universidade federal rural do rio de janeiro
Propaganda
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE AGRONOMIA DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS CURSO DE GEOLOGIA Ob ra Caracterização Petrográfica e Geoquímica dos Litotipos Pré-colisionais ocorrentes no Morro do Sandá, ra pa Rio de Janeiro, RJ. FRED SCHMIDT DE MATTOS Co ul ns Prof. Dr. Rubem Porto Jr. DG/UFRuralRJ ta Setembro / 2007 ÍNDICE 1 - Introdução 01 01 1.2 – Localização da área de estudo 01 1.3 – Justificativa para o estudo 01 1.4 – Metodologia de trabalho 03 1.5 - Nomenclatura adotada para os litotipos estudados 05 Ob 1.1 - Objetivo 2 – Caracterização geral da área das rochas estudadas 06 06 2.2 – Caracterização das rochas Pré-colisionais ocorrentes na Cidade do 10 ra 2.1 – Geologia Regional (Faixa Ribeira) Rio de Janeiro 11 2.4 – Gnaisses Pré-colisionais: Aspectos Petrográficos 18 pa 2.3 - Geologia da Região do Morro do Sandá (Pedreira Bangu) 3 – A geoquímica das rochas pré-colisionais 22 3.1 – Introdução 5 – Referências Bibliográficas 29 ra 4 - Conclusões 22 29 ul ns Co Índice de Tabelas Legenda Tabela 1 Tabela 2 Limites de detecção de análise por ICP/MS Classificação do tamanho dos grãos das rochas ígneas Tabela 3 Nomenclatura dos diversos tipos de enclaves e suas principais características segundo Didier & Barbarin (1991) Composição média e classificação petrográfica dos gnaisses pré-colisionais do Morro do Sandá Composição química para os ganisses pré-colisionais do Morro do Sandá - Elementos Maiores Tabela 4 Tabela 5 Página 04 05 ta Tabela 06 22 23 Índice de Figuras Legenda Página Figura 1 Figura 2 Figura 3 Figura 4 Figura 5 Figura 6 Figura 7 Figura 8 Figura 9 Figura 10 Figura 11 Figura 12 Figura 13 Figura 14 Figura 15 Figura 16 Figura 17 Figura 18 Figura 19 Figura 20 Figura 21 Figura 22 Figura 23 Figura 24 Figura 25 Figura 26 Figura 27 Localização da área estudada Diagrama QAP de Streckeisen Mapa Tectônico da Faixa Ribeira Padrão geral de afloramento das rochas gnáissicas pré - colisionais Gnaisse pré-colisional fortemente foliado Gnaisse pré-colisional apresentando cisalhamentos conspícuos a sua foliação. Granitóide Tardi-colisional (Granito Pedra Branca) Granitóide Tardi-colisional (Granito Pedra Branca). Observar os megacristais. Granitóide Pós-colisional (GranitoFavela) Granitóide Pós-colisional (GranitoFavela) Dique Alimentador Quartzo Diorito Gnaisse. Aspecto ao microscópio. Bandamento gnáissico denotado pelas fitas de biotita. Grumos máficos (titanita + mineral opaco + apatita + biotita) Granodiorito gnaisse. Aspecto geral da textura. Anfibolito. Aspecto geral da textura ao microscópio Tonalito gnaisse. Aspecto geral da textura ao microscópio Diagrama químico classificatório Diagrama TAS Diagrama AFM Diagrama para índice de Shand Diagrama para ETRs para os litotipos de composição granodiorítica Diagrama para ETRs para os litotipos de composição quartzo-diorítica/diorítica Diagrama para ETRs para os litotipos de composição granodiorítica Diagrama para o conjunto total de amostras Diagrama para caracterização tectônica Diagrama para caracterização tectônica Diagrama R1 x R2 para definição de tendências evolutivas ra Ob Figura ra pa 2 5 9 13 13 13 13 13 17 17 21 21 21 21 21 21 26 26 26 26 27 27 27 27 27 28 28 ul ns Co ta 1 – INTRODUÇÃO A pesquisa, cujos resultados são aqui apresentados, corresponde ao Trabalho de Graduação, disciplina obrigatória do curso de Geologia da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. O trabalho teve seu início em abril de 2007, tendo sido orientado desde seu início pelo Prof. Rubem Porto Jr. A pesquisa foi feita em continuidade a trabalhos anteriormente iniciados e com conclusões em vários aspectos apresentados por Porto Jr. &. Valente (1988); Porto Jr, et al. Ob (1992); Porto Jr. (2004). 1.1 – OBJETIVO Objetivo da pesquisa foi obter uma caracterização petroquímica das rochas ra gnáissicas pré-colisionais da Cidade do Rio de Janeiro a partir da realização de trabalhos de interpretação de dados petrográficos e químicos. pa 1.2 – LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO A área de estudo (amostragem) está localizada na Cidade do Rio de Janeiro, no Maciço da Pedra Branca, correspondendo principalmente aos bairros da Barra da Tijuca e ra Jacarepaguá (Figura 1). O acesso é facilitado pela presença, na área, de casas e condomínios, o que implica na presença de estradas, ruas e vias asfaltadas. O principal acesso é pela Avenida Santa Co Cruz e pela Estrada Rodrigues Caldas, via que liga os bairros de Bangu/Sulacap à Barra da Tijuca. O local específico onde à amostragem foi realizada corresponde às pedreiras Tamoios e Bangu, ambas administradas pela Mineração Caravelas. ul ns 1.3 - JUSTIFICATIVA PARA O ESTUDO O estudo aqui apresentado justifica-se a partir de duas abordagens: uma especificamente relacionada a treinamento em técnicas interpretação geoquímica (obtenção, ta análise e interpretação dos dados) e outra que diz respeito à possibilidade de contribuir para o entendimento mais específico das rochas de caráter pré-colisional da região. estudado. 1 ra Ob ra pa lta su n Co Figura 1: Mapa de Localização da pedreira estudada 2 1.4 – METODOLOGIA DE TRABALHO O trabalho foi realizado a partir de emprego de metodologia tradicional aplicável a trabalhos deste tipo envolvendo trabalhos de campo (breve reconhecimento das rochas), petrografia e geoquímica. Foi desenvolvido a partir das seguintes etapas: Etapa 1: envolveu o levantamento Bibliográfico pertinente ao tema com revisão de trabalhos concernentes às rochas estudadas. Ob Etapa 2: envolveu um breve trabalho de campo para reconhecimento e amostragem realizado em frentes de pedreiras, no caso, as Pedreiras Tamoios e Bangu. Esta etapa visou à descrição das características das rochas, da coleta de amostras para análise petrográfica e geoquímica. ra Etapa 3: esta etapa envolveu as atividades em laboratório. Aqui foi desenvolvida a análise petrográfica macroscócpica e microcoscópica. Para a laminação das rochas foi pa utilizado o seguinte processo: uma face da rocha escolhida para a laminação foi cortada numa máquina de serrar marca ONÇA com refrigeração a água, acionada por três correias e motor Kohlbach 1400-1700rpm. A face serrada foi colada em uma lâmina petrográfica de ra vidro (45 x 20 x 1 mm) com araldite XGY1109 e endurecedor HY951 e deixada secar sobre uma chapa quente marca Robertshaw (<300ºC). A lâmina petrográfica foi, então, polida até atingir uma espessura de 0,03mm com controle feito a partir de observações da cor de Co interferência dos grãos de plagioclásio sob microscópio polarizador de luz transmitida marca Wild Heerbrug M-21. O processo de polimento foi feito numa politriz marca ONÇA com dois pratos giratórios de 0,20 m, acionada por dois motores Kohlbach 1400-1700rpm. O processo ul ns de polimento foi feito com carbeto de tungstênio (carborundum) com granulometrias 300# e 1000#. A análise das lâminas ao microscópio foi realizada usando-se um microscópio de luz transmitida BX-40 Olimpus. Neste