MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA DEPARTAMENTO DE RECURSOS MINERAIS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS Brena Verginassi do Nascimento GRANITO ENCANTADA: REGISTRO DE UMA INTRUSÃO PERALUMINOSA NA PROVÍNCIA RONDONIANA-SAN IGNACIO, SW DO CRÁTON AMAZÔNICO-MT. Orientador Profª. Dro Carlos Humberto da Silva Co-Orientadora Profª. Dra Ana Cláudia Dantas da Costa CUIABÁ 2012
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO REITORIA Reitora Profª. Drª. Maria Lucia Cavalli Neder Vice-Reitor Prof. Dr. Francisco José Dutra Souto PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO Pró-Reitora Profª. Drª. Leny Caselli Anzai INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA Diretor Prof. Dr. Edinaldo de Castro e Silva DEPARTAMENTO DE RECURSOS MINERAIS Chefe Prof. Dr. Paulo César Corrêa da Costa PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS Coordenador Prof. Dr. Amarildo Salina Ruiz Vice-Coordenadora Profª. Drª. Maria Zélia Aguiar de Sousa I
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO N 38 GRANITO ENCANTADA: REGISTRO DE UMA INTRUSÃO PERALUMINOSA NA PROVÍNCIA RONDONIANA-SAN IGNACIO, SW DO CRÁTON AMAZÔNICO-MT. Brena Verginassi do Nascimento Orientador Profª. Dro Carlos Humberto da Silva Co-Orientadora Profª. Dra Ana Cláudia Dantas da Costa Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Geociências do Instituto de Ciências Exatas e da Terra da Universidade Federal de Mato Grosso como requisito parcial para a obtenção do Título de Mestre em Geociências. CUIABÁ 2012 II
FICHA CATALOGRÁFICA Nascimento, Brena Verginassi do GRANITO ENCANTADA: REGISTRO DE UMA INTRUSÃO PERALUMINOSA NA PROVÍNCIA RONDONIANA SAN IGNÁCIO, SW DO CRÁTON AMAZÔNICO-MT. / BrenaVerginassi do Nascimento. -- 2012 39 f. ; 30 cm. Orientador: Carlos Humberto da Silva. Co-orientadora: Ana Cláudia Dantas da Costa. Dissertação (mestrado) Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Faculdade de Geologia. Departamento de Geologia.Programa de Pós-Graduaçãoem Geociências, Cuiabá, 2012. Inclui bibliografia. 1. Granito peraluminosos, Cráton Amazônico, Província Rondoniana-San Ignacio III
GRANITO ENCANTADA: REGISTRO DE UMA INTRUSÃO PERALUMINOSA NA PROVÍNCIA RONDONIANA-SAN IGNACIO, SW DO CRÁTON AMAZÔNICO-MT. Dissertação de Mestrado MEMBROS DA BANCA EXAMINADORA Profº. Dr. Carlos Humberto da Silva Orientador (UFMT) 1º Examinador: Profa. Dra. Márcia Aparecida Sant ana Barros Examinador Interno (UFMT) 2º Examinador: Prof. Dr. Hildor J. Seer Examinador Externo (CEFET-MG) IV
DEDICATÓRIA À Deus, minha família, meus amigos. O sorriso que tenho em meus lábios é um sorriso geológico- o sorriso de quem sabe, olha, vê e compreende. (Monteiro Lobato) V
Agradecimentos Primeiramente a Deus por ter me concedido a oportunidade de estar concluindo uma fase tão importante na minha vida. Agradeço ao Programa de Pós-Graduação em Geociências pelo suporte durante estes quase três anos de mestrado. À CAPES pela concessão das 24 bolsas recebidas. Ao curso de graduação em Geologia da Universidade Federal de Mato Grosso, pela estrutura oferecida, sala de pesquisa, aulas de campo, laboratórios, coordenação, secretarias (DRM e DGG), professores, especialmente o Aquiles Lazzarotto (estágio de docência) e CEMATEGE. Em especial agradeço a professora Márcia Aparecida Sant anna Barros pela sua enorme contribuição no incremento deste trabalho. Agradeço meus amigos e colegas de mestrado, Marcelo Galé (Estragado), Rone Marcos (Companheiro), Aparecida (Cidoca), Ezenildes (Zê). Especialmente as pedreiras grandes amigas: Ludmila (Talud), Mariana Boreales, Mariana (Ximino), Suelem (Estragada), Rosamaria, Sarah, Nara, Carlinha, Raíza (Sagui), Kátia (Véia), Bárbara (Poconé). Obrigado Ricardo Timm (Psy) pelo enorme auxílo. Agradeço todos os colegas geológicos pela enorme parceria e amizade, mais em destaque a minha sister do pré-cambriano Mariarosa (Maryjane), pelos bons e plenos momentos passados juntos nesse tempo de descobertas e realizações mais principalmente por ajudar amenizar a dureza do caminho com seu jeito doce e especial. Obrigado! VI
Sumário AGRADECIMENTOS VI SUMÁRIO VII LISTA DE FIGURAS VIII LISTA DE TABELAS IX RESUMO X ABSTRACT X 1-INTRODUÇÃO 1 1.1-INTRODUÇÃO 1 1.2-OBJETIVOS 2 1.3. MÉTODOS DA PESQUISA 3 1.4. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 5 2-ARTIGO SUBMETIDO 8 Resumo 9 Abstract 10 Introdução 11 Materiais e Métodos 13 Contexto Geológico Regional 13 Geologia do Granito 16 Geoquímica do Granito Encantada 23 Considerações Finais 32 Referências Bibliográficas 33 3- DISCUSSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS 36 REFERÊNCIAS 37 VII
LISTA DE FIGURAS Figura 1. Mapa Geológico do Cráton Amazônico na região SW do estado do Mato Grosso... 12 Figura 2. Mapa Geológico do Cráton Amazônico na região SW do estado do Mato Grosso (modificado de Ruiz 2005)... 14 Figura 3. Mapa geológico da região de Santa Rita, SW do estado de Mato Grosso, enfatizando o Granito Encantada... 17 Figura 4. Fotografias de campo do Granito Encantada... 18 Figura 5. Aspectos petrográficos das rochas do Granito Encantada... 19 Figura 6. Fotos de afloramento ilustrando diques... 19 Figura7.Diagrama QAP... 20 Figura 8. Fotomicrografias do Fácies porfirítico do Granito Encantada...22 Figura 9. Fotomicrografias do Fácies equigranular do Granito Encantada...... 23 Figura 10 - Diagramas de Harker (elementos maiores, expressos em óxidos) para rochas do Granito Encantada... 27 Figura 11 - Diagramas de Harker (traços, expressos em ppm)... 28 Figura 12. Diagramas classificatórios para o Granito Encantada... 28 Figura 13. Diagrama de Shand para avaliar a relação álcalis-alumina... 29 Figura 14. (A) Distribuição dos elementos de terras raras das rochas do Granito Encantada... 30 Figura 15. (A) Diagrama Rb (Y+Nb) (Pearce et al. 1984), (B) Diagrama discriminante Nb vs Y de ambiente tectônico para o Granito Encantada...30 Figura 16. Diagrama CaO/Na 2 O x Al 2 O 3 /TiO 2 para avaliação da fonte de magmas peraluminosos...31 VIII
LISTA DE TABELAS Tabela 1. Estimativa modal em % dos minerais constituintes do Granito Encantada... 20 Tabela 2 Composições química e normativa (% peso) das amostras do granito Encantada... 24 Tabela 3. Resultados dos cálculos de temperatura das amostras do Granito Encantada realizadas da termometria de saturação em zircão...32 Tabela 4. Temperaturas de fusão de protólitos pelíticos calculadas pelo termômetro Al2O3/TiO2...32 IX
