UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO - R1

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE
JANEIRO
INSTITUTO DE AGRONOMIA
CURSO DE GEOLOGIA
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Ob
DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS
Título do Trabalho
pa
“Caracterização do Metamorfismo e Modelagem
Geoquímica para os Ortognaisses do Morro do
C
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Sandá , Rio de Janeiro, RJ, Brasil”
Aluno: Marcelo Gomes de Lima
on
Curso de Geologia
Matrícula: 200704023-7
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Orientação
Prof. Dr. Rubem Porto Jr.
Julho / 2011
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IA/DG/UFRuralRJ
Ob
1 – GOMES DE LIMA, MARCELO
Caracterização do Metamorfismo e Modelagem Geoquímica para os
Ortognaisses do Morro do Sandá , Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
ra
Curso de Geologia / Departamento de Geociências
Instituto de Agronomia / Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro – UFRRJ
pa
[Seropédica]
Ano 2011
Trabalho de Graduação
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Monografia
Área de Concentração: Petrografia
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I
AGRADECIMENTOS
A realização deste trabalho foi possível graças à colaboração de uma série de pessoas
e instituições, as quais tenho a mais profunda gratidão e reconhecimento:
Ob
Em primeiro lugar a Deus, que me iluminou e me guiou nesta jornada. A meu
orientador, Prof. Dr. Rubem Porto Jr, pela paciência, dedicação, sugestão, crítica e constante
presença e acompanhamento em todas as etapas desta pesquisa. A minha família, pelo
incentivo e pela constante demonstração de afeto e carinho, em especial a minha tia, Telma
ra
Fernandes de Lima Oliveira, e meus avós, Maria Fernandes de Lima e Martinho Gusman de
Lima, que sempre me apoiaram e acreditaram em mim. A todos os meus amigos e colegas de
turma, Felipe Tinaglia, Alex Uema (Japa), Vitor Fulanete (Ipatinga), Hélder, Juliana (Ju), Nicole
Manes (Roots), Natália Seabra, Renato, Leda Miranda, Bianca (Bia), Tia Cida, por tornarem
pa
meus dias mais felizes. E ao Departamento de Geociências da Universidade Federal Rural do
Rio de Janeiro, funcionários, professores e alunos.
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II
RESUMO
O presente estudo foi realizado em continuidade a trabalhos anteriores elaborados em
Porto Jr.(2004), com o objetivo principal de caracterizar as condições do metamorfismo a qual
as rochas ortoderivadas ocorrentes no Morro do Sandá, Bangu, foram submetidas. Para tal
Ob
foram utilizadas duas técnicas: a determinação das paragêneses metamórficas a partir de
estudo petrográfico e modelagem geoquímica para tentar estabelecer os níveis de
remobilização ocorrentes durante o processo metamórfico a qual estas rochas foram
submetidas.
A área estudada está situada na porção central do Município do Rio de Janeiro. Esta se
ra
encontra inserida no Segmento Central da Faixa Ribeira (Heilbron et al. 2000) que equivale, em
parte, ao Cinturão Móvel Ribeira (Almeida et al., 1973). Localiza-se na porção norte do Maciço
da Pedra Branca, no município do Rio de Janeiro, RJ. Onde ocorrem gnaisses e migmatitos de
composições variadas.
pa
Hembold et
al. (1965) subdividiu as rochas do maciço em duas séries distintas, a
Superior, paragnáissica, e a Inferior, ortognáissica. No Morro do Sandá os gnaisses e
migmatitos estão localizados na Série Inferior, sendo representados por gnaisses de
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composição granodiorítica, sem granada ou outro mineral metamórfico índice, com diferentes
granulações e texturas, fortemente deformadas, com dobras muito apertadas e planos de
cisalhamento associados (Porto Jr. & Valente, 1988). Em nível de afloramento, esses gnaisses
apresentam aspecto migmatítico.
Para a realização da pesquisa foram analisadas 7 lâminas delgadas para estudos
petrográficos e destas, 4 foram submetidas a análises químicas para a realização do estudo da
modelagem geoquímica.
on
O estudo visou contribuir com o refinamento e geração de novos dados geoquímicos
para o Maciço da Pedra Branca, em especial para o Morro do Sandá. Além da possibilidade de
treinamento de alunos de graduação e repasse de experiências.