equipamento também foram feitas as fotomicrografias aqui apresentadas. Toda esta etapa foi realizada no Departamento de Geociências da UFRuralRJ. ta As análises para caracterização geoquímica foram realizadas por contratação nos laboratórios da ACTVLAB, no Canadá. O volume total de amostras analisadas foi de 15. Todas contam com dados para elementos maiores, menores e traços, incluindo os elementos terras raras. Nesse total incluem-se os dados gerados pelo orientador quando da realização de sua Tese de Doutorado, e aqui reutilizados, e as novas análises produzidas em um só lote nos laboratórios da ACTLABS (Actvation Laboratories) no Canadá. As amostras analisadas no Canadá pela ACTLABS foram submetidas as seguintes técnicas de detecção: a) elementos maiores, Ba, Sr, Y, Zr, Sc, Be e V por ICP/AES 3 (Inductively Coupled Plasma - Atomic Emission Spectrometry) e b) todos os demais elementos traços incluindo as terras raras por ICP/MS (Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry). No primeiro caso, ICP/AES, a amostra é dissolvida pela utilização de ácidos puros ou misturada ou por fusões, com emprego de agentes fundentes. A solução obtida é então introduzida em um plasma excitado a cerca de 8000o K. Cada elemento produz um espectro característico cuja intensidade das linhas espectrais é proporcional à quantidade do elemento presente na fusão. No segundo caso, ICP/MS, agrega-se o material em chamas Ob pela técnica padrão do ICP a um espectrômetro de massa para medir a massa do elemento. Os limites de detecção dos métodos empregados são apresentados na Tabela 1. ra Tabela 1: Limites de detecção de análises por ICP/MS Elemento Limite Elemento Limite (ppm) Elemento Limite (ppm) (ppm) 0.5 Ni 10 La 0.1 As 5 Pb 5 Ce 0.1 1 Rb 0.5 Pr 0.05 Bi 0.2 Sb 0.1 Nd 0.1 Co 0.5 Sn 1 Sm 0.1 Cr 10 Sr 0.1 Eu 0.05 Cs 0.5 Ta 0.05 Gd 0.1 Cu 10 Th 0.1 Tb 0.1 Ga 1 Tl 0.1 Dy 0.1 Ge 1 U 0.1 Ho 0.1 Hf 0.2 V 5 Er 0.1 In 0.2 W 0.5 Tm 0.05 Mo 0.5 Y 1 Yb 0.1 Nb 1 Zr 0.5 Lu 0.04 Ba ra pa Ag ul ns Co ta Os: Para os elementos maiores e para perda ao fogo o limite de detecção é de 0.01% Etapa 4: esta etapa corresponde aos trabalhos realizados para a finalização da pesquisa. Envolveu a análise dos dados anteriormente levantados, manuseio de equipamentos de informática (software e hardware) e a produção da monografia. 4 1.5 - NOMENCLATURA ADOTADA PARA OS LITOTIPOS ESTUDADOS A escolha da denominação a ser utilizada para as rochas estudadas, baseou-se nas premissas sugeridas no código Brasileiro de Nomenclatura Estratigráfica (Petri et al., 1986), onde o primeiro nome, normalmente, abrange a classificação petrográfica do tipo litológico em questão, seguido de um segundo nome, que compreende a denominação de uma localidade ou ponto geográfico presente na área da unidade mapeada. Para a classificação de granulação das rochas ígneas, fez-se uso dos intervalos Ob sugeridos por Williams et al. (1970), os quais foram reproduzidos na Tabela 2. Tabela 2 - Classificação do tamanho dos grãos das rochas ígneas (Williams et al., 1970). TAMANHO DOS CRISTAIS Muito grossa > 3 cm Grossa 5 mm a 3 cm Média 1 a 5 mm Fina < 1 mm ra GRANULAÇÃO pa ra Para a classificação e nomenclatura das rochas ígneas plutônicas (Figura 2) foi utilizado o diagrama QAP de Streckeisen (1976). Co Q 1 60 3a 2 3b 4 20 11 A 10 7 8 12 13 5 9 14 65 10 15 90 5 P ta 6 5 ul ns 60 Figura 2 - Diagrama QAP de Streckeisen (1976) para as rochas plutônicas. 1 - Granitóide rico em quartzo. 2 - Álcali-feldspato granito. 3a – Sienogranito. 3b – Monzogranito. 4 – Granodiorito. 5 – Tonalito/trondhjemito. 6 - Álcali-feldspato quartzo sienito. 7 – Quartzo sienito. 8 – Quartzo monzonito. 9 – Quartzo monzodiorito/quartzo monzogabro. 10 – Quartzo diorito/quartzo gabro. 11 – Álcali– feldspato sienito. 12 – Sienito. 13 – Monzonito. 14 – Monzodiorito/monzogabro. 15 – Diorito/gabro. 5 Quanto ao grau de desenvolvimento de faces cristalinas nos grãos, foram adotadas as denominações utilizadas por Williams et al. (1970): o termo idiomórfico, refere-se a um grão limitado, por faces cristalinas; hipidiomórfico, aqueles parcialmente limitados por faces cristalinas; e xenomórfico a um grão de forma irregular e sem faces cristalinas definidas. Lacroix (1890 in Didier & Barbarin, 1991) propôs o termo enclave para descrever diversos tipos de fragmentos litológicos que podem ser encontrados em rochas ígneas. Posteriormente Didier & Barbarin (1991) sugeriram a subdivisão dos enclaves de acordo com sua natureza e características petrográficas em sete tipos diferentes. No presente texto foi utilizado a subdivisão proposta na Ob Tabela 3 Tabela 3 - Nomenclatura dos diversos tipos de enclaves e suas principais características segundo Didier & Barbarin (1991). Natureza Contato Xenolítico Pedaço de rocha encaixante (hornfels) Penetrante Xenocristal Cristal isolado estranho à rocha Penetrante C Surmicáceo Resíduo de fusão (restito) Penetrante, com uma crosta biotítica. L Schlieren A E N ra Termo pa Gradual Microgranular félsico Dilaceração de margens mais finas Penetrante ou gradual V Microgranular máfico Bolhas de magmas coesos Predominantemente anguloso E Cumulático (Autolítico) Ruptura e dilatação de cumulados Predominantemente gradual ra Enclave “rompido”, “dilacerado”. 2 – CARACTERIZAÇÃO GERAL DA ÁREA DAS ROCHAS ESTUDADAS Co 2.1 – Geologia Regional (Faixa Ribeira) Cinturão Ribeira, depois Faixa Ribeira é a denominação dada por Almeida et al. ul ns (1973) para as rochas de idades Neoproterozóicas relacionadas ao Ciclo Brasiliano e encontradas ao longo dos estados de São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais e que margeiam o craton do São Francisco. Na da costa atlântica, é constituída de orto e paragnaisses metamorfisados em alto grau, dobrados no Proterozóico Superior, e separados uns dos outros por porções de rochas mais antigas, e que corresponderiam a maciços ta medianos (Figura 3). O Complexo Costeiro (Hasui et al. 1984) estende-se pela costa Atlântica brasileira limitado por discordâncias e falhas às unidades adjacentes. Seus litotipos são representados por gnaisses bandados e facoidais, dentre outros tipos texturais, migmatitos e rochas da série granítica. A essas rochas intercalam-se quartzitos, mármores e rochas calcisilicáticas. Kinzigitos, leptinitos e charnockitos formam faixas alongadas no domínio na área correspondente ao município do Rio de Janeiro. 