Resumo O Granito Encantada aflora na Serra de Santa Bárbara, a 15 km a nordeste do Destacamento Santa Rita, município de Porto Espiridião, região limítrofe Brasil-Bolívia. Corresponde a um corpo orientado segundo direção NNW, com duas fácies petrográficas distintas. A fácies Porfirítica é composta por rochas de composição sienogranítica, inequigranulares, com porfiroclastos de feldspato potássico imersos em uma matriz composta por quartzo, plagioclásio, biotita, muscovita, e com menos frequência granada. O fácies Equigranular caracteriza-se por rochas de composição sienogranítica, com granulação fina a média, aproximadamente equigranular, composta por quartzo, plagioclásio, feldspato potássico, biotita, muscovita e granada. Ambas as fácies apresentam foliação proeminente. Os dados litogeoquímicos revelam que o Granito Encantada possui magmatismo de caráter ácido, subalcalino, do tipo cálcio-alcalino de alto potássio a shoshonítico. As características químicas e a presença de uma foliação proeminente sugerem que o granito Encantada pode ter sido gerado em ambiente sin-colisional. Palavras-chave: Granito peraluminosos, Cráton Amazônico, Província Rondoniana-San Ignacio. Abstract The Encantada Granite is located at Santa Bárbara Hill, 15 km to northeast of the Destacamento Santa Rita (Porto Espiridião town), bordering Brazil-Bolivia area. It corresponds to NNW direction body with two different petrographic facies. The Porphyritic facies composed by sienogranitic composition rocks, inequigranular, porphiritic (reliquiar phenocrystal), pink to grey-pink coloration, feldspar potassic phenocrystals and quartz, plagioclase, biotite, muscovite, and less often, garnet. The Inequigranular facies is characterized by the occurrence of leucocratic rocks with medium to coarse granulation, pink color, composed by quartz, plagioclase, potassic feldspar, biotite, muscovite e garnet. Both facies have prominent foliation. The litogeochemistry studies reveal that the Encantada Granite can be considered as having acid magmatism, subalkaline, calc-alkaline with high potash to shoshonitic. The chemistry characteristics and the prominent foliation suggest the Encantada Granite could be generated in a sin-colisional environment. Keywords: Granite crustal Amazonian Craton, Rondonian-San Ignacio Province. X
CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO 1.1. INTRODUÇÃO Granitóides peraluminosos de origem anatética consistem em monzogranitos e leucogranitos com biotita e muscovita primária e com granada e/ou turmalina como minerais acessórios (MPG), ou de tonalitos, granodioritos, monzogranitos ricos em biotita, contendo cordierita e silicatos de alumínio com granada ou mica como minerais acessórias (CPG, Barbarin 1992). Os MPG constituem-se principalmente de leucogranitos félsicos ricos em K-feldspato e plagioclásio sódico com menos de 5% de minerais máficos e muscovita (Lameyre,1966). Os plútons MPG são descritos em muitas zonas orogênicas podendo formar desde intrusões grandes como o plúton Manaslu no Himalaia (Le Fort 1981), ou até raros plútons isolados em cinturões orogênicos (Cinturão Lachlan) no sudoeste da Austrália (Chappell e White, 1992). Os CPG são tonalitos, granodioritos e monzogranitos geralmente mais máficos que os MPG por ter mais biotita, apresentam também cordierita. Segundo Barbarin (1992) os CPG formam complexos anatéticos com inúmeros enclaves de tipos e tamanhos variados, sendo que alguns deles provavelmente representam as rochas fonte parcialmente modificadas. Os granitóides do tipo S e granitóides peraluminosos não são sinônimos (Miller, 1985; White et.al.,1986, Barbarin 1990,1992; Stuss e Cuney, 1993). Os granitóides do tipo S são determinados tipos de CPG e granitóides peraluminosos além de compreenderem os CPG, incluem granitoides do tipo S e também os MPG. Os granitóides peraluminosos (MPG e CPG) ocorrem onde há espessamento crustal como resultado da convergência de duas crostas continentais. Os CPG ocorrem dispersos no cinturão, enquanto o MPG se concentram ao longo de zonas de cisalhamento transcorrentes e de empurrão que cortam a crosta (Barbarin, 1996). Granitóides peraluminosos são citados em vários cinturões orogênicos, como por exemplo: No Cinturão Lachlan, no sudeste da Austrália (Chappel & White 1992); no Cinturão Himalaiano (Le Fort et al. 1987). No Brasil alguns exemplares são descritos na Faixa Brasília (Seer et al. 2005), na Faixa Ribeira (Janasi et al. 2003) e no Complexo Metamórfico Brusque - 1 -
(Phillip e Campos 2010). Granitóides com essas características são raros nos cinturões orogênicos do Cráton Amazônico, onde são mais frequentes os granitos anorogênicos e póscolisionais. Entre as escassas referências cita-se o trabalho de Villas e Souza (2007), que reconheceu um granitóide sincolisional, peraluminoso, do tipo S, gerado através da fusão parcial de rochas do Complexo Maracaçumé durante a implantação do Cinturão Gurupi, no nordeste do Pará. Estudos conduzidos por Matos et al. (2004) e Ruiz (2005) na região da Serra de Santa Bárbara, situada no sudoeste do estado de Mato Grosso, permitiram uma melhor compreensão da evolução geológica do Terreno Rio Alegre. Este terreno compreende rochas vulcânicas máficas e ultramáficas, sedimentares químicas, além de intrusivas máficas a félsicas. Estas rochas acham-se dispostas em uma estreita faixa de 20 km de largura, com orientação N30E? (Figura 1). Este terreno segundo Bettencourt et al. (2010) é um resultado de uma complexa evolução que tem início com o estágio de abertura, onde foram depositadas as rochas sedimentares e vulcânicas máficas e ultramáficas do Complexo Metavulcano-sedimentar Rio Alegre. Em etapa posterior as rochas da litosfera oceânica foram consumidas em zonas de subdução, gerando um arco magmático intra-oceânico, formado por rochas plutônicas cálcioalcalinas da Suíte Intrusiva Santa Rita. Posteriormente este conjunto de rochas foi deformado e metamorfizado em um processo de soft-collision. Um componente adicional da evolução geológica deste terreno foi reconhecido por Silva et al. (2012), trata-se de rochas graníticas de natureza peraluminosa, agrupadas denominadas de granito Encantada. Estas rochas são intrusivas nas rochas do Complexo Metavulcano-sedimentar Rio Alegre, na região do destacamento Santa Rita a 100 km a leste da Porto Espiridião, SW do estado de Mato Grosso (Figura 2). 1.2. OBJETIVOS Este trabalho tem como objetivo o mapeamento na escala 1:10.000 numa área referente ao Granito Encantada enfatizando o estudo petrográfico e geoquímico. - 2 -
Figura 1. Mapa Geológico do Cráton Amazônico na região SW do estado do Mato Grosso, segundo Bettencourt et.al. (2010). No encarte é apresentado um esquema do Cráton Amazônico com a subdivisão em províncias geocronológicas, segundo Tassinari e Macambira (1999). Legenda: CA = Província Amazônia Central (>2.6 Ga); MI = Província Maroni-Itaicaiunas (2.25 2.05 Ga); VT = Província Ventuari Tapajós (2.00 1.81 Ga), RNJ = Província Rio Negro Juruena (1.80 1.60 Ga), RSI = Província Rondoniano San Ignacio (1.56 1.30 Ga), SA = Província Sunsás Aguapeí (1.20 0.95 Ga). - 3 -
Figura 2. Mapa de localização da área estudada 1.3. MÉTODOS DA PESQUISA Os métodos de pesquisa empregados na elaboração dessa dissertação são os mesmos utilizados em mapeamentos geológicos sistemáticos podendo ser divididos em três fases: etapa de preparação; etapa de aquisição de dados; etapa de tratamento e sistematização dos dados. a) Etapa Preparatória A etapa inicial de preparação desse trabalho envolveu a revisão bibliográfica versando a geologia do sudoeste do Cráton Amazônico. Nesta etapa também foi confeccionada um mapa-base a partir de imagens de satélites obtidas do programa Google Earth, versão 6.1.0.5001. b) Etapa de Aquisição de Dados Nesta etapa foram coletados dados em campo e laboratório. Em campo as informações foram levantadas em duas etapas, uma em novembro de 2010 e outra em abril de 2011, durante as quais foram coletadas informações litológicas e estruturais, as quais permitiram a confecção do mapa geológico da área, na escala de 1:100.000. Neste mapa foram definidas a forma e o limite do corpo, bem como as relações de contato com as rochas metamórficas encaixantes. Durante esta etapa foram coletadas amostras para petrografia e geoquímica. - 4 -