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III
ÍNDICE GERAL
Agradecimentos
Resumo
Índice Geral
Ob
Índice Figuras
Índice de Tabelas
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1 - Introdução ............................................................................................................1
1.1 - Localização da Área ..............................................................................1
1.2 – Objetivo .................................................................................................1
2 – Metodologia .........................................................................................................1
pa
2.1 - Etapa Pré-Campo ..................................................................................1
2.2 - Etapa de Campo ....................................................................................1
2.3 - Etapa de Laboratório: ............................................................................1
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a) Petrografia ......................................................1
b) Modelagem......................................................2
2.4 - Etapa de Gabinete .................................................................................3
3 - Geologia Regional ................................................................................................3
4 - Aspectos Gerais da Geologia da Cidade do Rio de Janeiro ................................6
4.1 - Geologia da Cidade do Rio de Janeiro ..................................................6
4.2 - Geologia do Maciço da Pedra Branca ...................................................7
on
5 - Geologia Local .....................................................................................................9
5.1 – Pedreira Bangu, Morro do Sandá: introdução.......................................9
5.2 – As Rochas do Morro do Sandá : ...........................................................9
a) Rochas Encaixante..........................9
su
b) Rochas Granitóide .........................13
5.4 - Petrografia dos Gnaisses Ortoderivados ..............................................17
5.5 – Análise Geoquímica dos Gnaisses Ortoderivados ..............................30
lta
6- Caracterização do Metamorfismo ........................................................................35
7- A Modelagem Geoquímica ..................................................................................36
7.1- Introdução ao Modelamento Petrogenético...........................................36
7.2- Modelamento Petrogenético .................................................................38
8 - Considerações Finais .........................................................................................40
9 - Referências Bibliográficas ..................................................................................42
IV
Índice de Figuras
Figura
Legenda
Figura 1a
Página
2
Figura 1b
Localização e vias de acesso ao Morro do Sandá
2
Figura 2
Mapa geológico simplificado da Faixa Ribeira
4
Figura 3
Seção estrutural composta do Orógeno Ribeira com a relação entre os
diferentes terrenos e domínios estruturais.
5
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Localização e vias de acesso ao Morro do Sandá
Mapa Geológico esquemático do Maciço Pedra Branca
8
Figura 5
Ortognaisse migmatizado de composição diorítica.
10
Figura 6
Ortognaisse de composição granodiorítica.
11
Figura 7
Dobra isoclinal/recumbente, indicando que essas rochas sofreram uma
deformação bastante intensa
11
Figura 8
Planos de cisalhamentos associados à deformação geradora da dobra
12
Figura 9
Porfiroblasto de microclina sobressaindo à matriz de granulação fina
12
Figura 10
Anfibolito ocorrendo sob a forma de enclaves .
13
Figura 11
Contato do Granito Pedra Branca com o ortognaisse encaixante.
13
Figura 12
Dique subconcordante próximo ao contato com a rocha encaixante .
15
Figura 13
Aspecto textural do Granito Favela.
15
Figura 14
Contato da intrusão tabular do Granito Favela com o gnaisse encaixante.
16
Figura 15
Dique fino fazendo um contato brusco com a encaixante.
16
Figura 16a
Mineralogia diagnóstica da rocha sob nicóis descruzados.
18
Figura 16b
Mineralogia diagnóstica da rocha sob nicóis cruzados.
18
Figura 17
Hornblenda sofrendo um retrometamorfismo e transformando-se em
biotita.
19
Figura 18
Paragênese mineral da rocha. Formada principalmente por titanita,
hornblenda, biotita e minerais opacos.
19
Figura 19
Mineralogia diagnóstica da rocha (sob nicóis cruzados ).
20
Figura 20
Plagioclásio saussurizado e com inclusões de biotita.
Figura 21
Crescimento mirmequítico no contato entre o plagioclásio e o ortoclásio,
com formação de quartzo secundário.
21
Figura 22
Hornblenda transformando em biotita.
22
Figura 23a
Paragênese mineral e mineralogia diagnóstica da rocha sob nicóis
descruzados.
23
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Figura 4
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Figura 23b
Paragênese mineral e mineralogia diagnóstica da rocha.
23
Quartzo recristalizado.
24
Figura 25
Plagioclásio com inclusão de quartzo e biotita.
24
Figura 26
Contato entre o leucossoma e o melanossoma.
