 3: Mapa da Província Tocantins, suas faixas orogênicas (modificado de Delgado et al. 2003) e divisão da Faixa Brasília (modificado de Delgado et al e Fuck et al. 2014) A zona Externa é marcada por espessar coberturas sedimentar de margem passiva, em sistema de fold-and-thrust belt, sob baixo grau metamórfico, em fácies xisto verde. A norte, áreas de finas sequencias metassedimentares dobradas, dão espaço á grandes áreas de embasamento sialicos, juntas com raras sequencias vulcanossedimentares, considerado como Bloco Crustal Cavalcante-Natividade. 16

23 Zona interna é constituída: Núcleo Metamórfico formado por terrenos de alto grau, complexo granulítico Anápolis-Itauçu, separado por falhas de com coberturas neoproterozoicas de baixo grau (Grupo Araxá), e sequencias ofiolíticas remanescentes. Maciço de Goiás formado por terrenos granito-greenstone arqueanos e ortognaisses paleoproterozoicos, recobertos por metassedimentos e sequencias máfica-ultamáfica acamadada do meso a neoproterozoicos. E por fim o Arco Magmático de Goiás, considerado como um terreno neoproterozoico de arco juvenil. A área deste trabalho está relacionada ao norte da porção norte da Faixa Brasília (Fig. 4), ao qual, a zona externa é composta pelo embasamento (Bloco Crustal Almas-Cavalcante) recoberto por sedimentos da Bacia do Araí. A zona interna é constituída pelos Maciço de Goiás. O limite entre a zona externa e interna e marcada pela Zona de Cisalhamento Rio Maranhão (ZCRM), essas unidades são descritas nos itens a seguir Maciço Goiás O Maciço de Goiás e formado por terrenos granitos-greenstone arqueanos e granitoides paleoproterozoicos, dividido em Domínio Crixás-Goiás, a sudoeste, composto por sequências komatiítos arqueanos e sequencias tipo greenstone e metassedimentos paleproterozóico; e Domínio Campinorte, a norte, dominado pelas sequencias metavulcanossedimentares e metagranitos da suíte Pau de Mel juntamente com granito-gnaisse, milonitos félsicos e ultramilonitos paleoproterozóicos (Cordeiro et al., 2014). O Domínio Campinorte é formado um arco paleopretorozoico marcado pela sequência metavulcanossedimentar Campinorte, suíte Pau de Mel, juntamente com granito-gnaisse e milonitos félsicos, ultramilonitos e granulitos paleoproterozóicos (Cordeiro, 2014). A sequência metassedimentar Campinorte é dominada por quartzo-muscovita xisto, quartzitos e lentes de gondito, com raras metavulcanicas associadas, cujo as idades, em metatulfo felsico e de Ma, e com um máximo deposicional de 2,2 Ga (Giustina et al, 2009). Intrusiva nessa sequência a Suíte Pau de Mel é formada por metagranitos, metatonalitos e metagranodioritos com idades entre 2,17 e 2,07 Ga com idades modelo Sm-NdTDM entre 2.1 e 2.4 Ga. Os gnaisses graníticos e granodioríticos encontrados no município de São Valério da Natividade, segundo Fuck et al. (2014) pertencentes ao Maciço de Goiás, e, portanto, representando sua extensão a norte, apresentam idades do protólito ígneo por U-Pb de 2143 ± 17

24 11 Ma, e Sm-Nd (TDM) 2,46 Ga, como idade da fonte, o que implica em retrabalhamento de crosta Arqueana. Figura 4: Faixa Brasília Norte e domínios do Bloco Crustal Cavalcante Natividade e Maciço de Goiás, modificado de Fuck et al e Cordeiro et al Os paragranulitos e granulitos máficos marcam um pico metamórfico entre 2,11 a 2,09 Ga, encerrando o ciclo de formação do Maciço de Goiás (Cordeiro, 2014). Já as idades em granulito do Complexo Barro Alto marcam um pico metamórfico neoproterozoico, com idades 750 Ma (Guistina et al. 2009), o que é registrado no intercepto inferior de idades U-Pb em zircões de meta-ígneas da região (Cordeiro, 2014; Oliveira, 2015). Essas idades são relacionadas a um retrabalhamento neoproterozoico e uma possível colagem do domínio Campinorte ao Domínio Cavalcante-Arrais. 18

25 Bloco Crustal Cavalcante-Natividade O Bloco Crustal Cavalcante-Natividade (CN) é dividido em Domínio Almas-Conceição do Tocantins (Grupo Riachão do Ouro e Suíte Almas-Dianópolis) e Domínio Cavalcante- Arrais (Suíte Aurumina e Formação Ticunzal), ambos recobertos em sua porção extremo norte pelo Grupo Natividade (Praxedes, 2015) e a mais ao sul, desse domínio, pelo Grupo Araí (Cordeiro et al., 2014). Domínio Almas-Conceição do Tocantins é formado por uma associação de granitos gnaisses associados as rochas supracrustais com anfibolitos, basaltos, sericita e clorita filitos, formação ferrífera bandada e tufos félsicos localizado em torno dos granitos gnaisses. Duas suítes de granitos cálcio-alcalinos, são encontradas a mais antiga forma uma suíte de baixo Al com tonalito, trondhjemito, granodiorito e quartzo diorito rico em hornblenda, com idades entre 2,3 Ga, e a mais jovem de tonalito e granodiorito ricos em biotita e de alto-al, com idades entre 2,18 e 2,14 Ga (Fuck et al. 2014). Domínio Cavalcante-Arrais é formado pela Suíte Aurumina formada por metagranitos peraluminosos associados a metassedimentos representados por grafita xisto e paragnaisses da formação Ticunzal, associados a essa formação é comum a presença de granitos peraluminoso de caráter sin-colisional (Cordeiro et al., 2014), relacionado a Suíte Aurumina, cujo idades U- Pb LA-ICPMS realizadas em metatonalitos, revelam idades de cristalização magmática 2172 ± 16 Ma (Praxedes, 2015). Segundo Marques (2009), essa suíte se restringe ao Terreno Jaú- Cavalcante, análogo ao Domínio Cavalcante-Arrais (Fuck et al. 2014), a sul da Falha de Paranã, limitando sua extensão a norte, fora da área alvo deste trabalho. Contudo Abdallah & Rodrigues (2014), relacionam uma suíte de granitos peraluminosos com idades U-Pb LA- ICPMS de 2265±9,6 Ma como idade de cristalização, cujo as idades da fonte são de 2456±6 Ma, relaciona a Suíte Granítica Ribeirão Areias, associada a um arco intraoceânico por Cordeiro (2014) Grupo Araí O Grupo Araí é relacionado a uma bacia do tipo rift do final do Paleoproterozóico, constituída por rochas supracrustais e vulcanismo bimodal intraplaca (Alvarenga et al., 2007), em ambiente plataformal e continental (Marques, 2010) desenvolvida entre aproximadamente 1,8 e 1,6 Ga, ambas metamorfizadas em fácies xisto verde inferior. Segundo Alvarenga et al. 19

26 (2007) é dividida em duas formações, Arrais e Traíras, enquanto Marques, (2010) define três sequencias. Formação Arraias na fase sin-rift formada por arenitos, conglomerados, sequencias de leques aluviais, arenitos fluviais e vulcanismo bimodal, segundo Alvarenga et al., (2007). Enquanto Marques (2010), define as três sequencias: sedimentação continental, pré rift, com conglomerado polímiticos, quartzitos eólicos e conglomerados oligomítcios, seguido de uma sequência sin rift, formado por metapiroclásticas líticas. A sequência transicional de caráter marinho e continental com intercalações de quartzitos, conglomerados oligomíticos e localmente metagrauvaca, seguido por quartzitos, metapelitos e subordinadamente conglomerado oligomítico, e por fim uma sequência pós rift (Formação Traíras) de plataforma marinho silico-carbonatada com granodecrescência ascendente. Já Alvarenga et al., (2007) define a Formação Traíras como conjunto heterolítico de siltitos estratificados e arenitos, em ambiente marinho raso e transicional. 20