Em laboratório as amostras coletadas foram descritas macroscopicamente. Doze amostras representativas foram selecionadas para confecção de lâminas delgadas. As análises petrográficas e captura das fotomicrografias foram efetuadas no Laboratório de Microscopia de Pesquisa do Departamento de Recursos Minerais da UFMT utilizando um microscópio binocular Olympus modelo SX50. A partir da análise petrográfica macro- e microscópica foram selecionadas doze amostras para análise química. As análises foram realizadas no ACME Analytical Laboratories (ACMELAB), Canadá, através dos métodos de Fusão ICP (Inductively Coupled Plasma) e ICP- MS (Inductively Coupled Plasma- Mass Espectrometry). Foram analisados os seguintes óxidos: SiO 2, Al 2 O 3, K 2 O, Fe 2 O 3, Fe 2 O 3, CaO, Na 2 O, TiO 2, P 2 O 5, e MnO. Adicionalmente foram analisados os seguintes elementos traços: Ba, Cr,Cu, Co, Ce, Ga, Hf, Nb, Rb, Sn, Sr, Ta, Th, U, V, W, Zr, e Y. Além dos seguintes elementos terras raras: La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Yb, e Lu. Os dados geoquímicos foram tratados nos programas Minpet, GCDkit e Igpet. c) Etapa de tratamento e sistematização dos dados Durante esta etapa foi realizada integração dos dados lito-estruturais, geoquímicos, além dos dados de bibliografia, a partir dos quais foram gerados os textos da dissertação de mestrado e do artigo Granito Encantada: Registro de uma Intrusão Peraluminosa na Província Rondoniana San Ignácio, no SW do Cráton Amazônico-MT" submetido a revista Geologia USP. Série Científica. 1.4.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA O Cráton Amazônico corresponde à maior área aflorante da plataforma Sul-americana, abrangendo uma superfície de aproximadamente 4,3 x 10 5 km 2, sendo uma das principais entidades geotectônicas pré-cambrianas da América do Sul, aflorando principalmente em território brasileiro, e estendendo-se em direção a diversos países sul-americanos. É limitado por 3 cinturões orogênicos neoproterozóicos: Araguaia (Leste), Paraguai e Tucavaca. Segundo Tassinari & Macambira (2004), o cráton pode ser compartimentado em seis províncias geocronológicas, que são grandes faixas dentro das áreas cratônicas onde predomina um determinado padrão geocronológico, sendo elas: Amazônia Central (2,5 Ga), Maroni-Itacaiunas (2,2-1,95 Ga), Ventuari-Tapajós (1,95-1,8 Ga), Rio Negro- Juruena (1,8-1,55 Ga), Rondoniana-San Ignácio (1,55-1,3 Ga) e Sunsás (1,3-1,0Ga). O granito Encantada situa-se na Província Rondoniana-San Ignácio, que segundo Cordani & Teixeira (2007) tem a sua evolução relacionada a amalgamação de arcos magmáticos intra-oceânicos e prismas acrescionários durante uma colisão continental desenvolvida ao longo do limite SW da Província Rio Negro-Juruena. Bettencourt et. al. (2010) explica que a cratonização da Província Rondoniana-San Ignacio teria ocorrido entre 1,30 G.a (idade Ar-Ar) e 1,25 G.a (idade K-Ar), foi seguida por reativação tectônica, deformação, sobreposição termal e magmatismo relacionada ao - 5 -
evento orogênico Sunsás. Betencourt et al. (2010) subdividiram a província em Terreno Paraguá (1,82-1,32 Ga), Terreno Jauru (1,78-1,42 G.a), Terreno Rio Alegre (1,51-1,38 G.a) e o Cinturão Alto Guaporé. O granito Encantada situa-se no Terreno Rio Alegre que foi definido como sendo uma zona de sutura por Saes e Fragoso César (1996), e denominado de Terreno Rio Alegre por Saes (1999) ou Orógeno Rio Alegre por Matos et.al. (2004). O Terreno Rio Alegre, é constituído por uma associação de rochas vulcânicas básicas a intermediárias e rochas sedimentares químicas e clásticas. Estas rochas são intrudidas por rochas ultrabásicas, básicas, intermediárias e ácidas. A estratigrafia deste terreno foi objeto de estudo dos trabalhos de Matos (1995) e Matos et al. (2004), com dados complementares publicados por Geraldes (2000) e Ruiz (2005). A base da seqüência estratigráfica do Terreno Rio Alegre é marcada pelo Complexo Metavulcano-sedimentar Rio Alegre, constituído da base para o topo das formações Minouro, Santa Isabel e São Fabiano. A Formação Minouro é composta por metabasalto, associado a metassedimentos químicos (cherts e formações ferríferas bandadas). As rochas apresentam poucas modificações estruturais pós-cristalização com minerais metamórficos substituindo os magmáticos, sem obliteração da estrutura pretérita, nas quais é ainda possível distinguir texturas porfiríticas e relictos de textura subofítica A Formação Santa Isabel é constituída por metadacitos e metarriolitos que apresentam coloração entre cinza-clara a verde escura, granulação fina e foliação incipiente. Associado a estas rochas ocorrem rochas piroclásticas, com fragmentos lapili imersos em matriz microcristalina, parcialmente substituídos por carbonatos.na Formação São Fabiano ocorrem rochas metassedimentares químicas como metacherts e formações ferríferas bandadas, que apresentam cores variadas, granulação fina e estrutura xistosa e/ou bandada. Além de metassedimentos clásticos como sericita-quartzo xisto, com biotita e eventualmente granada. Dados apresentados por Matos et al. (2005) mostram que a assinatura química das rochas da Formação Santa Isabel sugerem sua geração em arcos de ilhas, o que é corroborado pelos dados U-Pb em zircão em duas rochas metadacíticas (idades de 1509 ±10 Ma e 1503 ± 14 Ma) e TDM de 1,54 Ga e 1,48 Ga e valores de εnd(t) de + 4,3 e + 4,8 (respectivamente), indicando derivação mantélica. No Complexo Metavulcano-sedimentar Rio Alegre são observados rochas básicas e ultrabásicas, como peridotitos, harzburgitos, leucogabros, gabros e serpentinitos, meso a melanocráticos, de granulação grossa a muito grossa, com texturas cumuláticas sugerindo diferenciação in situ (cristalização fracionada). Outras rochas intrusivas no Complexo Metavulcano-sedimentar Rio Alegre são de composição granítica e associadas a Suíte Intrusiva Santa Rita, denominação empregada por Ruiz (2005) para descreve-se um conjunto de corpos plutônicos, de composição de tonalítica-diorítica a monzogranítica. Apresentam rochas leucocráticas a mesocráticas, de cor cinza escuro a rosa acizentado, equigranulares média a porfirítica, foliadas. Petrograficamente, os termos mesocráticos (dioritos, granodioritos, - 6 -