25
Figura 27
Pórfiro de plagioclásio deformado, saussurizado e com inclusões de
biotita, quartzo e plagioclásio
25
Figura 28
Mineralogia diagnóstica da rocha sob nicóis cruzados.
26
Figura 29
Pórfiro de microclina apresentando inclusão de quartzo, plagioclásio e
microclina.
26
Figura 30
Mirmequita no contato da microclina com o plagioclásio.
27
Figura 31a
Mineralogia típica da rocha (sob nicóis descruzados).
28
Figura 31b
Mineralogia típica da rocha sob nicóis cruzados
28
Figura 32
Plagioclásio com inclusão de biotita e quartzo.
29
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Figura 24
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Paragênese mineral principal da rocha.
29
Figura 34
Diagrama TAS.
32
Figura 35
Diagrama AFM mostrando os dois “trends” de evolução.
32
Figura 36
Classificação química segundo Le Maitre (1989).
33
Figura 37
Padrão dos ETRs para os litotipos estudados.
33
Figura 38
Diagrama de classificação de ambiente tectônico (Rb x (Y+Nb).
34
Figura 39
Diagrama de classificação de ambiente tectônico.
34
Figura 40
Quartzo diorito gnaisse migmatizado. Observar o volume de
remobilizado representando o leucossoma.
41
Figura 41
Quartzo diorito gnaisse migmatizado. Observar as feições
referentes a leucossoma e melanossoma.
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Figura 33
41
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VI
Índice de Tabelas
Tabela
Legenda
Página
Composição química das rochas analisadas- Elementos maiores (% peso).
30
Tabela 2
Composição química dos elementos menores das rochas analisadas (ppm).
30
Tabela 3
Composição química dos elementos terras rara (ppm).
30
Tabela 4
Valores dos ETRs utilizados na modelagem (para o leucossoma).
38
Tabela 5
Valores dos ETRs utilizados na modelagem (para o melanossoma).
38
Tabela 6
Valores dos Coeficientes de Partição (Kd) utilizados na modelagem do
leucossoma.
38
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Tabela 1
Valores dos Coeficientes de Partição (Kd) utilizados na modelagem do
melanossoma.
39
Tabela 8
Fatores de normalização.
39
Tabela 9
Mineralogia da Fonte Residual do leucossoma.
39
Tabela 10
Mineralogia da Fonte Residual do melanossoma.
39
Tabela 11
Tabela com o resultado numérico para a modelagem do leucossoma .
39
Tabela 12
Tabela com o resultado numérico para a modelagem do melanossoma.
40
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Tabela 7
VII
1 - Introdução
1.1 - Localização da Área
A área de estudo está localizada na cidade do Rio de Janeiro, no Maciço da Pedra
Branca, mais precisamente no bairro de Bangu, na região do Morro do Sandá. Na parte norte
do Morro do Sandá, está localizado a Pedreira Bangu (entrada pela Rua Maravilha), onde foi
Ob
realizada a amostragem para este estudo (Figuras 1a e 1b).
1.2 – Objetivo
A pesquisa tem por objetivo caracterizar as condições do metamorfismo a qual as
ra
rochas ortoderivadas ocorrentes no Morro do Sandá, Bangu, foram submetidas. Para tal serão
utilizadas duas técnicas: a determinação das paragêneses metamórficas a partir de estudo
petrográfico e modelagem geoquímica para tentar estabelecer os níveis de remobilização
ocorrentes durante o processo metamórfico a qual estas rochas foram submetidas.
pa
2 - Metodologia
A pesquisa utilizou uma metodologia em parte tradicional, no que tange à recuperação
dos dados geológicos de campo e na revisão dos dados petrográficos e em parte inovadora, no
C
ra
que se refere ao processo de modelamento geoquímico aplicado às rochas estudadas no
intuito de compreender o processo metamórfico. Pode-se descrever tal metodologia a partir das
etapas descritas a seguir.
2.1 - Etapa Pré-Campo
Envolveu o levantamento dos dados já disponíveis acerca da Geologia da região,
on
referente às unidades geológicas locais, levantamento bibliográfico, objetivando preparar a
discussão dos resultados obtidos no estudo, além da compilação e avaliação qualitativa dos
dados geoquímicos disponíveis na literatura e escolhidos para efeito da modelagem
pretendida.
a) Petrografia
su
2.2 - Etapa de Laboratório:
Consistiu no estudo de lâminas delgadas das amostras selecionadas a partir do acervo
lta
existente para o conjunto litológico ocorrente no Morro do Sandá. Para estas amostras, foram
realizadas descrições petrográficas que visaram à caracterização textural, mineralógica e das
paragêneses metamórficas. Para este estudo, foram utilizados os microscópios Olimpus BX-40
do Laboratório de Mineralogia Ótica do Departamento de Geociências da UFRuralRJ.