27 CAPÍTULO 2 ARTIGO SUBMETIDO A SERIE CIÊNTIFICA DA USP PETROGRAFIA DAS ROCHAS METAMÓRFICAS DA REGIÃO DE SÃO VALÉRIO DA NATIVIDADE (TO) E LITOQUIMICA E GEOCRONOLOGIA DOS GNAISSES. PETROGRAPHY OF METAMORPHIC ROCKS OF THE SÃO VALÉRIO DA NATIVIDADE (TO) REGION AND LITHOCHEMISTRY AND GEOCHRONOLOGY OF GNEISSES Gilliard Medeiros Borges ˡ, Ronaldo Pierosan ², Rubia Ribeiro Viana 3. ˡ Programa de Pós-Graduação em Geociência, Faculdade de Geociências, Universidade Federal de Mato Grosso UFMT Cuiabá (MT) gilliardgeo@gmail.com ² Faculdade de Geociências, Universidade Federal de Mato Grosso UFMT Cuiabá (MT). ronaldo.pierosan@yahoo.com.br; 3 Instituto de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri UFVJM Diamantina (MG). rubia.viana@ ict.ufvjm.edu.br RESUMO A geologia da região de São Valério da Natividade no estado de Tocantins está relacionada ao Maciço de Goiás e ao Bloco Cavalcante Natividade, ambos relacionados ao embasamento da Faixa Brasília. A área de estudo é constituída dominantemente por rochas Paleoproterozóicas que consistem de complexos gnáissicos ortoderivados de composição granodiorítica a tonalítica e migmatitos. Localmente, ocorrem megaxenólitos de xistos metapelíticos, com porfiroblastos de granada e estaurolita e gnaisses de origem psamítica e quartzitos. Os gnaisses ortoderivados apresentam um bandamento contínuo com orientação NE e mergulhos subverticais, enquanto os migmatitos são representados por metatexitos formados em regime compressional e sob influência de zonas de cisalhamento. A xistosidade dos metapelitos é paralela à dos gnaisses e sua associação mineralógica registra um pico metamórfico da fácies anfibolito superior com retrometamorfismo da fácies xisto verde. Com base nas foliações internas dos porfiroblastos de estaurolita dos metapelitos foi possível identificar duas fases de deformação dúctil, além de uma terceira fase marcada pela xistosidade dos mesmos e pelo bandamento gnássico. Uma quarta fase de deformação, de caráter rúptil, também pode ser observada. A composição química dos gnaisses ortoderivados sugere protólito granodiorítico, com características de suítes TTG s cálcio-alcalinas, contribuição de fusão parcial de fontes tipo MORB, no bloco crustal Cavalcante-Natividade e retrabalhamento crustal nos gnaisses do Maciço de Goiás. Os dados geocronológicos U-Pb de gnaisse ortoderivado em diagrama concórdia apresentam um intercepto superior de 2229±13 Ma, interpretado como idade do protólito e um intercepto inferior de 614±85 Ma, interpretado como a idade do metamorfismo mais jovem. Idades de cristalização semelhantes foram obtidas para o Domínio Almas- Conceição do Tocantins, também relacionadas a suítes TTG s cálcio-alcalinas (Suíte Almas- Dianópolis). A idade do metamorfismo é compatível com as idades estimadas para o Ciclo Brasiliano-Pan Africano na Faixa Brasília. PALAVRAS-CHAVES: Faixa Brasília Norte; Gnaisses paleoproterozóicos; Fácies anfibolito. 21

28 ABSTRACT The geological context of the São Valério da Natividade region in the Tocantins state consist of the Goiás Massif and the Cavalcante-Natividade Crustal Block, both related to the Brasília Belt basement. The studied area is composed mainly by Paleoproterozoic rocks such as orthogneisses of granodioritic and tonalitic composition and migmatites. Xenoliths of metapelitic schists with garnet and staurolite porphyroblasts, psamitic gneisses and quartzites occur locally. Orthogneisses show a continuous banding with NE direction and subvertical deeps while the migmatites consist of metatexites formed under compressional regime and shear zones. The metapelite schistosity is concordant to the gneisses and its mineralogical association records a metamorphic peak of the upper amphibolite facies with a green schist facies retrometamorphism. Based on the internal foliation of the staurolite, two ductile deformational phases were identified and the third phase is marked by the schistosity and the gneissic banding. A fourth deformational phase, of brittle character, can also be observed The chemical composition of the orthogneisses suggests a granodioritic protholith with affinity with TTG calc-alkaline suites, crustal reworking and contribution of MORB sources, the crustal block Cavalcante-Natividade, and crustal reworking in the Goiás Massif gneisses. Geochronological data (U-Pb LA-ICP-MS) of the orthogneiss show, in the concordia diagram, an upper intercept of 2229±13 Ma, interpreted as the protholith age of crystallization, and a lower intercept of 614±85, interpreted as the metamorphism younger age. Similar crystallization ages were obtained in the Almas-Conceição Domain, also related to calc-alkaline TTG suites (Almas-Dianópolis Suite). The metamorphism age is consistent with the Brazilian-Pan African Cycle in the Brasília Belt. KEYWORDS: North Brasília Belt, Paleoproterozoic gneisses, amphibolite facies. 1 - INTRODUÇÃO A área de estudo se encontra no sudeste do Estado de Tocantins, próximo a cidade de São Valério da Natividade. Esta região está geologicamente inserida na Província Tocantins (Almeida et al., 1981), composta por três faixas orogênicas: Paraguai, Araguaia e Brasília; localizadas entre os Crátons São Francisco, Amazônico e Paranapanema. Correspondente a porção norte da Faixa Brasília, a área é cortada pela Zona de Cisalhamento Rio Maranhão (ZCRM), que delimita o Maciço de Goiás e o Bloco Crustal Cavalcante-Natividade (Fuck et al., 2014) ao qual é fortemente influenciada por esse sistema de falhas, reativado no Neoproterozóico (Frasca et al., 2010). Segundo Drago et al. (1981), a área é constituída por biotita gnaisses de composição granítica e migmatitos, contendo quartzo, feldspato alcalino, plagioclásio e biotita. Recentemente, os trabalhos desenvolvidos nos gnaisses graníticos e granodioríticos encontrados no município de São Valério da Natividade apontam uma idade do protólito ígneo por U-Pb de 2143±11 Ma e idade modelo Nd de 2,46 Ga, relacionadas ao retrabalhamento de crosta Arqueana, associados ao Maciço de Goiás (Fuck et al., 2014). Trabalhos anteriores (Delgado et al., 2003; Frasca et al., 2010) relacionavam os gnaisses à faixa móvel paleoproterozóica Dianópolis-Silvânia, ao qual compõem o Complexo Almas- Cavalcante (Abdallah e Rodrigues, 2014). Esta faixa móvel é relacionada a colagens de arcos 22