6 Modelo geotectônico para a região vem sendo propostos desde a década de 70, devendo ser lembrados aqui os trabalhos de Leonardos Jr e Fyfe (1974) e Campos Neto & Figueiredo (1990). Heilbron et al. (1993) observaram a repetição das associações litológicas e dos padrões estruturais encontrados ao norte Zona de Cisalhamento do Paraíba do Sul para sul, em direção ao litoral. Essa estrutura foi denominada de Megasinforma do Rio Paraíba do Sul e passou-se, então, a admitir a possibilidade da extensão da Faixa Ribeira até os limites da costa do Estado do Rio de Janeiro. Ob Até aqui os modelos evolutivos para a Faixa Ribeira eram, essencialmente, do tipo transpressivo, onde o papel das zonas de cisalhamento dúctil era predominante. Heilbron et al. (1993) propõem que a evolução tectono-metamórfica para o segmento central da Faixa ra Ribeira se deu principalmente pela ação de empurrões dúcteis e dobras relacionadas ao evento de deformação principal. O forte encurtamento e espessamento crustal, que resultaria da deformação principal, explicaria a grande quantidade de granitóides dos tipos I pa e S progressivamente mais abundantes em direção ao segmento interno da Faixa. Heilbron et al. (1995) propõem um quadro evolutivo para a Orogênese Brasiliana no segmento central da Faixa Ribeira, definindo quatro domínios tectônicos: 1) embasamento ra pré 1,8 Ga (rochas formadas e/ou retrabalhadas no Evento Transamazônico); 2) ortognaisses indivisos sem dados geocronológicos e assumidos como integrantes do embasamento; 3) cobertura metassedimentar Pós- 1,8 Ga; e 4) rochas granitóides geradas Co durante a Orogênese Brasiliana. Com base nos dados geocronológicos, a Orogênese Brasiliana foi subdividida em três períodos: Sin-colisional (590-563 Ma); Pós-colisional (535520 Ma) e Pós-tectônico (503-492 Ma). ul ns Heilbron et al. (1998) definem o segmento central da Faixa Ribeira como um orógeno colisional de idade neoproterozóica / cambriana profundamente erodido, com três associações de expressão regional: 1) embasamento paleoproterozóico / arqueano; 2) cobertura sedimentar deformada meso a neoproterozóica com episódios magmáticos, e 3) granitóides gerados durante a Orogênese Brasiliana (635-480 Ma). Foram ainda ta individualizadas cinco associações lito-tectônicas para o embasamento pré 1,8 Ga. Heilbron et al. (1998) definem para o segmento central da Faixa Ribeira, dois diferentes terrenos: a) margem retrabalhada do cráton do São Francisco, definida como Terreno Ocidental, e b) Terreno Oriental, composto pelo Complexo Costeiro (ou microplaca Serra do Mar), que possivelmente apresenta outros blocos cratônicos e/ou microplacas. O Terreno Oriental, definido com base em dados estruturais e geocronológicos disponíveis, seria composto pelo Complexo Costeiro, Complexo Rio Negro (Tupinambá, et 7 al. 1996) de granitóides pré-colisionais gerados em um arco magmático ativo entre 630-600 Ma (Tupinambá et al 1998), e as rochas Bloco de Cabo Frio. Tupinambá (1999) apresenta uma evolução tectono-magmática para um orógeno Brasiliano dentro dos limites do Terreno Oriental. Define um magmatismo pré-colisional ra Ob ra pa ul ns Co ta 8 CONTEXTO TECTÔNICO DA REGIÃO DE ESTUDO NO EA OC 0O Coberturas Sedimentares Cinturões Orogênicos Meso-cenozóicos (Andes) Cinturões Orogênicos Proterozóicos Crátons Brasilianos Cuenca de Parnaíba ra Ob 0O OCEANO PACÍFICO O IC NT LÂ AT 40O 80O ra pa lta su n Co Cretácicas Figura 3: Mapa Tectônico do Segmento Central da Faixa Ribeira (Heilbron et al., 2000). 9 representado por tonalitos e diorito gnaisses componentes do Complexo Rio Negro e por corpos de hornblenda gabros, evoluídos em uma série cálcica gerada em ambiente de arco de ilhas oceânico ativo entre 630-600 Ma (Arco Rio Negro). Esse arco em uma etapa posterior, colidiu com uma margem passiva, o Terreno Oriental da Faixa Ribeira, gerando espessamento crustal, ampla migmatização e geração de magmas graníticos do tipo S. Propõe ainda que após a colisão e a acreção do arco à margem passiva, um novo arco magmático, agora de características continentais, se estabeleceu a 560 Ma. Assinala o Ob Batólito Serra dos Órgãos como sendo representante deste magmatismo Trouw et al. (2000) apresentam uma síntese dos conhecimentos existentes para o segmento central da Faixa Ribeira, onde é feita a caracterização das maiores associações ra litológicas presentes no segmento (embasamento e cobertura), bem como são discutidos os estágios de evolução da orogênese Brasiliana na região. Mais especificamente no âmbito da cidade do Rio de Janeiro, as rochas aflorantes pa estão inseridas no Complexo Costeiro, definido como um conjunto de rochas em facies granulito e anfibolito com migmatização e geração ampla de granitos (Campos Neto & Figueiredo, 1990). ra A Série Inferior (Helmbold et al. 1965) é outra importante unidade litoestratigráfica, sendo constituída de litotipos fortemente bandados, em geral de coloração escura ou cinza, com granulometria e textura variáveis. São produtos tipicamente ortoderivados, ocorrendo Co essencialmente na parte centro-oeste do município do Rio de Janeiro. 2.2 – Caracterização das rochas Pré-colisionais ocorrentes na Cidade do Rio de Janeiro ul ns Os terrenos gnáissicos de alto grau, e de complexa história evolutiva, constituem um verdadeiro desafio àqueles que se lançam nos estudos de caracterização petrográfica, estrutural e litoestratigráfica das rochas neles presentes. Efeitos da partição da deformação, processos anatéticos seguidos de migmatização regional e intrusões magmáticas em ta estágios distintos, obliteram os elementos originais da trama. Heilbron et al. (1998) definem o segmento central da Faixa Ribeira (onde se insere a Cidade do Rio de Janeiro) como um orógeno colisional de idade neoproterozóica/cambriana, profundamente erodido, com três associações de expressão regional: 1) embasamento paleoproterozóico/arqueano; 2) cobertura sedimentar deformada meso a neo-proterozóica com episódios magmáticos, e 3) granitóides gerados durante a Orogênese Brasiliana (635-480 Ma). Definem ainda para o segmento central da Faixa Ribeira, dois diferentes terrenos: a) margem retrabalhada do Cráton do São Francisco, definida como Terreno Ocidental, e b) Terreno Oriental, composto 10 pelo Complexo Costeiro (ou microplaca Serra do Mar), que possivelmente apresenta outros blocos cratônicos e/ou microplacas. Tupinambá et al. (1998) definem para o Terreno Oriental, onde se inserem as rochas do Município do Rio de Janeiro, as seguintes associações litológicas: a) ortognaisses tonalíticos a granodioríticos, gnaisses leucograníticos, corpos quartzo dioríticos, que compõe o Complexo Rio Negro; b) ortognaisse granodiorítico a granítico (Batólito Serra dos Órgãos) intrusivo no Complexo Rio Negro; c) rochas metassedimentares de alto grau correspondentes a rochas do Grupo Ob Paraíba do Sul; e d) corpos ("stocks e sills") de rochas graníticas não foliadas. A seqüência de gnaisses aqui estudada forma a maior do segmento norte/nordeste do Maciço da Pedra Branca. A região foi mapeada sistematicamente por Helmbold et al. (1965) quando foram ra definidas duas seqüências gnáissicas principais ambas assumidas como de idade Précambriana, cortadas por granitóides de idade Ordoviciana-Siluriana, diques de diabásio de idades Cretácicas-Jurássicas e intrusivas alcalinas plutônicas e hipoabissais de idades pa Cretácicas-Terciárias. Segundo estes autores, as seqüências gnáissicas integrariam duas séries distintas: a Série Inferior, tida como de idade Arqueana, é formada por granodiorito e quartzodiorito gnaisses, com intrusões básicas e intermediárias associadas, interpretadas ra como ortognaisses, sem granada e com hornblenda e titanita como minerais característicos; a Série Superior, de provável idade Proterozóica, é formada por paragnaisses (microclina gnaisses e plagioclásio gnaisses da Seqüência Mista, com variações texturais marcantes, os augen-gnaisses) e biotita gnaisses, kinzigitos, Co incluindo leptinitos, quartzitos, calcisilicáticas, charnockitos, anfibolitos, granodioritos e quartzodioritos gnaissificados) com granada e outros aluminossilicatos como minerais característicos. ul ns As rochas pré-colisionais da Cidade do Rio de Janeiro foram primeiramente caracterizadas a partir dos estudos apresentados em Porto Jr et al. (2001, 2002) e Porto Jr. (2004). 