tonalitos, monzogabros), exibem cor cinza esverdeada a cinza escura, faneríticas, inequigranulares, de granulação média a grossa e mostram destacada foliação penetrativa. Os termos leucocráticos (monzogranitos), apresentam-se como rochas faneríticas, rosas a cinza rosadas, equigranulares, fina a média, evidenciando discreta foliação tectônica. Tal qual a petrografia os dados geoquímicos apresentados por Ruiz (2005) mostram que as rochas da Suíte Intrusiva Santa Rita apresentam uma ampla gama composicional com termos mais primitivos sendo classificados como monzogabros e monzodioritos e os mais evoluídos monzogranitos, com magmatismo classificado como subalcalino, cálcio-alcalino a toleíticas. A natureza do magmatismo varia de metaluminoso, nas rochas menos evoluídas a peraluminosas nas rochas evoluídas. Os diagramas classificatórios permitem classificar as rochas da suíte como geradas em um ambiente tectônico pré colisional, todavia exemplares menos diferenciados situam-se no campo das rochas diferenciadas do manto. Quando lançadas no diagrama de Pearce (1996) as rochas ocupam os campos dos granitos de arco vulcânico, no entanto, as amostras mais evoluídas plotam no campo dos granitos intraplacas. Estudos geocronológicos pelo método U-Pb conduzidos por Geraldes (2000) e Ruiz (2005) indicam que as rochas da Suíte Intrusiva Santa Rita foram cristalizadas num intervalo de 1380 Ma a 1412 Ma. Dados Sm-Nd apresentados por Matos et al. (2005) indicam valores positivos de εnd(t), entre +4,1 e + 2,6, o que indica que os protólitos da Suíte Santa Rita apresentam uma assinatura isotópica típica de materiais juvenis, derivados do manto. - 7 -
CAPÍTULO 2 ARTIGO SUBMETIDO OU ACEITO Artigo submetido a revista Geologia USP. Série Científica GRANITO ENCANTADA: REGISTRO DE UMA INTRUSÃO PERALUMINOSA NA PROVÍNCIA RONDONIANA SAN IGNÁCIO, NO SW DO CRÁTON AMAZÔNICO-MT. BRENA VERGINASSI DO NASCIMENTO (1), CARLOS HUMBERTO DA SILVA (1,2), ANA CLÁUDIA DANTAS DA COSTA (1,2) 1. Programa de Pós-Graduação em Geociências, Instituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET), Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) Endereço para Correspondência: Avenida Fernando Corrêa, s/n, Bairro Coxipó, CEP:78060-900, Cuiabá-MT. E-mail: brenaveg@gmail.com 2 Departamento de Geologia Geral, ICET, UFMT. E-mail: chsilva@ufmt.br, acdcosta@ufmt.br - 8 -
Resumo O granito Encantada aflora na Serra de Santa Bárbara, a 15 km a nordeste do Destacamento Santa Rita, município de Porto Espiridião, região limítrofe Brasil-Bolívia. Corresponde a um corpo orientado segundo direção NNW, com duas fácies petrográficas distintas. A fácies Porfirítica é composta por rochas de composição sienogranítica, inequigranulares, com porfiroclastos de feldspato potássico imersos em uma matriz composta por quartzo, plagioclásio, biotita, muscovita, e em menor proporção granada. O fácies Equigranular caracteriza-se por rochas de composição sienogranítica, com granulação fina a média, aproximadamente equigranular, composta por quartzo, plagioclásio, feldspato potássico, biotita, muscovita e granada. Ambas as fácies apresentam foliação proeminente. Os dados litogeoquímicos revelam que o granito Encantada é do tipo subalcalino, do tipo cálcioalcalino de alto potássio a shoshonítico. As características químicas e a presença de uma foliação proeminente sugerem que o granito Encantada pode ter sido gerado em ambiente sin-colisional. Palavras-chave: Granito peraluminosos, Cráton Amazônico, Província Rondoniana-San Ignacio. - 9 -
THE ENCANTADA GRANITE: A CRUSTAL ORIGIN INTRUSION, IN RONDONIAN SAN IGNACIO PROVINCE, SW OF AMAZONIC CRATON, MATO GROSSO STATE, BRAZIL Abstract The Encantada Granite is located at Santa Bárbara Hill, 15 km to northeast of the Destacamento Santa Rita (Porto Espiridião town), bordering Brazil-Bolivia area. It corresponds to NNW direction body with two different petrographic facies. The Porphyritic facies composed by sienogranitic composition rocks, inequigranular, porphiritic (reliquiar phenocrystal), pink to grey-pink coloration, feldspar potassic phenocrystals and quartz, plagioclase, biotite, muscovite, and less often, garnet. The Inequigranular facies is characterized by the occurrence of leucocratic rocks with medium to coarse granulation, pink color, composed by quartz, plagioclase, potassic feldspar, biotite, muscovite e garnet. Both facies have prominent foliation. The litogeochemistry studies reveal that the Encantada Granite can be considered as having acid magmatism, subalkaline, calc-alkaline with high potash to shoshonitic. The chemistry characteristics and the prominent foliation suggest the Encantada Granite could be generated in a sin-colisional environment. Keywords: Granite crustal Amazonian Craton, Rondonian-San Ignacio Province. - 10 -
INTRODUÇÃO Os granitóides peraluminosos constituem um importante conjunto de rochas ígneas associadas a zonas de colisão. Segundo Frost et al. (2001) são originadas a partir da fusão parcial de rochas metassedimentares como resultado de relaxamento térmico e/ou exumação do orógeno. Em geral essas rochas são ricas em muscovita e exibem alto percentual de sílica (Le Fort 1981; Frost et al. 2001). Ocorrem como corpos isolados situados no interior dos orogénos associados a grandes zonas de cisalhamento transcorrentes ou de empurrão (Barbarin 1999). Ocorrências dessas rochas são citadas em vários cinturões orogênicos, como por exemplo: No Cinturão Lachlan, no sudeste da Austrália (Chappel & White 1992); e Cinturão Himalaiano (Le Fort et al. 1987). No Brasil são descritos na Faixa Brasília (Seer et al. 2005), na Faixa Ribeira (Janasi et al. 2003) e no Complexo Metamórfico Brusque (Phillip e Campos 2010). Estudos conduzidos por Matos et al. (2004) e Ruiz (2005) na região da Serra de Santa Barbara, situada no sudoeste do estado de Mato Grosso, permitiram uma melhor compreensão da evolução geológica do Terreno Rio Alegre. Este terreno compreende rochas vulcânicas máficas e ultramáficas, sedimentares químicas, além de intrusivas máficas a félsicas. Estas rochas acham-se dispostas em uma estreita faixa de 20 km de largura, com orientação N30E (Figura 1). Segundo Bettencourt et al. (2010) a Formação Rio Alegre, resultado de uma complexa evolução que tem início com o estágio de abertura, onde foram depositadas as rochas sedimentares e vulcânicas máficas e ultramáficas do Complexo Metavulcano-sedimentar Rio Alegre. Em etapa posterior as rochas da litosfera oceânica foram consumidas em zonas de subdução, gerando um arco magmático intra-oceânico, formado por rochas plutônicas cálcio-alcalinas da Suíte Intrusiva Santa Rita. Posteriormente este conjunto de rochas foi deformado e metamorfizado em um processo de soft-collision. Um componente adicional da evolução geológica deste terreno foi reconhecido por Silva et al. (2012), trata-se de rochas graníticas de natureza peraluminosa, agrupadas e denominadas granito Encantada. Estas rochas são intrusivas nas rochas do Complexo Metavulcano-sedimentar Rio Alegre, na região do Destacamento Santa Rita a 100km a leste da Porto Espiridião, SW do Estado de Mato Grosso. Este trabalho tem como objetivo a caracterização geológica geológica, enfatizando aspectos petrográficos e geoquímicos das rochas do granito Encantada. Para tanto foram empregadas técnicas de mapeamento geológico, petrografia, análise estrutural e litogeoquímica. - 11 -
Figura 1. Mapa Geológico do Cráton Amazônico na região SW do estado do Mato Grosso, segundo Bettencourt et.al. (2010). No encarte é apresentado um esquema do Cráton Amazônico com a subdivisão em províncias geocronológicas, segundo Tassinari e Macambira (1999). Legenda: CA = Província Amazônia Central (>2.6 Ga); MI = Província Maroni-Itaicaiunas (2.25 2.05 Ga); VT = Província Ventuari Tapajós (2.00 1.81 Ga), RNJ = Província Rio Negro Juruena (1.80 1.60 Ga), RSI = Província Rondoniano San Ignacio (1.56 1.30 Ga), SA = Província Sunsás Aguapeí (1.20 0.95 Ga). - 12 -