29 de origem primitiva ainda no paleoproterozóico (Delgado et al., 2003; Frasca et al. 2010; Abdallah e Rodrigues, 2014; Cordeiro, 2014). Contudo, outros autores (Fuck et al., 2014; Marques, 2009), afirmam que a convergência desses blocos ocorre apenas no neoproterozoico, durante a formação da Faixa Brasília. É consenso entre estes autores a reativação de estruturas pretéritas em eventos metamórficos, ocorridas no Neoproterozóico, relacionada à ZCRM e ao Lineamento Transbrasiliano (LT). A região estudada ainda é alvo de muita controvérsia relacionada à sua evolução, às fases metamórficas, disposição e correlação temporal dos eventos tectônicos ocorridos, fatos que motivaram o desenvolvimento desse trabalho. Assim, esse trabalho utiliza de análises litoquímicas, técnicas petrográficas em microtectônica, caracterização da associação mineral e dados geocronológicos U-Pb, na tentativa de elucidar algumas dessas questões, especialmente no que diz respeito a formação e evolução do embasamento na região e a da evolução metamórfica dos litotipos encontrados nas proximidades da cidade de São Valério da Natividade. 2 - MÉTODOS As amostras e dados estruturais foram coletados em trabalho de campo, guiados por mapas, confeccionados a partir de interpretações de imagens de satélite com sensores LANDSAT-8 e SRTM, disponível no portal do serviço geológico dos Estados Unidos da América (USGS) e base cartográfica e geológica da Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais - Serviço Geológico do Brasil (CPRM), cartas Gurupi SC.22-Z-D e Alvorada SD.22-X-B, sumarizados pelo software Qgis O produto dessa integração de dados é o mapa esquemático geológico em escala 1: Um total de sessenta e quatro lâminas delgadas foram confeccionadas a partir de amostras de rocha coletadas em 11 pontos (MG01-11). A preparação das laminas se deu no Laboratório Laminação no Departamento de Recursos Minerais na Universidade Federal de Mato Grosso. As análises litoquímicas dos gnaisses foram obtidas no laboratório ALS CHEMEX. Os elementos maiores foram analisados por emissão atômica por plasma acoplado indutivamente (ICP-AES), enquanto os elementos menores e traço por espectrometria de massa por plasma acoplado indutivamente (ICP-MS). Os dados foram tratados para base anidra, com os softwares Excel e GCDkit 3.0. Os dados de geocronologia U-Pb foram produzidos por LA-MC-ICP-MS (Lasers Ablation Multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry), modelo Thermo Finnigan Neptune acoplado a um sistema laser NewWave de 213 μm Nd-YAG, realizado em zircão, no laboratório de geocronologia da UnB, conforme os procedimentos gerais propostos por Bühn et al. (2009). Utilizou-se do software Isoplot 4.1, segundo os procedimentos de Ludwig (2012) para análise dos dados. 3 - GEOLOGIA REGIONAL A parte norte da Província Tocantins (Almeida et al., 1981), compõe parte centro e leste do sudeste do estado de Tocantins. Essa província é formada por três faixas orogênicas 23

30 denominadas de Faixa Paraguai a sudoeste, Faixa Araguaia a noroeste, e Brasília, localizada margem ocidental do Cráton São Francisco (Pimentel et al., 2000b; Fuck et al., 2014). A área de estudo é representada pela Faixa Brasília, que é definida como um orógeno de aproximadamente 1000 km em direção norte-sul, formada pela convergência dos Crátons Amazônico e Paranapanema com o Cráton São Francisco (Pimentel et al., 2000b; Fuck et al., 2014). Esta faixa foi dividida em uma porção norte, com trends estruturais NNE-SSW, separada da porção centro-sul, de direção NNW-SSE, pela Sintaxe dos Pirineus (WNW-ESE) e uma porção no extremo sul, bordejando o Cráton São Francisco, com direções E-W (Fuck et al., 2014). Quanto aos estilos estruturais Fuck et al. (2014) segmenta em zona externa e zona interna. A zona externa é composta por espessar coberturas sedimentar de margem passiva (grupos Natividade, Araí, Paranoá, Canastra), em sistema de fold-and-thrust belt, sob baixo grau metamórfico, em fácies xisto verde. A norte, essas sequencias dão espaço à grandes áreas de embasamento sialicos, juntas com raras sequencias vulcanossedimentares do Bloco Crustal Cavalcante-Natividade. A zona interna é constituída por um Núcleo Metamórfico (complexo granulítico Anápolis-Itauçu), separado por falhas de sequencias neoproterozoicas de baixo grau (Grupo Araxá e Serra da Mesa) e sequencias ofiolíticas remanescentes. A zona interna, ainda abrange o Maciço de Goiás (terrenos granito-greenstone arqueanos e ortognaisses paleoproterozoicos) e um terreno neoproterozoico de arco juvenil, denominado Arco Magmático de Goiás. A região de São Valério da Natividade está situada na zona limítrofe entre o Maciço de Goiás e o Domínio Cavalcante-Arrais (Fuck et al., 2014). Segundo Delgado et al. (2003) esses terrenos pertencem a faixa paleoproterozoica Dianópolis-Silvania. Contudo, a faixa paleoproterozoica Dianópolis-Silvania tem entrado em desuso, a partir dos trabalhos de Marques (2009), Cordeiro et al. (2014) e Praxedes (2015). O Bloco Crustal Cavalcante-Natividade (CN) é dividido em Domínio Almas- Conceição do Tocantins (Grupo Riachão do Ouro e Suíte Almas-Dianópolis) e Cavalcante- Arrais (Suíte Aurumina e Formação Ticunzal). Segundo Praxedes (2015) e Frasca et al., (2010) o bloco é recoberto pelo Grupo Natividade e Araí, respectivamente e tem seu limite com o Maciço de Goiás marcado pela Zona de Cisalhamento Rio Maranhão (ZCRM). O Maciço de Goiás é dividido em dois Domínios: i) Crixás-Goiás, composto por sequencias de greenstone belt arqueano e metassedimentos paleproterozóico; e ii) Campinorte, dominados por metagranitos da suíte Pau de Mel, juntamente com granito-gnaisse, milonitos félsicos e ultramilonitos paleoproterozóicos (Cordeiro et al., 2014) e uma sequência metassedimentar Campinorte (ESSA SEQUENCIA FAZ PARTE DO DOMINIO CAMPINORTE????), dominada por quartzo-muscovita xisto, quartzitos e lentes de gondito, com raras associações de rochas metavulcânicas (Guistina et al, 2009). O Maciço de Goiás limita com o Arco Magmático de Goiás através da Zona de Cisalhamento Rio dos Bois. O Arco Magmático de Goiás é formado por duas granitogênese neoproterozóicas, uma de arco juvenil entre 930 a 800 Ma e outra de arco continental entre 630 a 600 Ma com sequencias vulcânicas e granitoides pós orogênicos mais jovens (Pimentel et al., 2000a; Fuck et al., 2014). 24

31 Figura 1: a) Contexto geológico regional da Faixa Brasília setentrional segundo, Fuck et al. (2014), b) Domínios geológicos da porção sudeste do estado de Tocantins, a direita, (adaptado de Fuck et al., 2014; Drago et al., 1981). 25

32 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. O Maciço de Goiás, na região estudada, consiste de ortognaisses do Domínio Campinorte, cujo protólito ígneo forneceu idade U-Pb de 2143±11 Ma e idade modelo Nd de 2,46 Ga (Fuck et al., 2014), relacionado ao Arco Campinorte formado entre 2.19 e 2.14 Ga (Cordeiro, 2014). Já o Domínio Cavalcante-Arrais é representado pela Suíte Arumina, considerada com uma suíte sin colisional peraluminosa com idades de cristalização de U-Pb LA-ICP-MS de 2172±16 Ma realizadas em zircão de metatonalitos (Praxedes 2015). O embasamento é encoberto por rochas metassedimentares relacionadas com o Grupo Araí (Drago et al., 1981; Delgado et al., 2003; Frasca et al., 2010; Alvarenga et al., 2007), formado por uma bacia do tipo rift do final do Paleoproterozóico, constituída por rochas supracrustais e vulcanismo bimodal intraplaca desenvolvida entre aproximadamente 1,8 e 1,6 Ga (Alvarenga et al., 2007). O Grupo Araí é formado por arenitos, conglomerados, sequencias de leques aluviais, arenitos fluviais e vulcanismo bimodal da Formação Arraias na fase sin-rift (Alvarenga et al., 2007) e um conjunto heterolítico de siltitos estratificados e arenitos, em ambiente marinho raso e transicional da Formação Traíras, fase pós-rift, ambas metamorfizadas em fácies xisto verde inferior Geologia Estrutural e Evolução Tectônica Os domínios estruturais da Faixa Brasília, compreendidos nos trabalhos de Fonseca et al. (1995) e Uhlein et al. (2012) envolvem os domínios de antepaís interno ou domínio interno com sequências metassedimentares e terrenos do embasamento, deformados por uma tectônica thick-skinned com foliação sub-horizontal ou suavemente dobrada, de médio a alto grau de metamorfismo, e o domínio externo com estrutura de dobras e empurrões, médio a baixo grau de metamorfismo onde predomina um estilo thin-skinned. O núcleo metamórfico compreende terrenos do embasamento s.s., complexos máfico-ultramáficos (Barro Alto, Niquelândia e Canabrava), e seqüências vulcano-sedimentares, que apresentam característica de um sistema transpressivo, relacionadas ao lineamento Transbrasiliano. Frasca et al. (2010) apresentaram quatro domínios estruturais relacionados à região: 1) Domínio Dúctil do Embasamento, marcado por um forte encurtamento crustal em regime dúctil e contracional, com dobras apertadas expostas em raras superfícies preservadas N03 E 84 SE e N26 E 48 SE (S1), transpostas pelo bandamento gnáissico de atitude N21 W 17 NE (S2) e. 2) Domínio Dúctil Compressional, o qual corresponde à predominância de um regime sob cisalhamento puro e encurtamento crustal, com dobras (N33 E 64 NW N27 E 57 SE) que envolvem cisalhamento paralelo ao acamadamento estratigráfico (S3), em um processo combinado entre deslocamento e fluxo flexural. 3) Domínio Dúctil Transcorrente Transtracional, correspondente a zonas de cisalhamento com mergulhos altos e vergências opostas, caracterizadas ainda por feições de boudinage de estruturas previamente dobradas, com planos axiais subverticais e subconcordantes aos planos de cisalhamento e eixos verticais a sub-horizontalizados, com planos preferenciais (S4) na direção N26 E 69 NW e com padrões de fraturas extensionais tardias e preenchidas por veios de quartzo com atitude N38 E/86 SE. 4) Domínio de Intrusões Pós-orogênicas a Anorogênicas, correspondente a 26