1
Av. Brasil
N
Ob
Figura 1a: Localização e
vias de acesso ao Morro do
SandáBangu,
Rio
de
JaneiroRJ,
Brasil
(Modificado de Google Maps,
acessado em 10/06/2011).
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acessado em 10/06/2011).
b) Modelagem Geoquímica
lta
Figura 1b: Localização da Pedreira Bangu no Morro do Sandá (Modifcado do Google Maps,
Outra atividade desenvolvida nesta etapa da pesquisa consistiu no manuseio de
equipamentos computacionais e de programas específicos para interpretação petrológica. Toda
2
essa atividade foi integralmente realizada nas dependências do Setor de Petrologia do
Departamento de Geociências da UFRuralRJ. Nesta fase foi desenvolvido ainda o estudo
relacionado à modelagem geoquímica propriamente dita. Antes da realização da modelagem,
uma avaliação qualitativa dos dados geoquímicos selecionados foi realizada.
2.3 - Etapa de Gabinete
Ob
Todos os dados obtidos nas etapas anteriores foram trabalhados e interpretados de
maneira integrada nesta etapa para que fossem atingidos os objetivos propostos. Nesta fase se
deu a produção, tanto da monografia como de eventuais publicações advindas desta pesquisa.
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3 - Geologia Regional
A área estudada está situada na porção central do Município do Rio de Janeiro. Esta se
encontra inserida no Segmento Central da Faixa Ribeira (Heilbron et al. 2000) que equivale, em
parte, ao Cinturão Móvel Ribeira (Almeida et al., 1973) (Figura 2).
pa
A Faixa Ribeira é constituída por rochas de idade Neoproterozóica/Cambriana,
dobradas e empurradas, associada a rochas magmáticas intrusivas, formadas em diferentes
estágios tectônicos evolutivos durante o Ciclo Brasiliano, se estendendo pelos os estados de
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São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais, margeando o Cráton do São Francisco (Figuras 2 e
3).
Os litotipos predominantes são os ortognaisses e paragnaisses metamorfisados em alto
grau e estruturados durante o Neoproterozóico.
Vários estudos foram feitos ao longo das últimas décadas na tentativa de se entender a
evolução tectono-estrutural, metamórfica e petrológica destas rochas (Heilbron et al 1993; 1995
e 1998). Apesar da existência de diferentes modelos tectônicos para a Faixa Ribeira,
on
destacam-se os modelos baseados em processos de evolução tectono-transpressivos, com
zonas de cisalhamento dúctil, no mecanismo de encurtamento crustal.
Campos Neto & Figueiredo, (1990), definem dois domínios crustais distintos,
su
correspondendo a terrenos suspeitos amalgamados durante o Cambriano. Um granulíticogranítico-migmatítico e outro gnáissico-migmatítico. Estes autores acreditam que essas rochas
foram submetidas a um metamorfismo de alto grau e baixa pressão, com profusa anatexia e
granitogênese.
lta
3
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Figura 2: Mapa geológico simplificado da Faixa Ribeira, extraído de Heilbron et al , 2004. Legenda 1-
on
Sedimentos quaternários, 2-Sedimentos terciários, 3-Rochas alcalinas cretáceas/terciárias, 4Granitóide Brasilianos sin a pós-colisionais (4-9)- 4-Biotita granitos póscolisionais (510-480 Ma, G5), 5Granitos contemporâneos às ZCs D3 (535-520 Ma,G4), 6-granitos e charnockitos tardi-colisionais (ca.