MATERIAIS E MÉTODOS A etapa inicial desse estudo envolveu a revisão bibliográfica versando sobre a geologia do Cráton Amazônico em particular do segmento sudoeste. Nesta etapa também foi elaborado um mapabase, a partir de imagens de satélites obtidas do programa Google Earth, versão 6.1.0.5001. Em etapa posterior foram realizadas atividades de campo durante as quais foram coletadas informações litológicas e estruturais, as quais permitiram a confecção do mapa geológico da área, na escala de 1:100.000. Neste mapa foram definidas a forma e o limite do corpo, bem como as relações de contato com as rochas metamórficas encaixantes. Durante esta etapa foram coletados dados estruturais e amostras para petrografia e geoquímica. Em laboratório as amostras coletadas foram descritas macroscopicamente. Doze amostras representativas foram selecionadas para confecção de lâminas delgadas. As análises petrográficas e captura das fotomicrografias foram efetuadas no Laboratório de Microscopia de Pesquisa do Departamento de Recursos Minerais da UFMT utilizando um microscópio binocular Olympus modelo SX50. A partir da análise petrográfica macro- e microscópica foram selecionadas doze amostras para análise geoquímica. As análises foram realizadas no ACME Analytical Laboratories (ACMELAB), Canadá, através dos métodos de Fusão ICP (Inductively Coupled Plasma) e ICP- MS (Inductively Coupled Plasma- Mass Espectrometry). Foram analisados os seguintes óxidos: SiO 2, Al2O3, K 2 O, Fe 2 O 3, Fe 2 O 3, CaO, Na 2 O, TiO 2, P 2 O 5, e MnO. Adicionalmente foram analisados os seguintes elementos traços: Ba, Cr,Cu, Co, Ce, Ga, Hf, Nb, Rb, Sn, Sr, Ta, Th, U, V, W, Zr, e Y. Além dos seguintes elementos terras raras: La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Yb, e Lu. Os dados geoquímicos foram tratados nos programas Minpet e Igpet. CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL O Cráton Amazônico foi compartimentado por Tassinari & Macambira (1999) em seis províncias geocronológicas, conforme apresenta a Figura 1, nas quais predominam um determinado padrão geocronológico, sendo elas: Amazônia Central (2,5 Ga), Maroni-Itacaiunas (2,2-1,95 Ga), Ventuari-Tapajós (1,95-1,8 Ga), Rio Negro-Juruena (1,8-1,55 Ga), Rondoniana-San Ignacio (1,55-1,3 Ga) e Sunsás (1,3-1,0 Ga). O granito Encantada localiza-se na região de Santa Rita no sudoeste do estado de Mato Grosso. Esta região ocupa a porção sudoeste do Cráton Amazônico, no que é denominado por Cordani & Teixeira (2007) e Bettencourt et al. (2010) de Província Rondoniana-San Ignácio (Figura 1). Segundo a concepção desses autores esta província é um orógeno colisional, marcado pela amalgamação de arcos magmáticos intra-oceânicos e prismas acrecionários durante o Mesoproterozóico. - 13 -
Figura 2. Mapa Geológico do Cráton Amazônico na região SW do estado do Mato Grosso (modificado de Ruiz 2005). - 14 -
O sudoeste do Cráton Amazônico é composto por: (1) Terreno Jauru (1,78-1,42 Ga.) que inclui um embasamento Paleoproterozóico (1,78-1,72 Ga.) e os orógenos acrescionários Cachoeirinha (1,56-1,52 Ga.) e Santa Helena (1,48-1,42 Ga.), desenvolvidos em forma de arco magmático do tipo andino; (2) Terreno Paraguá (1,74-1,32 Ga.) marcado por unidades pré-san Ignácio (> 1,64 Ga.) e pelo Complexo Granitóide Pensamiento (1,37-1,34 Ga.), desenvolvidos em forma de um arco magmático de tipo andino; (3) Cinturão Alto Guaporé (<1,42-1,34 Ga.) com unidades desenvolvidas em uma bacia de margem passiva e de um arco intra-oceânico; e (4) Terreno Rio Alegre (1,51-1,38 Ga.), onde situa-se o granito Encantada, é composto por unidades geradas em dorsais meso-oceânicas e em arcos magmáticos. Segundo Bettencourt et al. (2010) estas unidades foram acrescidas ao paleo-cráton Amazônico em um evento colisional datado em 1,34 a 1,32 Ga. durante o qual foram geradas deformação, metamorfismo de alto grau e fusão parcial. A cratonização da Província Rondoniana-San Ignácio que teria ocorrido entre 1,30 e 1,25 Ga., foi seguida por reativação tectônica, deformação, sobreposição termal e magmatismo relacionados ao evento orogênico Sunsás. O Terreno Rio Alegre, segundo Matos et al. (2004) e Ruiz (2005), é marcado por uma associação de rochas vulcânicas básicas a intermediárias e rochas sedimentares químicas e clásticas, cortadas por rochas intrusiva ultrabásicas, básicas, intermediárias e ácidas (Figura 2). A estratigrafia deste terreno foi objeto de estudo dos trabalhos de Matos (1995) e Matos et al. (2004), com dados complementares publicados por Geraldes (2000) e Ruiz (2005). A base da seqüência estratigráfica do Terreno Rio Alegre é marcada pelo Complexo Metavulcano-sedimentar Rio Alegre, constituído da base para o topo das formações Minouro, Santa Isabel e São Fabiano. Segundo Matos et al. (2004) a Formação Minouro é composta por metabasalto, associado a metassedimentos químicos (cherts e formações ferríferas bandadas). As rochas apresentam poucas modificações estruturais pós-cristalização com minerais metamórficos substituindo os magmáticos, sem obliteração da estrutura pretérita, nas quais é ainda possível distinguir texturas porfiríticas e relictos de textura subofítica. Conforme descrito por Matos et al. (2004) a Formação Santa Isabel apresenta vulcanismo de fácies coerente e piroclástica. A composição geral sendo metadacitos e riolitos, com fragmentos lapili imersos em matriz microcristalina, parcialmente substituídos por carbonatos. Na Formação São Fabiano Matos et al. (2004) descrevem rochas metassedimentares químicas como metacherts e formações ferríferas bandadas, que apresentam cores variadas, granulação fina e estrutura xistosa e/ou bandada. Além de metassedimentos clásticos como sericita-quartzo xisto, com biotita e eventualmente granada. Dados apresentados por Matos et al. (2004) mostram que a assinatura geoquímica das rochas da Formação Santa Isabel sugerem sua geração em arcos de ilhas, o que é corroborado pelos dados U- - 15 -
Pb em zircão em duas rochas metadacíticas (idades de 1509 ±10 Ma. e 1503 ± 14 Ma.) e TDM de 1,54 Ga. e 1,48 Ga. e valores de ånd(t) respectivamente de +4,3 e +4,8 indicando derivação mantélica. Ruiz (2005) descrevem rochas básicas e ultrabásicas intrusivas nas rochas do Complexo Metavulcano-sedimentar Rio Alegre. Estas rochas são peridotitos, harzburgitos, leucogabros, gabros e serpentinitos, meso a melanocráticos, de granulação grossa a muito grossa, com texturas cumuláticas sugerindo diferenciação in situ (cristalização fracionada). Para Ruiz (2005) a Suíte Intrusiva Santa Rita é constituída por uma associação de granitóides que variam de monzogabros a monzogranitos, variando de metaluminosos a peraluminosos. Propõe que as rochas menos diferenciadas foram geradas num ambiente pré-colisional, embora, quando plotadas nos diagramas de ambientes tectônicos de Pearce (1996) as rochas ocupam os campos de arco vulcânico a intraplaca. Assim pode-se interpretar que a evolução dessa suíte se inicia com um arco vulcânico representado pelas rochas menos evoluídas (1412 Ma) e passam a ambientes pós-colisionais (1380 Ma). GEOLOGIA DO GRANITO O granito Encantada aflora como um corpo