33 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. zonas de intrusões tardias e de caráter extensional ou isótropa em regime rúptil e rúptil/dúctil, correspondente a zonas de falhas e fraturas de direção N36 E 82 SE. 4 - GEOLOGIA LOCAL Figura 2: Mapa geológico da região de São Valério da Natividade (lineamentos extraídos de Frasca et al. 2010, Abdallah et al. 2013). Ao todo, foram descritos 20 afloramentos de rocha, sendo que em 11 pontos foram coletadas amostras representativas para petrografia, gerando o mapa da Fig. 2 em escala 1: , representando as unidades descritas. No Bloco Crustal Cavalcante-Natividade ocorrem biotita migmatitos metatexíticos e biotita gnaisses, recobertos por quartzitos do Grupo Araí. Na área relacionada ao Maciço de Goiás afloram, dominantemente, muscovitabiotita gnaisses, com muscovita gnaisses subordinados. Localmente se observa a presença de 27

34 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. megaxenólitos de xistos metapelíticos e muscovita-biotita-silimanita gnaisses, de origem psamítica, hospedados no muscovita-biotita gnaisse (Fig. 2) Bloco Crustal Cavalcante-Natividade Biotita migmatito metatexítico O biotita migmatito metatexítico do Bloco Crustal Cavalcante-Natividade está exposto na porção sudeste da área (ponto MG-08 e algumas porções no afloramento MG-02) na margem do Rio São Valério. Sua ocorrência é na forma de lajedos e blocos alongados de rochas de cor cinza e granulação média a grossa. São compostos por plagioclásio, quartzo, biotita e feldspato alcalino, além de minerais acessórios como opacos, zircão, titanita e granada. O paleossoma consiste de uma rocha gnássica com bandamento marcado pela alternância de bandas félsicas (plagioclásio + quartzo + feldspato alcalino) e máficas (biotita + epidoto). O bandamento gnássico possui orientação preferencial de N50 E 25 SE, que varia até N25 W 08 NE, quando dobrado. O leucossoma é constituído por uma rocha leucocrática de composição granítica e textura grossa a muito grossa, formando corpos estromáticos centimétricos contínuos (Fig. 3a) e injeções discordantes do bandamento do paleossoma (Fig. 3b). Figura 3: Aspectos de campo e petrográfico do Bloco Crustal Cavalcante-Natividade: a) biotita migmatito com dobras com eixo sub-horizontal, com dique pegmatítico discordante (seta preta); b) dique pegmatítico em biotita gnaisse discordantes do bandamento estromático (seta preta). c) Biotita migmatito, rb - ribbons de quartzo, bm - 28

35 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. bandamento máfico marcado por biotita e epidoto, Plg - porfiroclastos de plagioclásio; d) plagioclásio em BM, inclusões de quartzo, epidoto (seta branca) e biotita (seta clara), mx matriz. A textura do paleossoma varia de granoblástica interlobada inequigranular média a fina até porfiroclástica com porfiroclastos de feldspato alcalino em matriz granolepidoblástica média. O plagioclásio é anédrico a subédrico com macla albita muito fina, parcialmente apagadas (Fig. 3c). Inclusões de biotita sagenítica, zircão e quartzo globular (Fig. 3d) estão presentes nos plagioclágios, que se encontram parcialmente substituído por minerais de alteração argílica e sericítica. O quartzo ocorre principalmente na matriz com granulação fina e bordas ameboides serrilhadas e em sombras de pressão dos porfiroclastos, apresentando contatos poligonais e, muitas vezes, estiramento formando ribbons (Fig. 3c). Texturas de recristalização do tipo rotação de subgrão (subgrain rotation - SGR) e migração de borda de grão (grain boundary migration - GBM), são comuns nos cristais de quartzo, assim como inclusões de biotita e epidoto. O feldspato alcalino é do tipo ortoclásio e ocorre como porfiroclastos rotacionados de até 10 mm. A biotita possui forma subédrica, pleocroísmo verde claro a castanho escuro e, quando associada ao epidoto, não apresenta pleocroísmo. O zircão é euédrico, prismático e extremamente metamítico. Opacos, allanita subédrica com alteração para clinozoizita, constituem os minerais acessórios juntamente com o zircão. Minerais de alteração consistem de epidoto, como produto de saussuritização, mica branca e argilominerais Biotita gnaisse O biotita gnaisse aflora principalmente em forma de lajedos nas margens da estrada em direção ao município de Paranã e no leito do Rio São Valério (pontos M-G02, 03 e 04), na porção sudeste e leste da área. Ocorre como corpos contínuos e tabulares com bandamento gnássico de orientação preferencial entre N70 E 76 NW e N68 E 84 SE. Estas rochas apresentam cor cinza, granulação inequigranular média a fina, com porfiroclastos de feldspato alcalino. O bandamento é marcado pela orientação da biotita nas bandas máficas e de quartzo e feldspatos na banda félsica (Fig. 4a). Uma lineação de estiramento mineral, com orientação sub-horizontal, é marcada por grãos estirados de quartzo. Estas rochas apresentam cristais predominantemente xenomórficos com textura granoblástica interlobada e constituídos por plagioclásio, quartzo, feldspato alcalino e biotita. Os acessórios são allanita, zircão, apatita e opacos. Muscovita, epidoto e clorita são produtos de processos de alteração. O plagioclásio é anédrico a subédrico com bordas ameboides ou serrilhadas, podendo apresentar bordas de crescimento (Fig. 4b) e inclusões de quartzo globular e vermicular, bem como de biotita. A matriz (Fig. 4b) consiste de cristais anédricos com bordas interlobadas desenvolvidas entre os grãos de quartzo, formando microestruturas de recristalização dinâmica por migração de borda de grão do tipo left-over e window. O feldspato alcalino (microclina e ortoclásio) é subédrico a anédrico e ocorre como porfiroclasto geralmente não maclados ou na matriz, como microclina com macla, concentrada no núcleo e bodas ameboides, sem macla. Possui lamelas de exsolução (pertitas) e forma intercrescimento micrográfico com quartzo (Fig. 4c). O quartzo é anédrico e restrito a matriz, formando 29

36 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. geralmente textura granoblástica interlobada ou poligonal, principalmente em sombras de pressão. Ocorre também em ribbons de cristais anédricos e ameboides. Contém inclusões de zircão e apatita. A biotita é subédrica a anédrica com pleocroísmo de amarelo pálido a castanho escuro e sob forma lamelar em ripas. Alguns cristais de biotita não apresentam a extinção mosqueada característica. A allanita ocorre como cristais geminados ou zonados e associada com clinozoisita. O zircão é prismático euédrico. A granada granular euédrica. Os minerais de alteração são pistacita, mica branca e argilominerais, como resultado de processos de saussuritização e sericitização (Fig. 4b). Figura 4: a) bandamento gnáissico; b) Porfiroclasto de plagioclásio com bordas de crescimento (seta branca) em BG, a esquerda matriz (mx) recristalizada por SGR e GMB; c) Textura mirmequítica (seta branca) em BG, e no canto inferior esquerdo migração de borda (setas pretas); d) feldspato alcalino em substituição para muscovita, alteração sericítica Quartzitos Grupo Araí Os quartzitos estão agrupados no Grupo Araí e afloram como blocos em cristas de serras alongadas segundo direção NE. Consistem de rochas de cor cinza clara a avermelhada, com estratificação (S0) plano paralela (Fig. 5a) de direção N30 E e mergulhos 60 a 89 para SE ou NW. Estão frequentemente cortados por veios milimétricos de quartzo concordantes com a S0 e localmente discordantes. 30