560Ma, G3); 7-Granitos porfiróides sin-colisionais (590-560 Ma); 8-Leucogranitos e charnockitos tipo S
ou híbridos sin-colisionais (ca. 580 Ma, G2); granitóides com idade indeterminada (9-10): 9-Hornblenda
granito gnaisse; 10-Suítes Anta e São Primo; 11-Arco magmático Rio Negro (790-620 Ma); Terreno
Ocidental (12-17): Megasseqüência Andrelândia (12-14): 12-Seqüência Rio do Turvo em fácies
granulito de alta P; 13-Seqüência Rio do Turvo; 14-Seqüência Carrancas; 15-Complexo Mantiqueira;
16-Fácies distais da Megasseqüência Andrelândia no Domínio Juiz de Fora; 17-Complexo Juiz de
Fora; 18-Complexo Embu indiviso; Terreno Paraíba do Sul (19-20): 19- Grupo Paraíba do Sul; 20Complexo Quirino; Terreno Oriental (21-22): 21-Sucessão metassedimentar Italva; 22-Sucessão
metassedimentar Costeiro; Terreno Cabo Frio (23-24): 23-Sucessão Búzios e Palmital; 24-Complexo
Região dos Lagos.
A evolução tecno-metamórfica do setor central da Faixa Ribeira se deu principalmente
su
por empurrões dúcteis e dobras da fase de deformação principal (Heilbron et al.,1993). A partir
de estudos entre a relação temporal, a deformação e o metamorfismo, esses autores
interpretaram que estas etapas estão relacionadas aos períodos sin e pós-colisional da
lta
Orogênese Brasiliana.
Para um melhor entendimento do quadro evolutivo da Orogênse Brasiliana no
Segmento Central da Faixa Ribeira , foi definido quatro Domínios Tectônicos: 1) embasamento
pré 1,8 Ga, compreendido por rochas formadas e/ou retrabalhadas no Evento Transamazônico;
2) ortognaisses indivisos sem dados cronológicos e assumidos como integrantes do
4
embasamento; 3) cobertura metassedimentar pós 1,8 Ga; 4) rochas granitóides formadas na
Orogênese Brasiliana (Heilbron et al.,1995)
ra
Ob
pa
Figura 3: Seção estrutural composta do Orógeno Ribeira com a relação entre os diferentes terrenos e
C
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domínios estruturais. Legenda: Terreno Ocidental (1-6): 1 a 3- Megasseqüência Andrelândia nos
domínios Autóctone, Andrelândia e Juiz de Fora, Terreno Ocidental; 4 a 6- Associações do
embasamento (Complexos Barbacena, Mantiqueira e Juiz de Fora); Terreno Paraíba do Sul (7-8): 7Grupo Paraíba do Sul; 8- Complexo Quirino; Terreno Oriental (9-13): 9- Seqüência Cambuci; 10Seqüência Italva; 11- Seqüência Costeiro; 12-Arco Magmático Rio Negro; 13- Granitos colisionais;
Terreno Cabo Frio(14-15): 14-Seqüências Búzios e Palmital; 15-Complexo Região do Lagos. (Figura
extraída de Heibron et al, 2004)
O Segmento Central da Faixa Ribeira pode ser definido como um orógeno colisional de
idade neoproterozóica/cambriana, muito erodido, com três associações de expressão regional:
1) embasamento paleoproterozóico/arqueano; 2) cobertura sedimentar deformada meso a
on
neoproterozóica com episódios magmáticos; e 3) granitóides gerados durante a Orogênese
Brasiliana (635-480 Ma) (Heilbron et al.,1998). Também neste trabalho, foram definidos para
este segmento, dois terrenos distintos: a) Terreno Ocidental, referente à margem retrabalhada
do Cráton do São Francisco, sendo compreendido pelas unidades litotectônicas Andrelândia,
su
Juiz de Fora e Paraíba do Sul e b) Terreno Oriental, onde se encontra a área de estudo deste
trabalho, composto pelo Complexo Costeiro (ou microplaca Serra do Mar) e Complexo Rio
Negro (Tupinambá et al. 1996).
Tupinambá (1999) define que as rochas do Complexo Rio Negro evoluíram a partir de
lta
uma série cálcica gerada em ambiente de ilhas oceânicas ativo entre 600- 630 Ma. (Arco Rio
Negro). Este arco, posteriormente, colidiu-se com uma margem passiva, Terreno Oriental,
gerando espessamento crustal, migmatização e formação de magmas graníticos do tipo S
(Mattos, 2007).