2.3 - Geologia da Região do Morro do Sandá – Aspectos de Campo ta O morro do Sandá está localizado no norte do Maciço da Pedra Branca, no município do Rio de Janeiro, RJ, onde ocorrem regionalmente gnaisses e migmatitos de composições e estruturas variadas, estudados, mapeados e subdivididos em duas séries distintas: a Série Inferior, ortognáissica; e a Série Superior, paragnáissica (Helmbold et al., 1965). No Morro do Sandá os gnaisses e migmatitos encaixantes estão situados na então denominada Série Inferior (Helmbold et al., 1965), sendo representados por gnaisses de composição granodiorítica, sem granada ou outro mineral metamórfico importante, com diferentes granulometria e texturas, fortemente deformados, com dobras muito apertadas e 11 planos de cisalhamento associados. Estes gnaisses possuem um aspecto migmatítico, em nível de afloramento. O posicionamento destas rochas foi reavaliado recentemente (Porto Jr. 2004) o que levou as mesmas a passarem a ocupar, não mais a base da coluna estratigráfica da região, mas sim a base da unidade ortoderivada. O mapa geológico detalhado (1:5000) do Morro do Sandá (Porto Jr. & Valente, 1988) revela uma “zona de bordo de intrusão”, com gnaisses dominando sua porção norte, ocorrendo mais restritamente também à oeste, sendo cortados por dois granitos principais, Ob com predomínio marcante de um deles, que parece se estender mais amplamente para o lado sul da área. Uma zona de enclaves foi reconhecida na sua porção mais central, próxima ao topo do morro. ra As rochas do Morro do Sandá - As rochas Encaixantes São gnaisses fortemente bandados, na sua maioria, com granulometria variável de média a grossa, de coloração escura ou acinzentada. Tratam-se de rochas pa caracteristicamente ortoderivadas (algumas com preservação de enclaves que denotam relações temporais que podem ser definidas no campo) (Figuras 4). A composição varia desde os tipos quartzo dioríticos até os tipos granodioríticos. ra Gnaisses graníticos também ocorrem de forma mais restrita. São leucocráticos com foliação denotada por biotitas e também pelo alinhamento dos grãos de microclina e segregação de bandas quartzosas. Co A deformação que atingiu estas rochas foi bastante intensa, incluindo dobras apertadas. A foliação gnáissica geral é variável, mas sempre com fortes mergulhos. Cisalhamento dúctil é bastante comum nos gnaisses, com planos associados a superfícies ul ns axiais de dobras apertadas, ou sem relação direta com eles (Figuras 5 e 6). Nas proximidades dos contatos com a intrusiva de maior ocorrência aparece veios félsicos associados com os gnaisses, compostos basicamente de quartzo e feldspatos, além de magnetita disseminada. ta As rochas Granitóides Ocorrem vários granitóides na área, com texturas e estruturas diversas. O granitóide de maior distribuição superficial foi denominado de Granito Pedra Branca (Porto Jr. & Valente, 1988), que é uma rocha leucocrática, inequigranular-hipidiomórfica, porfirítica, com granulometria variando de fina a grossa. É caracterizado pela abundância de megacristais de microclina-micropertítica poiquilítica, com granulometria média de 3 cm que engloba muitas das fases minerais acessórias existentes (Figuras 8 e 9). A microclina denota uma forte lineação. O plagioclásio é do tipo oligoclásio, e quando incluso em microclina mostra 12 ra Ob Figura 4: Padrão geral de afloramento das rochas gnáissicas pré - colisionais ra pa n Co Figura 5: Gnaisse pré-colisional fortemente foliado Figura 6: Gnaisse pré-colisional apresentando cisalhamentos conspícuos a sua foliação. lta su Figura 7: Granitóide Tardi-colisional (Granito Pedra Branca) Figura 8: Granitóide Tardi-colisional (Granito Pedra Branca). Observar os megacristais. 13 uma fina borda de reação formando uma blindagem (auréola) ao redor do grão. O quartzo é xenomórfico e intersticial. A biotita é tabular, em geral alterada para clorita. Os minerais acessórios comuns ao granitóide Pedra Branca são: titanita, apatita, allanita, zircão e minerais opacos. Os minerais de crescimento secundário presente são: sericita, clorita, epidoto e carbonato. Este granitóide possui ampla distribuição em todo o maciço e, segundo estudos regionais, situa-se preferencialmente nos seus bordos. O Morro do Sandá faz contato direto Ob com os gnaisses e os migmatitos da Série Inferior. O plúton granítico forma uma zona de contato com as rochas encaixantes gnáissicas, com a intrusão subconcordante de apófises a partir do plúton principal, segundo a foliação ra gnáissica geral. A intrusão é do tipo forçada arrancando xenólitos angulosos próximo ao contato, podendo também, desloca-los por centenas de metros, quando passam a formas discóides e elipsóides, chegando a concentrar-se em algumas zonas do plúton. Processos pa de assimilação e reação entre xenólitos e o magma circundante são bastante comuns. Em geral a formação de filetes de biotita nos bordos dos xenólitos é indicativa desta reação. Uma fase aplítica e outra pegmatítica, ambas de “mineralogia simples” (quartzo- ra feldspato) estão intimamente relacionadas a este evento ígneo. Os veios pegmatíticos são formados essencialmente por microclina e quartzo, com biotita muito subordinada. Bolsões pegmatíticos de poucos metros podem estar isolados no interior do granito. Co O Granito Pedra Branca possui uma notável estrutura planar e/ou linear, com mergulhos variáveis. Algumas observações de campo indicam que esta estrutura é originada pelo fluxo ígneo durante o regime de intrusão e resfriamento (fases finais), e não por ul ns imposição de esforços tectônicos, sendo, portanto, estruturas primárias. Outro granito que ocorre no Morro do Sandá possui características muito distintas do Granito Pedra Branca. São intrusões tabulares, discordantes com a foliação gnáissica, e que cortam também o Granito Pedra Branca e os veios aplíticos e pegmatíticos a ele relacionados, sendo, portanto, um granito mais jovem (Figuras 9). No Morro do Sandá ele foi ta denominado Granito Favela (Pires et al., 1982). Trata-se de um biotita-granito debilmente foliado, leucocrático, com textura inequigranular hipidiomórfica. Sua mineralogia básica é formada por microclina, ortoclásio, plagioclásio, quartzo e biotita. Em pequenas quantidades ocorrem apatita, allanita, titanita, zircão, pirita, calcopirita e molibdenita. A microclina é micropertítica, com granulometria média de até 