37 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. São rochas de textura seriada interlobada, com granulação media a fina, composta essencialmente por quartzo, com aproximadamente 3% de muscovita, além de opacos, apatita, alanita e zircão em quantidades inferiores a 1%, constituindo os minerais acessórios. Os grãos de quartzo são orientados, recristalizado, com grãos variando entre 2,0 e 0,2mm, e com microestruturas de deformação de subgrão do tipo chessboard e ribbons. A muscovita possui granulação fina, grãos anédricos e lamelas orientadas paralelamente à foliação principal da rocha (Fig. 5b), em relação a orientação do quartzo a direção da muscovita configura uma foliação obliqua. O contato com os grãos de quartzo frequentemente forma microestrutura do tipo window e, mais raramente, microestrutura do tipo pinning. Os minerais acessórios mostram formas preferencialmente arredondadas e subordinadamente prismáticos. Figura 5: a) estratificação plano paralela; b) fotomicrografia dos quartzitos, laminas de muscovita (seta cinza) Maciço de Goiás Muscovita-biotita gnaisses Os muscovita-biotita gnaisses ocorrem em uma ampla área a oeste da ZCRM, desde o ponto MG-11 (mina da Fazenda Rodolita) até os pontos MG-01 e 09 e na margem do Rio São Valério (ponto MG-10). O bandamento gnássico dos muscovita-biotita gnaisses é lateralmente contínuo e marcado pela orientação de muscovita e biotita nas bandas máficas e de quartzo e feldspatos nas bandas félsicas (Fig. 6b). A orientação preferencial do bandamento é de N20 E 70 NW. Na margem do Rio São Valério pode ocorrer porções migmáticas centimétricas onde o peleossoma é representado pelos gnaisses com leucossoma estromático com porfiroclastos rotacionados e margeado por selvedge de biotita (Fig. 6b). Na mina da Fazenda Rodolita estas rochas estão associadas a rochas psamíticas (xistos pelíticos e muscovita-biotita-silimanita gnaisses), interpretados como xenólitos. Paralelos ao bandamento ocorrem diques pegmatíticos, metamorfizados e formando porfiroclastos de feldspato alcalino. A mineralogia dos muscovita-biotita gnaisses é composta por plagioclásio, feldspato alcalino, quartzo, biotita e muscovita. Os minerais acessórios são zircão, apatita e opacos, e os minerais de alteração são pistacita, clinozoisita, mica branca e clorita. A rocha é leucocrática, inequigranular xenomórfica com abundante textura granoblástica interlobada (Fig. 6c), com 31

38 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. porfiroclastos de feldspato alcalino e alguns cristais de plagioclásio. As bandas máficas são marcadas pela orientação de biotita e muscovita (Fig. 6c). Figura 6: Aspecto de campo do Maciço de Goiás: a) Bandamento estromático continuo com bandas máficas (seta preta) e banda félsica (seta branca); b) migmatito estromático com selvedge de biotita (seta branca) e leucossoma de migração em dique pegmatítico (seta preta) em paleossoma gnáissico; c) orientação de biotita marcando a foliação S4 (setas pretas), feldspato alcalino com inclusões de quartzo globular (setas brancas); d) ao centro: mirmequita vermicular, a esquerda, migração de borda (seta preta), cristalização de melt em junção tríplice (seta cinza); e) fratura em shear band (seta branca) em plagioclásio com maclas deformadas; f) muscovita gnaisses com textura granolepidoblásticas. O plagioclásio é subédrico com bordas ameboides a interlobadas, com dimensões entre 2,0 e 0,4 mm, mostram maclas da albita, combinação albita + carlsbad e podem apresentar intercrescimento mirmequítico, quando associado ao quartzo (Fig. 6d). Os grãos de feldspato 32

39 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. alcalino (microclima) são anédricos a euédricos, granulação média a fina e bordas ameboides, podendo conter inclusões de quartzo (Fig. 6c), plagioclásio e zircão e desenvolvem intercrescimento micrográfico quando associado ao quartzo. O quartzo é anédrico com bordas ameboides a interlobadas, apresenta forte extinção ondulante e localmente desenvolve subgrãos. Feições de migração de borda nos contatos entre outros grãos de quartzo ou plagioclásio podem ser observadas (Fig. 6d). Biotita apresenta granulação fina, grãos subédricos a anédricos e hábito lamelar. O pleocroísmo é amarelo a castanho, levemente avermelhado e, geralmente, grãos bem orientados, marcando o bandamento. A muscovita está presente como cristais subédricos lamelares de granulação média, portando inclusões de zircão. A clorita ocorre substituindo pseudomorficamente a biotita e pode representar uma fase retrometamórfica de baixo grau (fácies xisto verde inferior) e ou produto de alteração. Os minerais acessórios consistem de zircão prismático a acicular, apatita subédrica prismática a anédrica e minerais opacos de granulação grossa a fina, frequentemente associados a biotita. Minerais de alteração são pistacita, clinozoisita, mica branca, além da clorita. Os diques pegmatíticos são compostos principalmente por porfiroclastos de microclina que desenvolvem pertitas e lamelas de deformação no interior dos grãos. Possuem inclusões de plagioclásio, quartzo e ortoclásio, formando textura poiquilítica. O plagioclásio é anédrico, principalmente em contato com a microclina e apresenta bordas angulosas ou ameboides Lamelas de deformação e intercrescimento mirmequítico são observados em alguns grãos de feldspatos e, em alguns casos, desenvolve fraturas ortogonais preenchidas por quartzo e biotita (shear band) (Fig. 6e). As bordas dos cristais são serrilhadas a levemente ameboides e desenvolvem textura do tipo manto-núcleo. O quartzo é anédrico com bordas ameboides e ocorre em agregados ou como grãos isolados, e com aumento do grau de deformação desenvolve extinção do tipo tabuleiro de xadrez (Fig. 6d). A muscovita possui em torno de 1,0 mm, e possuí bordas de reação com quartzo, biotita e plagioclásio e é portadora de inclusões de quartzo e zircão. Os minerais acessórios são zoisita, zircão e, mais raramente, granada Muscovita gnaisses Os muscovita gnaisses ocorrem como lentes associadas aos muscovita-biotita gnaisses, na porção oeste da área (pontos MG-05 e 17). As feições estruturais dos muscovita gnaisses se assemelham às dos muscovita-biotita gnaisses, apresentando bandamento gnássico contínuo com orientação preferencial NE e mergulhos de alto ângulo (N22 E 78 NW-SE) e diques pegmatíticos paralelos ao bandamento. São rochas dominantemente granoblásticas de granulação média, com lentes granolepidoblásticas (Fig. 6f) de granulação grossa. Composta por quartzo, plagioclásio, feldspato alcalino e muscovita. Biotita, granada, apatita, zircão e opacos ocorrem em quantidades acessórias. Minerais de alteração são mica branca, clorita, epidoto e argilominerais. Os cristais de quartzo são subédricos com bordas ameboides e extinção ondulante característica, formando subgrãos, com fraturas preenchidas por quartzo e biotita. O feldspato alcalino representado pela microclina ocorre como grãos anédricos a subédricos e podem formar porfiroclastos, por vezes rotacionados. Os contatos são ameboides, exceto quando em contato com a muscovita, onde forma microestruturas de 33