5
Porto Jr., (2004), define no Domínio Costeiro, o Arco Magmático Guanabara, estudado a
partir de uma modelagem litogeoquímica além de uma geocronologia isotópica para as rochas
do Maciço da Pedra Branca, cujas idades U/Pb em zircão disponíveis, assinalam idade de 792
Ma para os tipos menos diferenciados(Heilbron e Machado, 2003). Ainda segundo este autor, é
possível fazer várias correlações positivas entre o Arco Magmático Guanabara e o Arco Rio
Ob
Negro (Tupinambá, 1999), com similaridades no que diz respeito à evolução geral dos
conjuntos, mas com significativas diferenças no conteúdo composicional e nas idades das
rochas relacionadas à etapa pré-colisional.
4 - Aspectos Gerais da Geologia da Cidade do Rio de Janeiro
ra
4.1 - Geologia da Cidade do Rio de Janeiro
Em virtude de sua complexa história evolutiva, as rochas gnáissicas e graníticas da
Cidade do Rio de Janeiro vêm despertando o interesse de muitas gerações de geólogos,
constituindo um verdadeiro desafio àqueles que se dedicam ao seu estudo petrográfico,
pa
estrutural e litoestratigráfico. Desde os primeiros estudos realizados por vários pesquisadores
até a metade do século XIX, o conhecimento acerca da geologia destas rochas, vem sendo
desenvolvido gradativamente.
C
ra
Entretanto, somente a partir do início do século XX, com os estudos mais acurados de
caracterização petrográfica, estrutural e metamórfica, foi que as rochas gnáissicas da Cidade
do Rio de Janeiro tiveram suas questões estratigráficas e evolutivas levantadas discutidas.
Beckheuser (1926), foi o primeiro a apresentar um estudo detalhado da área
correspondente à cidade do Rio de Janeiro, incluindo o primeiro mapa da região numa escala
1:100.000.
Lamego (1937), ao divulgar a sua "Teoria do Protognaisse”, inicia sua profícua
on
contribuição à geologia da cidade. O autor sugeriu que o plagioclásio gnaisse (protognaisse),
deveria ser considerado como uma relíquia da crosta arqueana primitiva, que ao passar pelos
vários estágios metamórficos, daria origem a todos os demais gnaisses encontrados na região.
su
Helmbold et al., (1965), apresentaram o resultado de um mapeamento geológico de
semi-detalhe em escala 1:50.000, do antigo Estado do Guanabara. Eles foram responsáveis
pelo mais completo conjunto de dados até então produzidos para a geologia da cidade do Rio
de Janeiro. Neste trabalho, os autores definiram duas Séries: a Série Superior (“paragnaisses
lta
de facies geossinclinal”), que englobaria os biotita- gnaisse, microclina gnaisses, leptinitos e
plagioclásio gnaisse; e a Série Inferior composta por gnaisses homogêneos de granulação
grossa, desprovidos de granada, mas ricos em titanita além de migmatitos com melanossomas
anfibolíticos.
6
A Cidade do Rio de Janeiro se insere no que Heilbron et al., (1998) definem como
segmento central da Faixa Ribeira, um orógeno colisional de idade neoproterozóica/cambriana,
muito erodido, apresentando embasamento paleoproterozóico/arqueano, cobertura sedimentar
deformada meso a neoproterozóica com episódios magmáticos e granitóides gerados durante
a Orogênese Brasiliana (635-480 Ma) (Mattos, 2007). Também foi proposto para este
Ob
seguimento a subdivisão em dois terrenos, Terreno Ocidental e Terreno Oriental.
As rochas do Município do Rio de Janeiro se inserem no Terreno Oriental que apresenta
ortognaisses tonalítico a granodiorítico, gnaisses leucograníticos, corpos quartzo-dioríticos que
compõe o denominado Complexo Rio Negro. O quadro litológico é completado por
ra
ortognaisses granodioríticos a graníticos, que intrudem o Complexo Rio Negro, e rochas
metassedimentares de alto grau que correspodem ao Grupo Paraíba do Sul e corpos de rochas
graníticas não foliadas (Mattos, 2007).
pa
4.2 - Geologia do Maciço da Pedra Branca
O Maciço da Pedra Branca era até o final dos anos 80 do século XX, caracterizado
como um corpo ígneo intrusivo de composição quartzo diorítica a granodiorítica, nas porções
mais internas, gradando lateralmente em direção às bordas (norte e sul) para tipos mais ácidos
C
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de composição granítica, com exceção de sua porção oriental, onde é formado por gnaisses e
migmatitos (Penha 1984) (Figura 4).