1,5 cm, e seus pórfiros têm caráter poiquilíticos podendo estar fraturados. O plagioclásio é do tipo oligoclásio-andesina, e seus grãos em geral estão fortemente saussuritizados. Mirmequita é comum em seus bordos. O quartzo é xenomórfico e intersticial. A biotita tem hábito tabular a prismático e está 14 disseminada na matriz. A titanita é mineral de presença conspícua. Os minerais opacos mantêm forte associação com a titanita e a biotita. O Granito Favela, ao contrário do Granito Pedra Branca, não possui , no morro do Sandá, fase aplítica desenvolvida – apenas veios finos com cerca de dois centímetros de espessura, retilíneos e muito esparsos – ou fase pegmatítica correlacionável diretamente. Estruturalmente encontra-se uma orientação linear, preferencialmente planar, de megacristais de microclina (Figura 10). Ob A intrusão tabular do Granito Favela no morro do Sandá é subhorizontal, e desloca relativamente pouco os gnaisses encaixantes e concentra xenólitos angulosos nas margens do dique. O dique possui geometria complexa, com inflexões abruptas e acunhamentos, com ra apófises mais verticalizadas. Um dique fino, zonado, vertical, parece alimentar o dique. Possui contatos bruscos em relação às encaixantes gnáissicas e paredes pouco movimentadas relativamente. pa Pedreira Bangu, Morro do Sandá: local de amostragem. À frente de pedreira estudada foi subdividida em segmentos de direção aproximada ra norte-sul. Esta frente foi escolhida, pois é nela que ocorrem os gnaisses de composição básica/intermediária correspondente às rochas datadas como de idades de 792 Ma, caracterizadas como pré-colisionais, sendo, portanto, o objeto deste estudo. (Figura 4) Co De forma geral, a rocha que representa a seqüência estudada é um litotipo gnaissificado de cor cinza escuro, composição granodiorítica a quartzo diorítica. A composição mineralógica é dada pela presença de quartzo, plagioclásio, biotita e ul ns hornblenda, minerais estes identificados a vista desarmada. Esta rocha é frequentemente cortada por veios aplíticos e pegmatíticos relacionados à remobilização local e ainda à presença de material granítico associado ao Granito Pedra Branca. As bandas aplíticas, de até 3 cm de espessura, intercalam-se ao bandamento gnáissico de forma plano-paralela. A foliação geral é dada por atitudes que oscilam entre 0450 e 0550/850 NW. ta Na frente estudada pode ser observada ainda uma seqüência mista de rochas gnáissico–migmatíticas que são cortadas por um dique de fonolito. Esse segmento é composto por diferentes tipos de rochas todas elas interdigitadas. O plagioclásio biotita gnaisse bandado (rocha dominante) de composição quartzo-diorítica, grada para um granodiorito homogêneo de cor cinza, e logo volta a ocorrer o plagioclásio biotita gnaisse bandado. Esta seqüência mista é caracterizada, portanto pela presença de três tipos gnáissicos de características e composições distintas. Os contatos entre a seqüência mista e o tipo gnáissico quartzo-diorítico são obliterados pela presença de pegmatitos relacionados 15 ao magmatismo Pedra Branca. Os veios aplíticos encontrados são compostos mineralogicamente por quartzo, feldspato e mica, e são discordantes à direção do bandamento dos gnaisses. Às vezes esses veios aplíticos são observados envolvendo pedaços de rochas. São vistas ainda porções de rochas de composição granodiorítica de cor cinza e granulometria variando de fina à média, gradando para um plagioclásio-biotita gnaisse de granulometria fina à média. Essas rochas são separadas por veios aplíticos centimétricos a Ob métricos onde cisalhamentos são feições comuns. Pequenas variações na atitudes das camadas podem ser observadas, possivelmente impostas pelos cisalhamentos. O litotipo tem granulação média, composição granodiorítica e é constituído por plagioclásio, quartzo, ra biotita e hornblenda, com raro ortoclásio. ra pa ul ns Co ta 16 ra Ob pa Figura 9: Granitóide Pós-colisional (GranitoFavela) ra lta su n Co Figura 10: Granitóide Pós-colisional (GranitoFavela) Dique Alimentador 17 2.4 – Gnaisses Pré-colisionais: Aspectos Petrográficos Foram analisadas 11 lâminas delgadas. Para a classificação desses litotipos foi utilizado o diagrama para classificação QAP (Streckeisen, 1976) por tratarem-se de rochas ortoderivadas. Para obtenção dos valores modais foram feitas estimativas visuais (mínimo de 10 visadas por lâmina) de campos variados das seções delgadas. Os valores obtidos foram, então, recalculados para 100% e plotados no referido diagrama. Ob As paragêneses metamórficas diagnósticas para estas rochas puderam ser agrupadas em cinco associações: a) quartzo + plagioclásio + hornblenda + biotita (± ortoclásio/microclina); b) quartzo + ra plagioclásio + biotita + microclina; c) plagioclásio + hornblenda (± quartzo); d) quartzo + plagioclásio + hornblenda + biotita (± ortoclásio/microclina); e) quartzo + plagioclásio + biotita (± ortoclásio/microclina). pa # Quartzo diorito (a granodiorito) gnaisse É uma rocha de tom cinza escuro, com textura lepidonematoblástica, de granulação ra fina a média e formada por quartzo, plagioclásio, hornblenda, biotita, titanita, minerais opacos e ortoclásio/microclina (Figura 11). O forte bandamento metamórfico individualiza bandas ricas em material máfico (biotita, hornblenda, minerais opacos e titanita) e outras Co ricas em material félsico (plagioclásio e quartzo, com eventual ortoclásio/microclina). O plagioclásio ocorre predominantemente nas bandas félsicas em grãos de granulometria média que variam de 2 a 3 mm. São límpidos e geminados. Têm hábito colunar e inclusões ul ns de quartzo fino e arredondado ocorrem nos cristais de maior tamanho. O quartzo ocorre praticamente confinado às bandas félsicas (Figura 12). Tem granulometria média, com grãos variando entre 1 e 2 mm, é xenoblástico, límpido, de contornos serrilhados ou do tipo côncavo/convexo. A biotita tem hábito tabular, cor marrom, forte pleocroísmo, com "birds eyes" característico. Associa-se aos grãos de hornblenda, sendo comum seu crescimento ta nas bordas destas. Pode conter finas inclusões de quartzo. Formação de aglomerados com titanita e minerais opacos é feição extremamente comum (Figura 13). A hornblenda tem cor verde oliva intensa, é pleocróica em cristais de granulometria média variando entre 1 e 2 mm. Contém inclusões de titanita e de minerais opacos, podendo participar da formação de aglomerados com estes minerais e mais a biotita. A titanita ocorre sempre nas bandas máficas, como cristais xenoblásticos de alto relevo, cor de bronze e granulometria fina (0,5 a 0,7 mm), que bordejam grãos de biotita. Associa-se comumente aos minerais opacos, podendo crescer em suas bordas ou até eventualmente englobá-los por completo. Os 18 minerais opacos são xenoblásticos de granulometria fina (0,4 a 0,6 mm), associando-se a titanita e a biotita. Apatita euédrica, prismática ou hexagonal e zircão de hábito arredondado, ocorrem em pequeno volume dispersos pela matriz da rocha. # Granodiorito Gnaisse Este litotipo é inequigranular, com