40 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. deformação em pinning. O plagioclásio é subédrico a anédrico, apresenta macla albita e contem inclusões de quartzo globular e muscovita. A muscovita é subédrica lamelar de granulação média a grossa, com forte orientação, marcando uma foliação subvertical. Minerais acessórios são biotita em reação com muscovita, apatita em grão anédricos, zircão prismático e fortemente metamítico e, minerais opacos, anédricos associados a muscovita. Os minerais de alteração mais comum são mica branca, como produto de alteração dos feldspatos, assim como epidoto, e clorita relacionada a alteração da biotita Xenólitos pelíticos Os xenólitos pelíticos ocorrem como lentes de dimensões métricas de até 50m de extensão, com orientação NE-SW. Afloram como blocos e lajedos na margem do Rio São Valério (ponto MG-10) e na cava da mina da Fazenda Rodolita (ponto MG-11), nas porções norte e sudoeste da área de estudo. As litologias consistem de estaurolita-granada-muscovita xistos, cianita-granada-biotita xistos e muscovita-biotita-silimanita gnaisses. Os estaurolita-granada-muscovita xistos são caracterizados por uma xistosidade bem desenvolvida, marcada pela orientação dos minerais micáceos, com direção N20 E 82 NW- SE. A textura porfiroblástica é marcada por expressivos porfiroblastos de granada e estaurolita (Fig. 7a), de até 10 mm. A matriz é composta por muscovita e biotita, formando textura lepidoblástica proeminente, além de quartzo em ribbons. A muscovita compõe a maior parte da matriz, com feições de deformação que desenvolvem texturas do tipo mica fish com deslizamento destral. A biotita possui pleocroismo de bege a castanho avermelhado e também forma textura do tipo mica fish. A disposição dos grãos de quartzo forma, principalmente, textura granoblástica orientada e ribbons com bordas interlobadas. Inclusões orientadas de muscovita, que evoluem, em porções de maior deformação, para microestruturas de deformação por migração de borda de grão do tipo pinning, são observadas. A estaurolita forma preferencialmente porfiroblastos de granulação grossa, com formas prismáticas subédricas a euédricas e hábito tabular (Fig. 7b). Possui uma foliação interna que, por sua vez, está crenulada (Fig. 7c). A clivagem de crenulação interna da estaurolita é paralela à xistosidade da rocha, porém não apresenta continuidade da borda dos porfiroblastos para a matriz lepidoblástica. Estas feições permitem classificar os porfiroblastos de estaurolita como pré-tectônico a fase D₃. A granada é subédrica a euédrica e ocorre, principalmente, como porfiroblastos de granulação grossa, com inclusões de quartzo, biotita, turmalina e opacos. As trilhas de inclusões da granada definem uma foliação interna levemente rotacionada (Fig. 7b) com orientação paralela a foliação da matriz, o que permite classificar os porfiroblastos de granada como sintectônicos a fase D₃. Os minerais acessórios consistem de turmalina subédrica a euédrica prismática, minerais opacos, feldspato alcalino de granulação fina compondo a matriz e, localmente, formando textura micrográfica, além de zircão com fortes halos pleocróicos. A alteração mais comum é argílica e, em alguns casos, sericítica. 34

41 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. Figura 7: a) estaurolita-granada-muscovita xistos com porfiroblasto de granada em matriz micácea marcando a xistosidade b) porfiroblastos de granada e estaurolita com trilas de inclusão em granada; c) detalhe de estaurolita com foliação relíquiar dobrada; d) cianita-granada-biotita xistos matriz micácea com porfiroclasto de granada e) 35

42 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. inclusão de estaurolita (St), em granada; f) Textura coronítica em estaurolita; g) Cianita em truncated fish com matriz lepidoblástica; h) Fibrollita em muscovita-biotita-silimanita gnaisses. Os cianita-granada-biotita xistos são inequigranulares, médios a grossos, com porfiroblastos de cianita, granada e estaurolita, geralmente de 1,0 a 2,0 cm. Alguns porfiroblastos de granada atingem 20 cm, conforme observado em exemplares explotados pela mineradora da Fazenda Rodolita. A matriz é constituída dominantemente por quartzo, biotita, clorita, anfibólio, cianita e cordierita e marcada por uma textura lepidoblástica bem desenvolvida, que confere a xistosidade da rocha. A orientação da xistosidade é N30 E 86 NW-SE. A biotita é levemente pleocróica em tons verdes, com lamelas alongadas ou cristais anédricos substituídos por clorita e/ou anfibólio. Podem formar microestruturas do tipo mica fish, quando deformados, sendo reequilibrada para biotita neoformada em equilíbrio com clorita asbestiforme. A clorita, classificada petrograficamente como clinocloro, possui cor verde claro, é levemente pleocróica e possui hábito fibroso. Forma microestruturas de deformação do tipo kink e também dobras abertas e, alguns cristais indeformados, o que sugere que esta fase mineral é tardi- a pós-tectônica a fase D₃. Os porfiroblastos de granada são euédricos com zonação composicional e inclusões de clorita, quartzo e estaurolita (Fig. 7e). O anfibólio, classificado petrograficamente como da série gedrita-antofilita, ocorre como prismas alongados e levemente dobrados, com cor de interferência de primeira ordem. Localmente apresenta bordas de reação para cordierita, biotita e clorita. Os porfiroblastos de estaurolita são subédricos a anédricos, com hábito tabular prismático, geminação 010 e a 60 e inclusões de quartzo. Frequentemente forma textura corona quando manteado por cordierita (Fig. 7f). Cianita, em seção basal apresenta clivagem boa com alteração em seus planos, anisotropia de pleocroísmo típico e evidente em seções longitudinais, apresentando reação com clorita e texturas truncated fish com matriz de biotita (Fig. 7g). Os cristais de cordierita da matriz são subédricos de hábito tabular, com geminação complexa e leve extinção ondulante. Forma textura granoblástica poligonal quando associada a outros cristais de estaurolita e está parcialmente substituída por biotita e clorita. Os muscovita-biotita-silimanita gnaisses são observados apenas no afloramento da mina da Fazenda Rodolita (ponto MG-11), em contato com o estaurolita-granada-cianita xisto e com os muscovita-biotita gnaisses. Seu bandamento composicional é marcado pela alternância de bandas félsicas (quartzo+feldspatos) com bandas máficas (silimanita+biotita+muscovita) com orientação de N27 E com mergulhos de 79 NW. Esses gnaisses apresentam textura inequigranular caracterizada por porfiroclastos de feldspato alcalino formando textura em augen. O feldspato alcalino também pode ocorrer em menores dimensões constituindo a banda félsica do gnaisse. Silimanita forma prismas alongados paralelos à foliação principal, que podem formar camadas (sillimanite folia), agregados anastomosados e microdobras (Fig. 7h), a silimanita, de forma subordinada, ainda pode apresentar sem orientação, localizada na interface entre plagioclásio e quartzo ou plagioclásio e microclina, ou alinhada a planos de fratura na rocha geralmente inclusa em grão de quartzo, plagioclásio e feldspato alcalino. A silimanita, também, pode ser encontrado em pequenos grãos aciculares nos planos de clivagem de biotita e plagioclásio, no caso da biotita a reação 36