Posteriormente, (Porto Jr. 1993), o conjunto intrusivo foi dividido em quatro grandes
Unidades Litoestratigráficas: Unidade tonalítica (UTn); Unidade Granito Pedra Branca (UGPB);
Unidade Biotita Granito (UBg) e Unidade Leucogranito (ULg).
Esteves et al., (2001) reconheceram e caracterizaram quatro fases de deformação que
on
afetaram as rochas gnáissicas da porção oriental do Complexo Granítico Pedra Branca (termo
introduzido primeiramente por
Porto Jr. (1993), para referenciar o conjunto de rochas
gnáissicas e graníticas que compõem o Maciço da Pedra Branca).
su
Ainda tratando da porção oriental do maciço, Porto Jr. et al., (2002a) identificaram uma
sequência de gnaisses polideformados que, devido às diferentes composições e texturas
associadas a corpos granitóides intrusivos em diferentes estágios de evolução tectônica, foram
subdivididos em duas seqüências: uma unidade mais antiga, de caráter paraderivado, formada
lta
por gnaisses kinzigíticos (UGK), e outra mais jovem, de caráter ortoderivado, composta por
gnaisses à plagioclásio e à microclina (UGO).
Os gnaisses ocorrentes na área do Maciço da Pedra Branca foram subdivididos, através
de interpretação geoquímica, em tipos ortoderivados de composições variadas, classificados
7
como pertencentes a um grupo de rochas subalcalinas evoluídas ao longo de uma tendência
calcioalcalina e de caráter mataluminoso (Porto Jr. et al., 2002b). Ainda, segundo esses
autores, os gnaisses à plagioclásio presentes na região, caracterizam-se como rochas précolisionais e intraplacas, enquanto, os gnaisses à microclina são francamente sin-colisionais,
apontando, assim, para processos de evolução distintos.
Ob
O ambiente de formação para o conjunto de rochas do Maciço da Pedra Branca,
segundo Porto Jr., (2004), pode ser associado à ambientes de arcos de ilha, com evolução
típica para arcos magmáticos continentais, relacionando-se a uma longa etapa de subducção,
o que implicaria consequentemente na maturidade significativa do arco.
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Figura 4: Mapa Geológico esquemático do Maciço da Pedra Branca (Extraído de Penha, 1984).
lta
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8
5 - Geologia Local
5.1 – Pedreira Bangu, Morro do Sandá: introdução
O Morro do Sandá localiza-se na porção norte do Maciço da Pedra Branca, no
município do Rio de Janeiro, RJ. Onde ocorrem gnaisses e migmatitos de composições
variadas.
Ob
Hembold et
al. (1965) subdividiu as rochas do maciço em duas séries distintas, a
Superior, paragnaíssica, e a Inferior, ortognaíssica. No Morro do Sandá os gnaisses e
migmatitos estão localizados na Série Inferior, sendo representados por gnaisses de
composição granodiorítica, sem granada ou outro mineral metamórfico importante, com
diferentes granulações e texturas, fortemente deformadas, com dobras muito apertadas e
ra
planos de cisalhamento associados (Porto Jr. & Valente, 1988). Em nível de afloramento, esses
gnaisses apresentam aspecto migmatítico.
Recentemente essas rochas foram avaliadas em Porto Jr. (2004), passando a ocupar,
não mais a base da base da coluna estratigráfica da região, mas sim a base da unidade
pa
ortoderivada ( Mattos, 2007).
5.2 – As Rochas do Morro do Sandá
C
ra
A região do Morro do Sandá no Maciço da Pedra Branca é uma das áreas desse Maciço
melhor estudadas no âmbito da geologia do Maciço da Pedra Branca. Vários trabalhos já foram
publicados acerca de suas características geológicas podendo ser citados: Porto Jr. & Valente
(1988); Porto Jr (1989); Porto Jr. (1993) e Porto Jr (2004). Numa evolução do conhecimento, os
primeiros trabalhos mostram a caracterização geral das rochas ocorrentes (tipos, mineralogia,
texturas, formas de ocorrência e estruturas), passando pelos aspectos geoquímicos gerais e
inserção da área no contexto tectônico e modelagem geoquímica.
on
Basicamente, a área pode ser individualizada em dois conjuntos litológicos distintos:
gnaisses ortoderivados de variados tipos como encaixantes e granitos tardios intrusivos. Em
menor escala, diques basálticos e fonolíticos também ocorrem e se relacionam a eventos
ligados a quebra continental e atuação de magmatismo alcalino.
su
a) Rochas Encaixantes
São gnaisses fortemente bandados, deformados, migmatizados com granulação
lta
variando de fina a média, geralmente escuros ou acinzentados. São caracteristicamente
ortognáissicos e variam desde tipos dioríticos a tipos granodioríticos (Figura 5). (Porto Jr. &
Valente, 1988).