grãos que variam entre 1 e 3 mm na matriz e apresentando porfiroblastos de até 1,5 cm. Sua textura é granolepidoblástica e seus Ob constituintes minerais são: plagioclásio, microclina, quartzo, biotita, minerais opacos, titanita, apatita, zircão (Figura 14). A orientação dos cristais de feldspato e de biotita dão à rocha uma foliação não tão marcante como no tipo anteriormente descrito, mas, ainda assim, bem ra definida. O plagioclásio é o feldspato mais abundante. Sua granulometria varia de 1 a 3 mm, tem hábito colunar, com eixo de maior comprimento alinhado à superfície definida pela foliação. Os grãos maiores, alguns podendo chegar a ter até 7 mm, são poiquiloblásticos pa podendo mostrar-se saussuritizados em seus núcleos. Intercrescimento mirmequítico é comum nas regiões de contato com grãos de microclina. O quartzo é intersticial, granoblástico, apresentando por vezes padrão poligonal. Tem granulometria média com ra grãos no intervalo entre 1 a 4 mm com incipiente extinção ondulante. A biotita tem hábito tabular, granulometria variando de fina a média, com grãos no intervalo entre 0,6 e 1,5 mm. Tem cor marrom, é fortemente pleocróica, podendo apresentar-se alterada para clorita a Co partir de suas clivagens. Seu arranjo planar confere foliação à rocha. A microclina tem hábito colunar - quadrático, em grãos de granulometria média variando de 1,5 a 3 mm. São grãos poiquiloblásticos geminados por "Tartan" e mais raramente por Carlsbad. A titanita ocorre ul ns em razoável volume, como cristais que variam de hipidioblásticos (aqueles de granulometria > 1 mm) a xenoblásticos (aqueles com granulometria < 1 mm). Associa-se comumente à biotita e aos minerais opacos, formando pequenos aglomerados. Os minerais opacos ocorrem como cristais arredondados de granulometria fina, com grãos variando no intervalo de 0,4 a 0,6 mm. Têm forte relação com a titanita, podendo apresentar-se totalmente prismático. ta englobados por esta. A apatita ocorre em quantidades restritas, como cristais finos de hábito # Anfibolito Este litotipo é equigranular, com grãos variando entre 2 e 3 mm, com textura predominantemente lepidonematoblástica (Figura 15). É constituído de hornblenda, plagioclásio, quartzo, biotita e apatita. A hornblenda é fase mineral principal, tem cor verde, hábito tabular, granulometria média, com alguns cristais podendo atingir 5 mm. É fortemente 19 pleocróica, podendo apresentar inclusões de quartzo fino e arredondado; biotita ocorre freqüentemente em suas bordas. O plagioclásio é hipidioblástico, límpido, de hábito colunar. O quartzo é essencialmente intersticial, límpido, com contornos poligonais indicativos de processos de recuperação de grãos. A biotita ocorre em pequeno volume, quase sempre crescendo nas bordas de hornblenda. A apatita é o mineral acessório mais comum, sempre como grãos finos de hábito acicular. Minerais opacos e titanita são muito mais raros. Ob # Tonalito a Granodiorito gnaisse. São rochas equigranulares, caracterizadas por apresentarem textura granolepidoblástica de granulometria média, com grãos variando entre 1 e 3 mm. É ra constituído de plagioclásio, quartzo, biotita, hornblenda, microclina, titanita, minerais opacos, apatita e zircão (Figura 16). O plagioclásio é granoblástico, límpido, e pode conter microinclusões de quartzo de hábito arredondado. Pode ocorrer ainda de forma intersticial à pa biotita, mostrando-se, neste caso, mais rico em inclusões. Ortoclásio, quando presente, ocorre em grãos médios de hábito quadrático, geminados ou não por Carlsbad. O quartzo é granoblástico, límpido em grãos médios e xenoblásticos. Associa-se principalmente ao ra plagioclásio. A biotita é o mineral máfico mais abundante ocorrendo em grãos de hábito tabular. Em geral forma grumos com a titanita, minerais opacos e com hornblenda. O anfibólio presente é uma hornblenda verde escura de hábito tabular fortemente pleocróica Co em grãos médios (1-2 mm). Em geral apresenta biotita crescendo em suas bordas e contem inclusões de titanita e quartzo. Substituição por biotita a partir dos planos de clivagem é feição comum. A titanita em geral forma grumos com minerais opacos e biotita e mais ul ns raramente com hornblenda. Os minerais opacos ocorrem sempre em associação com a titanita, estando por vezes totalmente envoltos por um fino halo de titanita. Apatita e zircão ocorrem em pequenos volumes. ta 20 Ob Figura 12: Bandamento gnáissicodenotado pelas fitas de biotita. Figura 11: Quartzo Diorito Gnaisse. Aspecto ao microscópio. ra ra pa n Co Figura 13: Grumos máficos (titanita + mineral opaco + apatita + biotita) Figura 14: Granodiorito gnaisse. Aspecto geral da textura. lta su Figura 15: Anfibolito. Aspecto geral da textura ao microscópio Figura 16: Tonalito gnaisse . Aspecto geral da textura ao microscópio 21 Tabela 4: Composição média e classificação petrográfica dos gnaisses pré-colisionais do Morro do Sandá Qtz Diorito Granodiorito Anfibolito Tonalito Gnaisse Gnaisse (média de 2 Gnaisse (média de 3 (média de 3 amostras) (média de 3 amostras) amostras) 42.0 37.7 62.1 41.3 7.0 29.0 12.5 25.4 Microclina -- 9.8 -- 7.1 Ortoclásio 4.1 3.0 2.4 2.8 Biotita 16.2 10.5 6.6 7.2 Hornblenda 23.2 3.6 13.4 12.2 Granada 0,9 1,1 0,7 0,4 Titanita 3.0 2.1 1.1 1.6 Apatita 0.2 0.3 0.3 0.2 0.8 0.6 0.4 0.4 Min. Opacos 2.0 2.0 2.2 0.9 Min. Secundários 0.6 0.2 0.4 0.3 Litotipo Minerais Plagioclásio ra Ob Quartzo ra pa Zircão amostras) 3 – A GEOQUÍMICA DAS ROCHAS PRÉ-COLISIONAIS Co 3.1 – Introdução Foram selecionadas onze amostras representativas para o conjunto de rochas estudado (Tabela 5). Deste conjunto, 5 amostras correspondem a litotipos já analisados em ul ns Porto Jr. (2004). As demais 6 amostras correspondem a litotipos que tiveram seus dados recém obtidos. A seleção das amostras para análise foi executada após uma primeira observação petrográfica no intuito de minimizar os efeitos decorrentes de eventuais mudanças intempérica, hidrotermais e metassomáticas. ta Inicialmente as amostras selecionadas foram cortadas em slabs de 5 cm, retirando-se as regiões mais alteradas. Posteriormente o slab foi quebrado com martelo e os fragmentos encaminhados a um moinho de bola de tungstênio para serem pulverizados a -200 mesh. A partir da análise dos diques pretendeu-se: 1) Classificar quimicamente as amostras selecionada; 2) Caracterizar o tipo de magma envolvido na geração das rochas; e 3) Investigar, com base nas características químicas apresentadas, o ambiente tectônico de formação dos mesmos. 