alongado na direção norte-sul, conforme mostra o mapa geológico da região (Figura 3), com área aproximada de 160 Km². Os principais afloramentos são na forma de matacões e lajedos, os quais definem um relevo movimentado que se destaca em relação a planície do Pantanal de Santa Rita. Em locais onde não ocorrem afloramentos observa-se um solo residual arenoso, rico em quartzo com fragmentos de muscovita e, mais raramente, caulim oriundo da alteração de feldspatos. O granito Encantada se aloja nas rochas metasedimentares e metavulcânicas do Complexo Metavulcanosedimentar Rio Alegre. Evidências dessa relação de contato podem ser observadas ao longo de todo o corpo principalmente nas bordas noroeste, onde ocorrem xenólitos de rochas metavulcânicas básicas (Figura 4a-b), e sudeste, onde ocorre um megaxenólito de rochas metavulcânicas básicas e metassedimentares, que pode ser observado no mapa geológico (Figura 3). Na parte norte do corpo na região da Fazenda Ellus podem ser observado as relações de contato das rochas do granito Encantada com as rochas do granito Ellus, parte da Suíte Intrusiva Santa Rita. Nesta região é possível observar xenólitos das rochas do granito Encantada, de textura equigranular e granulação fina, dispersos nas rochas do granito Ellus, às quais apresentam textura porfiroclástica e matriz média (Figura 4c-d). - 16 -
Figura 3. Mapa geológico da região de Santa Rita, SW do estado de Mato Grosso, enfatizando o granito Encantada. - 17 -
Figura 4. Fotografias de campo ilustrando as relações de corte do granito Encantada. (a) Xenólitos de metadácito dispersos no granito Encantada, na borda noroeste do corpo, região da Fazenda Agropan. (b) Xenólito de anfibolito no granito Encantada na região da Fazenda Três Pontes, parte sul do corpo; (c) Afloramento do granito Ellus com textura porfirítica (porfiroclastos de K-feldspato) no qual ocorre xenólito do granito Encantada com textura equigranular e granulação fina. (d) Afloramento do granito Ellus, que apresenta textura porfirítica, com xenólitos centimétricos do granito Encantada, o qual apresenta textura equigranular fina. O granito Encantada apresenta dois tipos petrográficos: granitos porfiríticos e granitos equigranulares finos. Macroscopicamente os granitos porfiríticos apresentam coloração rosada à rósea acinzentada, textura porfirítica com porfiroclastos de feldspato potássico, com matriz média, composta por quartzo, plagioclásio, biotita, muscovita, e com menos frequência granada (Figura 5a-b). As rochas dessa fácies exibem uma foliação bem desenvolvida, definida pelos filossilicatos biotita, intercalados por agregados recristalizados de quartzo e plagioclásio (Figura 5b). Os granitos equigranulares apresentam cor rósea, granulação média, textura equigranular, sendo composta por quartzo, plagioclásio, biotita e muscovita (Figura 5c). Apresenta uma foliação marcada pela orientação da muscovita, quartzo e plagioclásio (Figura 5d). As duas fácies são diferenciadas pela granulação e também pela proporção de filossilicatos (biotita e muscovita) que é maior nos granitos equigranulares. - 18 -
Figura 5. Aspectos petrográficos das rochas do granito Encantada. Em (a) e (b) Fácies porfirítica com textura inequigranular, com porfiroclastos de K-feldspato e matriz média composta por quartzo, plagioclásio, biotita e muscovita. Em (a) a foliação é fraca a incipiente, em (b) o granito apresenta foliação milonítica, a qual permite classificar a rocha como um protomilonito. Nas fotos (c) e (d) o granito apresenta textura equigranular, com granulação fina a média, com quartzo, K-feldspato, plagioclásio, muscovita e biotita. É comum a ocorrência de agregados monocristalinos de muscovita como os observados na parte central da foto (d). Em ambas as fácies é comum a ocorrência de diques pegmatíticos como os ilustrados na Figura 6a-b. Esses diques de espessura centimétrica a métrica, possuem granulação grossa, sendo compostos por quartzo, K-feldspato e muscovita. Figura 6 Fotos de afloramento ilustrando a disposição de diques de composição pegmatítica presentes, nas rochas dos fácies porfirítico e equigranular do granito Encantada. - 19 -
Composicionalmente são classificados como monzo a sienogranitos (Figura 7). Tendo biotita, muscovita e granada como minerais máficos essenciais. Estes minerais perfazem entre 11-18 % do seu conteúdo modal, permitindo caracterizá-los como granitos leucocráticos. Apresentam mineralogia composta por: plagioclásio, quartzo, K-feldspato. Outros minerais essenciais são: biotita, muscovita, e granada. Estimativa modal destas rochas é apresentada na Tabela 1. Figura 7. Diagrama QAP segundo Streckeisen (1976), no qual são plotadas os dados modais do granito Encantada. Tabela 1. Estimativa modal em % dos minerais constituintes do granito Encantada. Mineral 01 02 03 05A 05B Amostra 06 Plagioclásio 30 22 22 24 19 11 23 19 21 20 13 Quartzo 30 34 35 35 38 29 36 36 31 38 38 K-Feldspato 22 29 28 31 28 24 28 29 29 30 28 Biotita 7 8 10 7 6 22 6 5 8 6 9 Muscovita 9 6 5 4 8 13 6 8 9 7 9 06B 10B 11A Granada 2 - - - - - - - - - - Epidoto - - - - 1 1 - - 1-1 11B 12A Quando observadas ao microscópio as rochas do fácies porfirítico apresentam textura inequigranular porfirítica, com porfiroclastos de K-feldspato e matriz de granulação média a grossa - 20 -
composta por quartzo, K-feldspato, plagioclásio, muscovita, e biotita. Como minerais acessórios e traços ocorrem: zircão, apatita, epidoto e minerais opacos. O quartzo ocorre como porfiroclastos subédricos a anédricos, com contatos irregulares e interlobados, apresenta forte extinção ondulante. Também é um dos minerais predominantes da matriz nessa situação ocorre como agregados recristalizados (Figura 8a). Comumente apresenta inclusões de zircão e apatita. O K-feldspato presente nas rochas do fácies porfirítico, pode ser tanto ortoclásio como microclina, comumente ocorrem como porfiroclastos em grãos subédricos a anédricos, com intercrescimento mirmequítico, envoltos pela matriz milonítica (Figura 8b). O plagioclásio ocorre como porfiroclastos com formato subédrico e zonado. Apresenta-se intercrescido com quartzo e com o feldspato alcalino (mimerquitas). São comuns inclusões de biotita e muscovita. A maior parte dos cristais de plagioclásio apresenta saussuritização (Figura 8c), principalmente junto às bordas dos cristais. A muscovita ocorre na forma de palhetas euédricas a subédricas, algumas vezes como porfiroblastos, imersos na matriz fina. É comum a ocorrência de muscovita associada a biotita, ocupando determinados níveis, como o exemplificado na Figura 8a. A biotita ocorre dispersa pela matriz da rocha em forma de palhetas sub- a euédrica, são marrons com pleocoísmo castanho esverdeado (Figura 8d). Apresenta indícios de desopatição e oxidação. Um efeito retrometamórfico é a transformação de biotita em clorita. A granada ocorre como porfiroblastos anédricos na matriz da rocha. Em geral apresenta inúmeras inclusões de quarto e plagioclásio o que confere uma forma esquetal a estes cristais (Figura 8e). Dentre os minerais acessórios destaca-se a allanita que ocorre associada aos níveis ricos em mica, formando cristais zonados de cor marrom alaranjado (Figura 8f). Apatita, zircão, muscovita, e