43 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. gera migração de melt rico em fase de minerais opacos que migram entre fraturas. Nas microdobras e agregados anastomosados, os núcleos podem conter feldspato alcalino (porfiroclasto) e muscovita, ambos xenomorfos, porém a muscovita é interpretada como retrometamórfica. O quartzo é ameboide de granulação média e ocorre em agregados de contato poligonal entre outros cristais de quartzo e/ou agregados com feldspato alcalino e plagioclásio. Plagioclásio apresenta-se anédrico de granulação grossa, com maclas simples ou na matriz de granulação fina com leve extinção ondulante. Granada pode ocorrer em pequenos cristais de 0,4mm, inclusos em quartzo e plagioclásio ou em grandes cristais de 2mm, com presença de fraturas e inclusões de minerais de granulação muito fina. Fraturas e juntas podem ocorrer perpendicular ou paralelas a foliação. Em ambos os casos são preenchidas com fluidos de composição alumino-silicática, representado por precipitados de sericita e sillimanita, ou opacos, resultado de decomposição de biotita. Epidoto, sericita e argilomineral estão presentes como produto de alteração. 5 - LITOQUIMICA Foram analisadas 11 amostras de gnaisses para elementos maiores e traços, incluindo terras raras. Os dados litoquímicos estão apresentados na tabela 1 e representam o paleossoma do migmatito metatexítico e o biotita gnaisse, ambos do Maciço de Goiás. O Bloco Crustal Cavalcante-Natividade está representado pelas análises do muscovita-biotita gnaisse. As principais caraterísticas são os valores de SiO2 maiores que 70%, Al2O3 entre 13,5% e 15%, Na2O ~ 4,0% e razões Na2O/K2O > 2, e de ~1,4 para as amostras de MBG. Os índices AFM de Irvine e Baragar (1971) indicam afinidade com suítes não toleíticas (Fig. 8a) e os valores de Na2O + K2O vs SiO2 relacionam os gnaisses com séries subalcalinas. Seus valores de K2O entre 1,4 e 1,9 sugerem relação com a série cálcio-alcalina (Fig. 8b) de médio potássio (Le Maitre et al., 1989; Rickwood, 1989; Peccerillo e Taylor, 1976). Quanto à afinidade com suítes TTG, o diagrama K-Na-Ca (Fig. 8c) de Barker e Arth (1976) mostra que as amostras não plotam no campo dos throndjemitos (Martin, 1994), enquanto as amostras do Domínio Cavalcante-Arrais seguem o trend trondjemitico, as amostras do Maciço de Goiás seguem um trend paralelo ao cálcio-alcalino. Elementos com afinidade ferromagnesiana (Fe2O3 + MgO + MnO + TiO2) apresentam conteúdos inferiores 5%), exceto para os BM, cujos valores são aproximadamente 6%. As razões K2O/Na2O < 0,5, em sua maioria, são compatíveis com series TTG (Martin, 1999). Os valores baixos de Mg#, menor 0,20, são menores que a média pra TTG de Moyen e Martin (2012). Os elementos maiores permitem, segundo Le Maitre et al. (1989), a determinação de um domínio de termos tonalíticos, com granitos e granodiorito subordinados. Dados de minerais normativos para sistema anidro em Mesonorma mostram valores de quartzo entre 39 e 34%, anortita de 12% a 15%, exceto para três amostras de MBG que ficam entre 5% e 8%, albita entre 32% e 38% e ortoclásio de 8% a 18%. Ao plotar os valores de Ab, An e Or no diagrama triangular de O Connor (1965), as amostras ocupam o campo dos tonalitos e trondhjemitos para as amostras do Domínio Cavalcante-Arrais, enquanto as amostras do Maciço de Goiás ocupam o campo dos granitos (Fig. 8d). Além disso, o coríndon normativo é entre 1,2 e 0,7%, e, segundo Chappell e White (2001), rochas com valores de coríndon >1% 37

44 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. podem estar relacionadas a fusão de sedimentos ou a granitos Tipo-I extremamente fracionados. Contudo, o decréscimo de P2O5 com o aumento da sílica contraria a evolução de granitos Tipo-S. Os dados de saturação em alumina são levemente maiores que 1,0 e compatíveis, segundo Frost et. al. (2001), com granitos peraluminosos a fracamente metaluminosos (Fig. 8e). Os valores de álcalis e da razão FeOt/ (FeOt+MgO) indicam relação com rochas magnesianas e cálcicos (Frost et. al. 2001). Tabela 2: Dados litoquímicos dos gnaisses da região de São Valério da Natividade (elementos maiores e menores expressos em % peso e traços em ppm). MG 01E MG 01F MG 09B MG 02D MG 02G MG 04A MG 04J MG 04H MG 08A MG 08B MG 08C Uni MBG MBG MBG BG BG BG BG BG BM BM BM SiO₂ % 75,25 76,24 74,04 74,22 72,69 74,53 74,20 71,34 72,56 72,48 70,94 Al₂O₃ % 13,73 13,71 13,95 14,28 14,80 13,81 14,28 15,90 13,89 13,94 14,03 Fe₂O₃ % 1,39 1,40 2,33 2,63 2,85 2,40 2,39 3,22 4,05 4,44 4,68 CaO % 1,08 1,05 1,80 2,72 2,79 2,55 2,44 2,99 2,85 3,20 2,77 MgO % 0,28 0,24 0,81 0,76 0,85 0,62 0,71 0,89 1,06 1,09 1,38 Na₂O % 4,42 4,39 4,10 4,18 4,33 3,89 4,10 4,64 4,25 4,01 4,06 K₂O % 2,93 3,06 2,51 1,69 1,74 1,88 1,80 1,67 1,44 1,48 1,70 TiO₂ % 0,21 0,18 0,24 0,26 0,29 0,24 0,25 0,33 0,50 0,53 0,54 MnO % 0,02 0,02 0,03 0,04 0,04 0,03 0,03 0,04 0,06 0,07 0,07 P₂O₅ % 0,01 0,01 0,03 0,06 0,05 0,02 0,04 0,07 0,09 0,12 0,10 SrO % 0,03 0,03 0,02 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,01 0,02 0,01 BaO % 0,09 0,09 0,05 0,04 0,04 0,05 0,04 0,02 0,05 0,04 0,05 Total % 99,44 100,43 99,91 100,92 100,50 100,06 100,32 101,14 100,81 101,43 100,33 LOI % 0,60 0,45 0,74 0,58 0,68 0,45 0,54 0,63 0,65 0,68 0,91 Ba ppm 794,00 816,00 399,00 340,00 346,00 501,00 362,00 210,00 426,00 395,00 468,00 Ce ppm 75,50 63,60 21,60 35,10 26,10 40,00 37,20 12,30 46,30 46,10 52,90 Cr ppm 30,00 30,00 40,00 40,00 40,00 40,00 30,00 40,00 40,00 40,00 60,00 Cs ppm 3,52 3,10 1,92 1,47 1,66 1,41 1,90 3,20 1,53 1,75 2,09 Dy ppm 0,69 0,59 0,75 1,48 1,73 1,22 1,22 1,01 4,68 5,38 5,77 Er ppm 0,15 0,24 0,33 0,81 0,97 0,73 0,55 0,52 3,11 3,38 3,47 Eu ppm 0,68 0,62 0,42 0,63 0,69 0,61 0,62 0,71 1,11 1,03 1,13 Ga ppm 25,80 24,60 19,50 24,70 20,90 22,80 20,90 23,90 20,30 20,20 21,40 Gd ppm 1,69 1,64 1,07 1,92 2,11 1,57 1,87 1,28 4,65 5,87 6,19 Hf ppm 3,50 3,30 3,30 3,10 2,90 2,70 3,60 6,90 5,40 6,00 5,20 Ho ppm 0,10 0,08 0,13 0,32 0,32 0,23 0,18 0,19 1,00 1,12 1,19 La ppm 39,90 34,00 8,80 17,20 13,20 23,00 19,90 7,10 22,30 21,60 21,30 Lu ppm 0,03 0,05 0,05 0,12 0,12 0,10 0,05 0,07 0,38 0,46 0,44 Nb ppm 3,70 3,10 4,50 3,90 4,20 3,90 4,80 7,60 7,70 7,90 8,20 Nd ppm 25,30 21,20 6,40 11,60 10,40 13,30 14,70 4,90 23,40 24,60 26,40 Pr ppm 7,20 6,15 1,87 3,33 2,77 3,78 3,93 1,37 5,59 5,86 6,21 Rb ppm 195,00 193,50 126,00 72,10 74,30 65,70 85,40 89,00 47,30 49,90 57,60 Sm ppm 3,55 3,09 1,27 2,09 2,03 1,94 2,45 1,12 4,62 4,96 6,09 Sn ppm 4,00 3,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 3,00 3,00 Sr ppm 320,00 326,00 212,00 293,00 281,00 286,00 289,00 307,00 191,50 201,00 199,00 Ta ppm 0,80 0,60 0,60 0,80 0,70 0,40 0,60 0,80 0,80 0,80 0,90 Tb ppm 0,15 0,17 0,17 0,30 0,28 0,24 0,24 0,20 0,78 0,87 0,96 Th ppm 9,31 8,03 3,35 2,91 2,33 3,73 4,19 0,95 4,43 4,28 3,50 Tm ppm 0,03 0,03 0,05 0,12 0,13 0,10 0,08 0,08 0,45 0,47 0,51 U ppm 3,03 3,41 0,27 0,28 0,26 0,42 0,46 0,69 0,94 0,83 1,17 V ppm 24,00 20,00 31,00 36,00 35,00 33,00 29,00 39,00 47,00 43,00 51,00 W ppm 642,00 445,00 602,00 654,00 531,00 321,00 668,00 693,00 680,00 601,00 688,00 Y ppm 2,30 2,20 4,00 8,70 9,00 7,30 5,20 5,10 27,70 30,30 35,40 Yb ppm 0,18 0,14 0,26 0,73 0,71 0,62 0,37 0,42 2,72 2,95 3,22 Zr ppm 135,00 131,00 124,00 128,00 121,00 98,00 142,00 258,00 231,00 243,00 214,00 La/Ybᶰ - 315,34 161,23 41,729 33, , , ,365 24, , , ,4776 Eu/Eu* - 1,07 0,85 0,84 0,96 1,02 0,89 1,81 0,73 0,58 0,56 1,10 Abreviações: MBG muscovita-biotita gnaisse; BG biotita gnaisse; BM paleossoma do migmatito metatexítico. 38