22 Tabela 5: Composição química para os ganisses pré-colisionais do Morro do Sandá - Elementos Maiores SiO2 TiO2 Al2O3 CaO Na2O K2O P2O5 LOI Total PBG 4 PFNS-1a PT - 05a PT -5b PBG 7a PT-04a SD-04a SD-02b SD-05a SD-08d SD-10a 43,61 56,94 59,96 60,38 61,68 62,14 62,94 57,15 55,59 60,66 51,95 3,61 1,24 1,10 1,47 1,02 1,23 1,15 1,02 2,08 1,08 2,57 14,92 11,67 5,20 0,24 5,73 8,52 14,34 3,56 4,77 0,13 3,25 7,96 16,29 3,45 3,72 0,23 2,05 5,56 14,96 3,75 3,45 0,14 2,98 4,2 16,25 3,36 3,18 0,3 1,52 4,95 16,09 3,78 3,54 0,16 1,67 4,21 15,46 3,22 3,25 0,19 1,49 4,19 15,26 4,64 4,35 0,21 2,98 6,91 15,01 4,27 5,55 0,15 3,58 7,26 14,55 3,99 3,15 0,19 2,28 3,85 14,86 5,97 4,95 0,14 4,25 7,46 3,37 3,42 4,04 3,09 3,95 3,98 3,85 2,94 3,10 3,68 3,58 1,59 2,54 1,45 3,56 1,78 2,02 1,85 1,98 1,68 3,94 1,95 0,89 0,54 0,29 0,45 0,21 0,13 0,26 0,56 0,66 0,58 0,67 0,23 0,84 1,39 1,02 1,44 0,88 1,39 1,11 1,02 1,34 1,27 99,58 99,53 99,53 99,45 99,64 99,83 99,54 99,11 99,95 99,29 99.62 Fe2O3 ra Ob Sample FeO MnO MgO Tabela 5 (cont.): Composição química para os gnaisses pré-colisionais do Morro do Sandá Elementos Menores e Traços Rb Ba Sr Nb Zr Y Hf Ta Th V Co Zn Pb U PBG 4 PFNS-1a PT - 05a PT -5b PBG 7a PT-04a SD-04a SD-02b SD-05a SD-08d SD-10a 58 165 154 232 189 55 172 169 166 165 49 358 943 958 1890 1235 1123 1396 882 951 1241 400 596 420 387 430 258 267 302 542 387 241 625 29 25 21 24 15 12 13 30 21 10 34 174 280 235 408 389 378 321 302 312 278 150 30 45 31 43 26 34 21 44 44 16 24 4,5 16,8 12,5 13,5 11,4 9,6 12,4 11,2 15,7 11 4,1 1,7 2,5 1,6 1,9 1,6 2,5 1,9 2,1 2,8 1,8 2,2 1,3 17,3 12,7 8,8 25,8 36,5 21,1 10,2 16,5 19,5 1,9 313 168 197 201 228 134 165 268 145 154 412 49 18 23 24 16 12 15 32 15 12 62 135 102 96 112 135 148 95 152 99 88 114 20 26 22 32 27 31 29 28 19 24 15 2.2 1.2 1.7 2.4 2.0 2.5 1.4 2,2 1,5 1,2 2,8 Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu PBG 4 23,5 52,3 7,11 30,5 7,0 2,82 7,5 1,1 PFNS-1a 27,8 58,4 7,45 32,9 6,9 2,54 5,8 1,1 PT - 05a 26,2 57,2 8,20 31,8 6,5 2,40 6,2 1,2 PT -5b 30,54 68,92 8,78 34,23 6,04 2,35 4,9 1,1 PBG 7a 35,2 65,2 8,54 31,2 6,4 2,15 5 0,9 PT-04a 36,8 67,9 7,80 41,1 9,1 1,95 4,3 1,1 SD-4a 38,2 75,2 8,23 33,5 5,8 1,95 4,2 1 SD-02b 37,2 72,2 8,54, 30,1 6,02 1,96 4,8 1,2 SD-05a 36,5 69,8 8,21 33,7 6,24 1,86 5,6 0,9 SD-08d 39,1 63,2 7,9 35,2 5,95 1,8 5,3 1 SD-10a 22,5 49,5 7,85 31,9 6,5 2,41 6,6 0,6 5,8 4,8 5,6 4,8 5,2 4,7 4,2 5,2 4,9 5,5 6.2 1,1 1,1 1,2 1.1 1 0,9 0,8 0,9 1,3 1,1 1,3 3,1 3,3 3,0 3 3,5 3,1 3,2 3,5 2,9 3,4 4,1 0,40 0,22 0,45 0,42 0,44 0,36 0,32 0,48 0,35 0,44 0,25 2,4 2,2 2,5 3,12 2,8 2,4 2,5 2,1 2,4 2,8 2,2 0,37 0,36 0,36 0,31 0,34 0,31 0,29 0,31 0,28 0,34 0,35 La Ce Pr Nd Sm Eu ul ns Co Amostra ra pa Amostra ta 23 Com base nos diagramas de classificação química utilizados, podemos afirmar que as rochas pré-colisionais estudadas correspondem a tipos que variam composicionalmente desde gabros/dioritos até granodioritos (Figura 17). Sua tendência de evolução é do tipo subalcalina (Figura18) evoluindo ao longo de um “trend” calcialcalino (Figura 19) de caráter metaluminoso (Figura 20). A avaliação a partir da norma CIPW apontou para dois segmentos distintos: um com coríndon normativo, em valores baixos, com conseqüente ausência de diopisídio normativo. Este segmento corresponde a rochas com teor de SiO2 Ob mais baixo e outro segmento com presença de diopsídio e ausência de coríndon normativo que corresponde a rochas com teor de SiO2 mais elevados. Os resultados da norma apontam ainda para presença de hematita normativa para o segmento que também ra apresenta coríndon normativo. Isso pode significar que essas rochas evoluíram em um ambiente em que a fugacidade de oxigênio era alta. A análise dos padrões normalizados obtida para os elementos terras raras (Figura 21) pa permite que o agrupamento inicial obtido para a totalidade dos gnaisses possa ser subdividido em três segmentos que, petrográfica e quimicamente, já foram anteriormente caracterizados (gabros/dioritos; tonalitos e granodioritos). ra O primeiro segmento corresponde às rochas com predominância de plagioclásio em sua composição mineralógica. Apresentam padrão de fracionamento menos marcante apresentando razões (La/Yb)n mais baixas (Figura 22). Este segmento corresponde às Co rochas com ausência de coríndon normativo e conseqüente presença de diopsídio normativo. O conteúdo total de ETRs para esse grupo é pouco menor do que quando comparado ao anterior. Petrograficamente corresponde às rochas diorítica/gabróicas. ul ns O segundo segmento corresponde a rochas algo mais enriquecidas em k-feldspato apresentando razões o (La/Yb)n mais elevada. O padrão por elas apresentado aponta para um fracionamento em ETRs mais elevado com relativo enriquecimento em ETRl e empobrecimento em ETRp (Figura 23). Petrograficamente corresponde às rochas quartzodiorítica/tonalítica. ta O terceiro e mais volumoso segmento corresponde a rochas mais enriquecidas em kfeldspato (microclina inclusive) que apresentam razões (La/Yb)n mais elevada que as demais. O padrão por elas apresentado aponta para um fracionamento em ETRs ainda mais elevado com enriquecimento em ETRl e empobrecimento em ETRp (Figura 24). Petrograficamente corresponde às rochas granodiorítica. Os gnaisses a plagioclásio concentram-se, de maneira sistemática, em campos de rochas pré-colisionais e intraplacas, enquanto os gnaisses mais evoluídos (mais ricos em k- 24 feldspato) são indicativos de variação para terrenos já de característica sin-colisional (Figuras 25 e 26). Essas características apontam para possíveis processos de evolução distintos, devendo os gnaisses mais enriquecidos em plagioclásio evoluírem a partir de fracionamento de rochas infracrustais e/ou mantélicas, enquanto os gnaisses mais enriquecidos em kfeldspato devem ter sua evolução associada a processos em que o componente crustal é mais intenso. O diagrama R1xR2 de Batchelor & Bowden (1985) (Figura 27) faz uso de Ob parâmetros multicatiônicos. Na interpretação dos autores a variação composicional de granitóides, desde os pré-colisionais até os tardiorogênicos, reflete um aumento de disponibilidade de K e Na, além de representarem a tendência de evolução da fonte durante ra uma orogênese. No caso estudado pode ser observado que as amostras tendem a estar subdivididas nos mesmos agrupamentos descritos anteriormente. Àquelas mais enriquecidas em plagioclásio plotam sistematicamente no campo das rochas pré-colisionais, pa enquanto aquelas mais enriquecidas em k-feldspato migram para os campos das rochas associadas a processos de colisão. ra ul ns Co ta 25 Cox et al 1979 15 Na2O + K2O (wt %) Phonolite Legenda para figuras 17 até 27 Gnaisses pré-colisionais dioríticos 10 Granito Gnaisses pré-colisionais tonalíticos Gnaisses pré-colisionais granodioíticos Granodiorito 5 Tonalito Ob Gabro Qtz Diorito 0 40 50 60 SiO2 (wt %) 70 Figura 17: Diagrama químico classificatório p ra FeO* Irvine & Baragar 1971 20 18 14 ar 12 10 8 Alkaline 6 4 2 SubAlkaline 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 Calc-Alkaline on 35 Na2O + K2O SiO2 (wt %) Figura 18: Diagrama TAS Metaluminous Figura 19: Diagrama AFM Peraluminous lta 2 1 MgO su Maniar & Piccoli 1989 3 Al2O3/(Na2O + K2O) 0 Tholeiitic aC Na2O + K2O (wt %) 16 Irvine & Baragar 1971 Peralkaline 1 Al2O3/(CaO + Na2O + K2O) 2 Figura 20: Diagrama para índice de Shand 26 100 10 Ob 1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Figura 21: Diagrama para o conjunto total de amostras p ra Norm: PRIM Norm: PRIM 100 100 ar 10 10 aC 1 Figura 22: Diagrama para ETRs para os litotipos de composição granodiorítica 