minerais opacos são outros minerais acessórios que ocorrem dispersos na matriz da rocha. Ao microscópio as rochas da fácies equigranular são constituídas por uma trama aproximadamente equigranular de granulação fina a média, com predominância de quartzo, plagioclásio, K-feldspato, muscovita e biotita (Figura 9a). O quartzo ocorre como grãos anédricos, com bordas irregulares e contatos engrenados. Apresenta-se muito deformado com extinção ondulante e lamelas de deformação. É comum a ocorrência de agregados de quartzo recristalizado (Figura 9b). O plagioclásio ocorre como cristais anédricos a subédricos com contatos retos a curvos, exibindo geminação polissintética. Muitos dos grãos de plagioclásio apresentam-se saussuritizados (Figura 9c). O K-feldspato em geral é representado pela microclina, que apresenta forma anédrica a subédrica. Apresenta intercrescimento pertítico com o plagioclásio A biotita é marrom com intenso pleocroísmo, o que faz variar até marrom escuro, ocorre na forma de palhetas subédricas, com contatos retos com os demais minerais da rocha. A muscovita ocorre como palhetas incolor, forma subédrica, com inclusões de quartzo e plagioclásio (Figura 9d).. Os principais minerais acessórios são zircão e epidoto. - 21 -
Figura 8. Fotomicrografias do Fácies porfirítico do granito Encantada. (A) Aspecto da matriz da rocha constituida por fragmentos recristalizados de quartzo, plagioclásio, e muscovita. Na parte superior são observados porfiroclastos de quartzo, menos deformados. (B) Porfiroclasto de K-feldspato (ortoclásio) com intercrescimento pertítico com plagioclásio. Este cristal está imerso em matriz recristalizada composta por quartzo e plagioclásio. (C) Porfiroclasto de plagioclásio com forma subédrica, intensamente saussuritizado, disperso em matriz de granulação fina constituida por quartzo, plagioclásio e biotita. (D) Palhetas subédricas de biotita dispersas na matriz da rocha em conjunto com quartzo e plagioclásio com intercrescimento pertítico com plagioclásio. Este cristal está imerso em matriz recristalizada composta por quartzo e plagioclásio. (E) Porfiroblastos de granada de forma esqueletal envoltos por matriz composta por quartzo, plagioclásio, e muscovita. (F) Cristal euédrico de allanita presente em domínio rico em muscovita e biotita. Na parte esquerda da foto ocorre porfiroclastos de quartzo e plagioclásio. Foto (E) em polarizador paralelo, as demais fotos em polarizador cruzado. - 22 -
Figura 9. Fotomicrografias da Fácies equigranular.(a) aspecto geral das rochas dessa fácies constituído por um arranjo equigranular de quartzo, plagioclásio, K-feldspato, e biotita. (B) Porção mais deformado do fácies onde é possível observar agregado de quartzo recristalizado. (C) Cristal subédrico de plagioclásio saussuritizado. (D) Palheta subédrica de muscovita com inclusões de quartzo e halos pleocróicos provocados pela presença de zircão. Todas as fotos obtidas em polarizador cruzado. GEOQUÍMICA DO GRANITO ENCANTADA A caracterização geoquímica do granito Encantada foi feita com base em 13 amostras representativas. As composições das rochas em termos de elementos maiores (%) e traços (ppm), incluindo terras raras são apresentados na Tabela 2. As análises foram realizadas no ACME Analytical Laboratories (ACMELAB). As rochas do granito Encantada apresentam altos conteúdos de SiO 2 (71-77%) e teores elevados de Al 2 O 3 (11-14%), Trata-se de rochas peraluminosas com índice de saturação em alumina (A/CNK) entre 1,3 e 1,5. Os elementos maiores foram representados em diagramas binários de Haker (Figuras 10), com a SiO 2 como índice de diferenciação. O conteúdo de Harker varia entre 71,2 a 77,5% o que permite considerar que essas rochas foram geradas em um ambiente com alta saturação em sílica, o que redunda na formação de uma grande quantidade de minerais silicatados como feldspatos, quartzo e micas. Apresentam teores elevados de Al 2 O 3 entre 11,4 a 14,3% explicado pela grande quantidade de muscovita e biotita, além de granada e seus produtos de alteração. Os teores de Fe 2 O 3 variam entre 1,1 a 3,06%, com teores baixos de MgO - 23 -
Tabela 2 Composições química e normativa (% peso) das amostras do granito Encantada. P.F. = perda ao fogo. Amostra 01 02 03 04 05A 05B 06B 07 11A 11B 12A 12B 13 SiO2 77,54 76,12 75,08 76,22 75,85 74,79 74,95 76,35 74,18 75,47 71,85 76,49 71,22 TiO2 0,09 0,10 0,13 0,10 0,10 0,19 0,18 0,07 0,21 0,06 0,33 0,09 0,28 Al2O3 11,44 12,30 12,79 12,27 12,62 12,80 12,63 12,69 12,93 13,54 13,79 12,26 14,39 Fe2O3 1,88 1,95 1,97 1,82 1,51 2,07 2,03 1,72 2,50 1,06 3,06 1,43 2,84 MnO 0,03 0,03 0,05 0,04 0,02 0,03 0,03 0,03 0,04 0,02 0,05 0,02 0,08 MgO 0,03 0,16 0,15 0,03 0,06 0,15 0,16 0,04 0,18 0,04 0,33 0,09 0,29 CaO 0,44 0,61 0,71 0,47 0,70 0,88 0,66 0,23 0,76 0,38 1,24 0,31 0,74 Na2O 3,21 3,44 3,55 3,65 3,52 3,25 3,27 3,42 3,12 3,89 3,29 2,81 4,49 K2O 4,87 4,81 4,92 4,94 5,17 5,22 5,38 4,75 5,55 5,40 5,41 5,94 4,88 P2O5 0,02 0,01 0,03 0,02 0,02 0,06 0,03 0,15 0,04 1,00 0,07 0,02 0,08 P.F. 0,40 0,40 0,50 0,40 0,40 0,40 0,60 0,50 0,30 0,10 0,40 0,50 0,50 TOTAL 99,95 99,93 99,88 99,96 99,97 99,84 99,92 99,95 99,81 100,96 99,82 99,96 99,79 A/CNK 1,34 1,39 1,39 1,35 1,34 1,37 1,36 1,51 1,37 1,40 1,39 1,35 1,42 K2O/NA2O 1,52 1,40 1,39 1,35 1,47 1,61 1,65 1,39 1,78 1,39 1,64 2,11 1,09 Q 39,45 36,35 34,10 35,22 34,21 34,03 33,95 38,01 33,09 31,37 29,06 36,83 24,63 Or 28,94 28,59 29,29 29,35 30,72 31,07 32,05 28,29 33,00 31,99 32,21 35,33 29,09 Ab 27,26 29,21 30,20 30,99 29,88 27,64 27,83 29,11 26,51 32,92 27,99 23,88 38,25 Na 2,19 3,04 3,55 2,34 3,34 4,40 3,30 1,15 3,79 1,89 6,20 1,55 3,70 C 0,07 0,31 0,32 0,05 0,00 0,19 0,21 1,50 0,39 0,59 0,25 0,63 0,36 Hy 0,08 0,40 0,38 0,08 0,10 0,38 0,40 0,10 0,45 0,10 0,83 0,23 0,73 Mt 0,10 0,10 0,16 0,13 0,10 0,10 0,10 0,10 0,13 0,07 0,16 0,07 0,26 He 1,82 1,89 1,87 1,74 1,47 2,01 1,98 1,66 2,42 1,02 2,97 1,39 2,68-24 -
Amostra 01 02 03 04 05A 05B 06B 07 11A 11B 12A 12B 13 Ba 149 143 326 28 215 574 479 14 696 155 1128 267 916 Be 4 2 5 5 3 3 2 4 4 5 4 2 4 Co 0,8 1,6 1,2 0,7 0,9 1,5 1,6 0,7 2,5 0,8 3 1,1 2,1 Cs 3,8 1,9 5,1 4 1,6 2 1,4 2,1 2,9 1,4 2,8 0,8 1,4 Ga 19,1 18,2 19,1 22,2 17,6 17,4 16,4 22 19,5 21,4 18,3 16,7 20,3 Hf 6,5 5,9 6,6 7 4,9 5,6 5,3 7,4 8,2 4,8 8,4 6,2 9,8 Nb 22,7 27,6 19,7 30,9 16 12,1 11 27,3 17,5 21,4 23,9 10,8 30,4 Rb 232,2 224,1 259,5 263,1 225,7 164,8 168 334,1 212,8 217,6 197,6 155,9 229,2 Sn 4 6 10 6 3 2 2 16 3 2 5 1 7 Sr 19,5 28,9 82,2 12,9 37,1 85,3 76,3 10,5 104,3 39,7 157,7 37,9 105 Ta 1,5 2,2 1,6 2,1 1,1 1 0,7 2,7 1,5 2,2 2,1 0,7 1,5 Th 15,3 23,8 20,8 17,8 19,6 12 13,2 32,5 15,7 24,3 10,7 18,6 20,7 U 7,3 10,3 6,3 5,5 7,1 6,4 3,5 13,3 5,6 13,6 3,5 5,8 5,3 W 0,9 0,8 2,4 0,8 ---- ----- ----- 1,7 ---- ----- 0,6 0,5 ---- Zr 154,2 127,7 149,4 139,7 135,7 179,1 163,4 157,4 238,4 88,8 311,7 146,6 325,5 Y 105,6 95,3 75,4 91,4 80,2 169,2 53,6 85,4 170,9 111,4 72,2 48 101,6 Mo 2,2 1,1 4,2 0,7 10,6 1,2 1,1 0,6 0,6 0,6 0,5 1,4 1,1 Cu 10,4 10,6 7,3 4 3,9 2,6 4,2 4,4 1,8 5,3 1,4 3,5 3,6 Pb 5,4 4,6 6,8 4,1 3,8 3,2 4,2 4,6 3,2 3,8 4,3 3,7 52,6 Zn 79 33 95 111 25 36 31 17 61 20 58 30 260 Bi 0,3 0,5 0,5 0,2 ---- 0,3 ------- ----- ---- ------- ------ ----- 0,1 Tl 0,5 0,6 0,5 0,6 0,3 0,3 0,2 0,5 0,6 0,3 0,6 ---- 0,9 La 57,2 48,9 50,6 32 57 178,4 54,1 26,7 188,3 38,9 54,7 12,7 84,4 Ce 124,5 84,2 105,1 67,3 119,5 164 114,5 103,5 217,5 64,8 123,8 94,7 180,1-25 -