45 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. Seguindo modelos de diagramas Harker (1901), para a tendência de diferenciação, embora os valores de SiO2 tenham uma variação de apenas 6%, observa-se uma correlação negativa dos elementos CaO, MgO, TiO2, P2O5, Fe2O3, Y e Zr, enquanto K2O, Ba, Rb, La e Sr apresentam correlação positiva (Fig. 9). Os valores relativamente estáveis de Na2O e altos de Cr são compatíveis com os esperados para suítes cálcio-alcalinas em magmas de alto Na2O (Moyen, 2011) e se apresentam tanto no Maciço de Goiás quanto no Domínio Cavalcante- Arrais. Figura 8: Diagramas classificatórios. A) diagrama AFM de Irvine e Baragar (1971); B) Diagrama SiO2 vs K2O de Peccerillo e Taylor (1976) C) Barker e Arth (1976) modificado por Moyen (2011), CA - trend cálcio-alcalino, Tj - trend trondjemitico; D) classificação por mineral normativo de O Connor (1965); E) índice de alumina saturação com campo dos granitos tipo S (Frost et al., 2001). Elementos incompatíveis como Nb, Ta e Y indicam, para a amostra BM do Domínio Cavalcante-Arrais similaridade com granitos de arco vulcânico para (Fig. 10a), segundo Pearce et al. (1984). As amostras do Maciço de Goiás e a amostra BG seguem um comportamento esperado para resultados de fusão parcial de granodioritos com sua evolução para granitos sin-tectônico. 39

46 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. Figura 9: Diagramas binários de elementos maiores, menores e traços. As amostras da fácies biotita gnaisse apresentam anomalias negativas de Ba, Nb, Ta, Th, P e Ti, relativas ao manto primitivo de Sun e McDonough (1989), ausência de anomalia de Sr e valores de Yb abaixo de 4ppm, similares a granodioritos e trondhjemitos de suítes TTG (Martin, 1999; Moyen e Martin, 2012). Os baixos valores de Sr (<300ppm) se assemelham aos de suítes TTG de baixo alumínio, com cristalização fracionada de plagioclásio (Condie, 2005), valores de Zr e anomalias de Nb e Ta compatíveis com o modelo de Martin (1999) para fontes com restitos de eclogitos ricos em rutilo. As razões de Zr/Hf são compatíveis com as de basaltos, portanto maiores que as composições de granitos Tipo-S, segundo Thompson et al. (1984). As altas razões de Zr/Sm (entre 30 e 230), Lu/Hf (entre 0,08 e 0,02), Nb/Ta (entre 4 e 12) e do conteúdo de Yb (entre 0,12 e 3,22), são próximas a valores médios de suítes TTG (Moyen e Martin, 2012). A razão La/Yb, combinada com razões altas de Zr/Sm para os MBG, 40

47 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. correspondem a magmas TTG de média pressão (Fig. 10b) em equilíbrio com clinopiroxênio, anfibólio e granada (Moyen 2011). As amostras de BG apresentam baixa razão La/Yb compatíveis com a evolução de um magma E-MORB. Porém, essas baixas razões de La/Yb, aliadas a valores variados de Yb, foram relacionadas por Condie (2005) a suítes TTG com afinidade cálcio-alcalinas pós arqueanas (Fig. 10c), que sofreram diferenciação magmática. Os valores de anomalia de Eu/Eu* 1, por média geométrica (McLennan e Taylor, 2012), se aproxima de magmas derivados do manto, com apenas uma amostra com valores de 1,8, relativa ao BG. Figura 10: Classificação das rochas estudadas baseada nos conteúdos de elementos menores a) classificação quanto a fonte por Pearce et al. (1984) demostra a afinidade para rochas de arco vulcânico; b) Moyer (2011) diagrama Sr/Y e La/Yb para diferentes magmas TTG, alta pressão (HP), média pressão (MP), baixa pressão (LP) e granitos potássicos; c) Amostra vs. Manto Primitivo segundo Sun e McDonough (1989), para elementos incompatíveis. Campo cinza corresponde a composição média a 1σ para TTG paleoproterozóico segundo Condie (2005); d) elementos terras raras normalizados por condrito (Boynton, 1984), campo em cinza pertence a composições de TTG s.s. e campo preto a outros gnaisses cinzas, segundo Moyen e Martin (2012). Com relação ao condrito de Boynton (1984), é possível relacionar três grupos distintos: o primeiro com baixa razão LaN/LuN e baixo fracionamento de ETRL em relação ETRP, correspondente aos BM, mostrando uma relação de equilíbrio do liquido com granada, mais similares aos plagiogranitos (Fig. 10d) do que a valores de TTG s.s., em comparação com o trabalho de Moyen e Martin (2012). O segundo grupo com razão LaN/LuN média, relativos aos BG, mostra uma possível relação com fracionamento de granada e cristalização 41

48 Borges, M.B Petrografia das Rochas Metamórficas da Região de São Valério da Natividade (TO) e Litoquímica e Geocronologia dos Gnaisses. de biotita. O terceiro evidencia um alto fracionamento de elementos terras raras, com altas razões LaN/LuN, relativo ao MBG, possivelmente relacionado ao fracionamento de granada e biotita. 6 - GEOCRONOLOGIA Os dados isotópicos U-Pb foram produzidos a partir da análise de 21 zircões (Tab. 2) de uma amostra de biotita gnaisse (ponto MG-04). A maioria dos cristais são incolores a translúcidos com comprimento entre 200 a 400 µm (Fig. 11), formas euédricas com hábitos prismáticos bipiramidais e razão comprimento e largura de 1:3. Alguns grãos são subédricos granulares com razões comprimento/largura entre 1:1 e 1:2, levemente castanhos e fraturados. As imagens de catodoluminescência evidenciam zonações composicionais e a presença de núcleos herdados em alguns cristais e com bordas recristalizadas (Corfu et al. 2003). A partir das razões isotópicas foi elaborado um diagrama concórdia se utilizando do software Isoplot 4.1, seguindo as orientações de Ludwig (2012). Figura 11: Imagem de catodoluminescência dos zircões: em azul, zircões usados para o diagrama concórdia; em vermelho, zircões analisados com confiança > 95%; em amarelo idade concordante; em branco dado com confiança <95%. Segundo Schoene (2014) erros individuais, de desvio padrão ou de média ponderada, podem facilitar o encontro de idades sem significado geológico, o que permite uma seleção de dados e indicar a dispersão geradas por processos de perda de Pb. Hoskin e Black (2000) indicam que valores 0,5 para razões Th/U estão relacionados a idades ígneas, e razões abaixo de 0,1 podem ser consideradas idades de recristalização de zircão metamórficos. Portanto, as razões Th/U dos zircões estudados não representam razões ígneas e se aproximam de razões metamórficas por recristalização. A distribuição da razão Th/U pelas idades Pb/Pb mostram uma leve perturbação isotópica do sistema na direção de idades mais jovens e podem ser excluídos da obtenção da idade final mais apurada. 42