1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu on La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Figura 23: Diagrama para ETRs para os litotipos de composição quartzo-diorítica/diorítica 100 lta su Norm: PRIM 10 1 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Figura 24: Diagrama para ETRs para os litotipos de composição granodiorítica 27 Pearce et al 1984 1999 1000 Figura 25: Diagrama para caracterização tectônica WPG 100 10 Ob Pearce et al 1984 1000 VAG 1 10 ORG 1000 WPG p ra 100 Y + Nb (ppm) 100 Nb (ppm) 1 VAG + syn-COLG 10 ar Figura 26: Diagrama para caracterização tectônica 1 ORG 1 aC 2500 1500 Y (ppm) lta 3 4 500 6 5 0 1000 1 2 1000 100 su 1 - Mantle Fractionates 2 - Pre-plate Collision 3 - Post-collision Uplift 4 - Late-orogenic 5 - Anorogenic 6 - Syn-collision 7 - Post-orogenic 2000 10 on Batchelor & Bowden 1985 R2 = 6Ca + 2Mg + Al Rb (ppm) syn-COLG 0 500 1000 7 1500 2000 2500 3000 R1 = 4Si - 11(Na + K) - 2(Fe + Ti) Figura 27: Diagrama R1 x R2 para definição de tendências evolutivas 28 4 – CONCLUSÕES Com base no estudo realizado pode ser dito que as rochas gnáissicas ocorrentes no Morro do Sandá podem ser caracterizadas em tipos litológicos distintos, variando composicionalmente desde dioritos até granodioritos. Esta variação pode ser observada ainda quanto ao comportamento geoquímico do conjunto. Neste caso, as rochas com conteúdo mais rico em plagioclásio mostram aspectos que nos permitem associa-las de Ob maneira mais objetiva a tipos pré-colisionais, enquanto àquelas que se mostram mais ricas em k-feldspato (tipos granodioritos) já apontam para tipos com contribuição sin-colisional. Como os litotipos foram amostrados em um segmento de pedreira com cerca de 100 ra metros de comprimento, fica caracterizado a complexa evolução deste conjunto de rochas. Certamente podemos assumir a existência de três grupos distintos de rochas gnáissicas, que se dividem tanto petrograficamente quanto geoquimicamente conforme pa demonstrado. O padrão geoquímico para os elementos terras raras também dão sustentação a esta ra afirmação. Foi possível estabelecer diferenças nas razões que refletem o controle da fonte na presença dos elementos terras raras leves e pesados e com base nisto sugerir que o conjunto evoluiu por processos distintos de diferenciação. Co 5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ul ns ALMEIDA, F.F.M.; AMARAL, G.; CORDANI, U.G.; KWASHITA, K. (1973) – The Precambrian evolution of the South America cratonic margin south of Amazon River. In: Nairn, AEM & Stehli, FG. Edts. Ocean basins and margins. N. York, Plenum. V 1:411-446. BATCHELOR, R.A. & BOWDEN, P. (1985) - Petrogenetic interpretation of granitoid rock series using multicationic parameters. Chem. Geol. 48: 43-55. ta CAMPOS NETO, M.C. & FIGUEIREDO, M.C.H. (1990) - Evoluçäo geológica dos terrenos Costeiro, Paraíba do Sul e Juiz de Fora (RJ-ES-MG). Anais 36º Congr. Bras. Geol., Natal, 6: 2631-2648. DIDIER, J. & BARBARIN, B. (1991) - The different types of enclaves in granites — Nomenclature - Enclaves and Granite Petrology. Elsevier, Amsterdam. HASUI, Y. & OLIVEIRA, M.A.F. (1984) - Província Mantiqueira. Setor Central. In: Almeida, F.F.M & Hasui, Y. : O Pré-Cambriano do Brasil. Ed. Edgard Blucher. p. 308- 344. Säo Paulo. HEILBRON, M.; VALERIANO, C.M.; TUPINAMBÁ, M.; ALMEIDA, J.C.H.; & VALLADARES, C. S.; EIRADO SILVA, L. G.; NAVA, D.B. & DIOS. F.B. (1993) - Compartimentação Tectônica e Evolução Geológica do Segmento Central da Faixa Ribeira, a sul do Cráton de São Francisco: uma interpretação. In : Simpósio Sobre o Cráton do São Francisco, 2, Salvador, 1993. Anais... Salvador, SBG/SGM, p. 263-265. HEILBRON, M.; VALERIANO, C.M.; VALLADARES, C.S. & MACHADO, N. (1995) - A orogênese Brasiliana no segmento central da Faixa Ribeira, Brasil. Rev. Bras. Geoc. 25(4): 245-266. 29 HEILBRON, M.; TUPINAMBÁ, M.; ALMEIDA, J.C.H.; VALERIANO, C.M.; VALLADARES, C.S; & DUARTE, B.P. (1998a) - New constraints on the tectonic organization and structural styles related to the Brasiliano Collage of Central Segment of Ribeira Belt, SE, Brazil. In: Int. Conf. Basem. Tecton. , 14, Ouro Preto, Ext. Abstr. 15-17. HELMBOLD, R. ; VALENÇA, J.G. & LEONARDOS Jr., O.H. (1965) - Mapa geológico do Estado da Guanabara, esc. 1: 50000. 3 Folhas. MME/DNPM. IRVINE,T.N. & BARAGER, W.R.A. (1971) – A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks, Canadian Journal of Earth Sciences, vol.8, p.523-548. Ob LEONARDOS Jr., O.H. & FYFE, W.S. (1974) - Ultrametamorphism and melting of a continental margin : the Rio de Janeiro region. Contrib. Mineral. Petrol., 46: 201-214. PEARCE, J.A. & CANN, J.R. (1973) - Tectonic setting of basic volcanic rocks determined using element analyses, Earth and Planetary Science Letters, vol.19, p.290-300. trace ra PIRES, F.R.M., VALENÇA, J.G. & RIBEIRO, A. (1982)- Multistage generation of granite in Rio de Janeiro, Brazil. An. Acad. bras. Ci., 54 (3): 563-574. PORTO Jr, R. (2004) – Petrogênese das Rochas do Maciço da Pedra Branca. Rio de Janeiro, RJ. Tese de Doutorado. IG/UFRJ. 231p. pa PORTO Jr, R. & VALENTE, S.C. (1988) - As rochas granitóides do norte da Serra da Pedra Branca e suas relaçöes com as encaixantes gnaissicas na regiäo de Bangu, Rio de Janeiro, RJ. Anais do 35º Congr. Bras. Geol., Belem, 3: 1066-1079. ra PORTO JR. R.; VALENÇA, J.G. (2001) - Geoquímica dos Granitóides Pré-Colisionais Ocorrentes no Complexo Granítico Pedra Branca, Município do Rio de Janeiro, RJ. Simp. Geol. Sudeste. CD-ROM. PORTO Jr. R.P.; DUARTE, B.P. & VALENTE, S.C. (1992d) - Processos de diferenciaçäo magmática atuantes na formaçäo da facies hololeucocrática do granito Pedra Branca, Maciço da Pedra Branca, Rio de Janeiro. 37 Congr. Bras. Geol., Bol. Res. Expand., Säo Paulo, 1: 402-403. Co PORTO JR. R.; VALENÇA, J.G. & DUARTE, B.P. (2002) - Granitóides Pré-Colisionais: Petrologia e Geotectônica. Segmento Central da Faixa Ribeira, Rio de Janeiro, RJ Brazil. XV Cong. Geol. Arg. CD-ROM. Número 417 STRECKEISEN, A. (1976) – To each plutonic rocks its proper name. Earth Sci. Rev., 12: 1-33. ul ns TROUW, R.; HEILBRON, M.; RIBEIRO, A.; PACIULLO, F.; VALERIANO, C.; ALMEIDA, J.C.H.; TUPINAMBÁ, M. & ANDREIS, R. (2000) - The Central Segment of the Ribeira Belt. In: Tectonic Evolution of South America. p:287-310. TUPINAMBÁ, M.; HEILBRON, M.; OLIVEIRA, E.R.S.P.; PEREIRA, A.J., CUNHA, E.R.S.P.; FERNANDES, G.; FRREIRA, F.N.; CASTILHO, J.; TEIXEIRA, W. (1996) - Complexo Rio Negro - uma unidade estratigráfica relevante no entendimento da evolução da Faixa Ribeira. XXXIX Cong. Bras. Geol. Anais. Vol. 3: ta TUPINAMBÁ, M., TEIXEIRA, W., HEILBRON, M., (1998) – The Pan-African/Brasiliano Ard-related Magmatism at the Costeiro Domain of The Ribeira belt, Southeastern Brazil, in Abstracts of the International Conference on Precambian and Craton of the International Conference on Basement Tectonics, ouro Preto, MG.,12-14. TUPINAMBÁ, M. (1999) - Evolução Tectônica da Faixa Ribeira na Região Serrana do Estado do Rio de Janeiro. Tese de Doutorado. IG/USP. 221 p. 30