Amostra 01 02 03 04 05A 05B 06B 07 11A 11B 12A 12B 13 Pr 16,35 13,43 12,25 7,59 13,84 41,09 13,55 7,62 41,52 10,98 14,6 3,79 20,43 Nd 67,3 53 48,5 30,1 49,7 170,3 50,7 30,6 168,6 47,4 59 15,1 74,2 Sm 14,82 11,14 8,68 6,39 8,85 28,63 8,24 6,93 27,78 11,23 11,25 3,79 13,09 Eu 0,59 0,43 0,47 0,11 0,35 2,39 0,57 0,07 2,67 0,63 1,29 0,13 1,29 Gd 16,12 11,25 8,46 7,91 8,37 30,27 7,41 7,57 28,41 12,33 10,56 4,79 12,17 Tb 3,02 2,15 1,58 1,66 1,6 4,85 1,3 1,72 4,63 2,38 1,93 1,12 2,28 Dy 18,96 14,08 9,77 12,25 10,87 28,08 8,18 12,24 26,93 15,54 12,49 8,01 15,04 Ho 3,92 3,25 2,17 2,93 2,47 5,55 1,8 2,93 5,66 3,37 2,65 1,86 3,35 Er 11,19 10,48 6,87 9,75 7,92 16,21 5,66 10,04 16,71 11,4 8,06 5,97 11 Tm 1,6 1,61 1,08 1,59 1,25 2,35 0,84 1,63 2,48 1,89 1,3 0,94 1,72 Yb 11,43 12,01 7,87 11,71 9,16 16,29 6,02 11,85 16,95 14,21 9,71 6,6 12,91 Lu 1,64 1,82 1,24 1,88 1,39 2,36 0,94 1,82 2,66 2,06 1,37 0,9 1,94 ƩETR 348,6 267,7 264,6 193,1 292,2 690,7 273,6 225,2 750,8 237,1 312,7 160,4 433,9-26 -
variando de 0,03 a 0,3% e TiO2 entre 0,06 a 0,2%. Apesar dos elevados teores de sílica, a disposição dos elementos maiores nos diagramas de Harker mostra tendências com diminuição dos teores de TiO 2, MgO, FeO total, Al 2 O 3, MnO, Na 2 O e P 2 O 5. Sendo que estes padrões de comportamento são compatíveis com rochas co-magmáticas que foram afetadas por cristalização fracionada de biotita, plagioclásio, apatita e minerais opacos (Figura 10). Figura 10 - Diagramas de Harker (elementos maiores, expressos em óxidos) para rochas do granito Encantada. Os valores de Sr (12-157 ppm ) são baixos semelhantes ao esperado para magmas graníticos que foram produzidos através da fusão parcial de rochas crustais em temperaturas baixas (Figura 11; - 27 -
Wilson 1989; Patiño-Douce & Johnston1991; Patiño- Douce 1998,1999). Sendo que a soma dos elementos traços é inferior a de granitos tipo A. Figura 11. Diagramas de Harker (elementos traços, expressos em ppm ) para exemplares do granito Encantada. As rochas do granito Encantada foram classificadas utilizando o diagrama Na2O+K2O versus sílica (Figura12A; Le Maitre, 1989) plotando no campo dos equivalentes a granitos. No diagrama Zr/TiO2*0,0001 versus sílica de Winchester & Floyd (1977) as amostras posicionam-se no campo dos granitos (Figura 12B). Figura 12. Diagramas classificatórios para o granito Encantada. No Diagrama (A) Na2O+K2O versus sílica de Le Maitre, (1989) plotam no campo dos granitos, já no diagrama (B) Zr/TiO2*0,0001 versus sílica de Winchester & Floyd (1977) as amostras plotam no campo dos granitos. O granito Encantada apresenta filiação magmática subalcalino do tipo cálcio-alcalino, como observado nos diagramas propostos por Irvine e Baragar (1971), que consideram o teor de álcalis versus SiO 2 (Figura 13a), e AFM (Figura 13b) respectivamente. - 28 -
Neste ultimo diagrama pode ser observado que as amostras do granito Encantada descrevem um trend aproximadamente linear que evolui em direção ao vértice praticamente sobre a linha FeO - Álcalis para valores progressivamente menores de MgO. A natureza cálcio-alcalina de alto K é ilustrada na Figura 13c (K2O versus SiO2, Le Maitre 1989), com algumas amostras tendendo ao campo das rochas shoshoníticas. Quanto a saturação de alumina esse magma é peraluminoso conforme indica o diagrama A/NK e A/CNK de Maniar e Piccoli (1989, Figura 13d). Figura 13. Diagrama de Shand para avaliar a relação álcalis-alumina para as rochas do granito Encantada segundo Maniar& Piccoli (1989). Os padrões de ETR são homogêneos (Figura 14A), sugerindo assim que as rochas estudadas são co-magmáticas. A anomalia negativa de Eu indica abundância de plagioclásio em fase residual. O leve enriquecimento dos ETRs leves sobre os pesados reflete fracionamento de plagioclásio e presença de granada nesses granitos. No diagrama multielementar com amostras normalizadas pelo condrito (Figura 14B) mostra empobrecimento em estrôncio, devido ao fracionamento do feldspato; e suave aumento na concentração de Cério (Ce), podendo estar associado a granitos oxidados, oriundos de fusão de crosta. - 29 -
Figura 14. (A) Distribuição dos elementos de terras raras das rochas do granito Encantada, normalizados pelos valores condríticos proposto por Nakamura (1977) e (B) Distribuição dos elementos traços das rochas do granito Encantada, normalizados pelo condrito. Os diagramas discriminantes de ambiente tectônico de Pearce et al. (1984) e Pearce (1996) Rb versus Y+Nb (Fig. 15A), bem como, o proposto por Harris et al. (1986) Hf Rb Ta (Fig. 15B) indicam que as rochas do granito Encantada foram geradas em ambiente intraplaca provavelmente em época pós-colisional. Figura 15. (A) Diagrama Rb (Y+Nb) (Pearce et al. 1984), mostrando a distribuição das amostras do granitóide. (B) Diagrama discriminante Rb/30 x HfxTa* 3 (Harris et al,1986), para as rochas do granito Encantada. A avaliação dos protólitos que geram o magmatismo peraluminoso pode ser feita com base na composição litogeoquímica dos granitos. Com base em um significativo acervo de análises de litogeoquímica de granitos peraluminosos dos Alpes, Himalaia, Hercinides e Lachlan Sylvester (1998) sugere a utilização do diagrama Al 2 O 3 /TiO 2 versus Cao/Na 2 O (Figura 16) para separar os leucogranitos gerados a partir da fusão de rochas pelíticas daqueles oriundos da fusão de rochas máficas. Neste diagrama as amostras do granito Encantada situam-se no campo dos granitos fortemente peraluminosos, mais precisamente nas proximidades do ponto de fusão dos pelitos. - 30 -
Figura 16. Diagrama CaO/Na 2 O x Al 2 O 3 /TiO 2 para avaliação da fonte de magmas peraluminosos segundo Sylvester (1998). As amostras do granito Encantada situam no campo de fusão de pelitos com contribuição de material máfico inferior a 10%. A linha curva representa a mistura de magma granítico e basáltico. SP = granitos fortemente peraluminosos. Com base em uma revisão de dados experimentais de fusão de metapelitos, metarenitos, tonalitos e anfibolitos/eclogitos Jung & Pfänder (2007) propuseram a utilização das razões CaO/Na 2 O e Al 2 O 3 /TiO 2, para identificação dos protólitos de rochas graníticas peraluminosas. As baixas razões de CaO/Na 2 O, entre 0,07 e 0,37 indicam que as rochas do granito Encantada foram originados provavelmente pela fusão de rochas pelíticas. Estimativas da temperatura de cristalização do granito Encantada podem ser feitas a partir das análises geoquímicas. Hanchar & Watson (2003) a partir das revisões de dados experimentais de temperatura propuseram a utilização do conteúdo de elementos maiores e Zr para estimar temperaturas magmáticas próximas daquelas do liquidus. Utilizando esta técnica pode-se calcular a temperatura de saturação de zircão para o granito Encantada entre 739,1 e 846,3 C (Tabela 3). Outra técnica aplicada as rochas estudadas foi a proposta por Jung & Pfänder (2007) que utiliza a razão Al 2 O 3 /TiO 2 para calculo da temperatura. Nesta técnica as temperaturas estimadas variam entre 956 e 671ºC, sendo os valores mais frequentes entre 800-840ºC (Tabela 4). - 31 -