Também são encontrados gnaisses de composição granodiorítica a granítica. São
rochas leucocráticas com sua foliação menos definida do que nas rochas anteriores, que é
9
denotada por débil arranjo de grãos de biotita, alinhamento de grãos de microclina e
segregação de bandas quartzosas (Figura 6).
A presença de dobras muito apertadas, isoclinais/recumbentes, denota que essas
rochas sofreram uma deformação bastante intensa (Figura 7). Planos de cisalhamento
associados a essa deformação, principalmente rompendo os flancos da dobra, são comuns
Ob
(Figura 8). Nas proximidades do contato com as rochas intrusivas de maior ocorrência, o
Granito Pedra Branca, aparecem veios félsicos associados aos gnaisses, compostos
principalmente por quartzo e feldspato, além de magnetita (Porto Jr. & Valente, 1988).
Baseado na estratigrafia e caracterização apresentada em Porto Jr (2004); Nogueira
(2006) e Mattos (2007), temos que da base para o topo ocorre um quartzo-plagioclásio-biotita
ra
gnaisse (composição quartzo diorítica a diorítica) intensamente deformado e migmatizado, com
dobras intrafoliais apertadas, com padrões de interferência de dobramentos e transposição da
foliação. É uma rocha fortemente bandada, migmatizada. A paragênese metamórfica mais
comum é composta de quartzo + plagioclásio + hornblenda + biotita ( ortoclásio/microclina).
pa
Feições de anatexia são evidentes em associação a este litotipo. Cisalhamentos são bastante
comuns, estando, em geral, seus planos preenchidos por material pegmatítico ou aplítico
proveniente da intrusão Pedra Branca, bem como por leucossomas produzidos durante a
Figura 5: Ortognaisse migmatizado de composição diorítica.
lta
su
on
C
ra
migmatização Porto Jr. (2004).
10
Ob
20 cm
Figura 6: Ortognaisse de
composição granodiorítica.
ra
Segue um microclina-quartzo gnaisse de composição granodiorítica, de tons
acinzentados, cuja paragênese metamórfica principal é quartzo + microclina + plagioclásio +
pa
biotita com eventual granada. É um tipo ortoderivado, pois são observados diversos enclaves
em seu domínio de ocorrência (Nogueira, 2006). Aparentemente menos deformado, ainda
assim apresenta uma foliação evidente. Apresenta esparsos porfiroblastos de microclina
(Figura 9) que apresentam sombras de pressão e sobressaem a uma matriz de granulação
C
ra
média e homogênea, onde predominam o quartzo e o plagioclásio com biotita e ortoclásio em
volumes subordinados, não apresentando anfibólio. Apresenta xenólitos do litotipo anterior.
lta
su
on
1m
Figura 7: Dobra isoclinal/recumbente, indicando que essas rochas
sofreram uma deformação bastante intensa.
11
ra
Ob
Figura 8: Planos de cisalhamentos associados à deformação geradora da
pa
dobra. Notar que eles rompem os flancos da dobra, não o plano axial da
mesma.
Como enclaves nos litotipos anteriormente descritos, ocorrem rochas anfibolíticas
(Figura 10). Estas ocorrem sob duas formas distintas: a) como melanossoma de migmatitos; e
C
ra
b) sob forma de pequenos diques e soleiras intrusivos nas rochas migmatizadas
interestratificadas nos gnaisses mais antigos (Porto Jr. 2004). As paragêneses metamórficas
mais comuns a este litotipo são: plagioclásio + hornblenda ( quartzo) e quartzo + plagioclásio
+ hornblenda + biotita ( ortoclásio/microclina).
lta
su
on
Figura 9: Porfiroblasto de microclina sobressaindo à matriz
de granulação fina.
12
ra
Ob
Figura 10: Anfibolito ocorrendo sob a forma de enclaves.
pa
b) Rochas Granitóides
Na área ocorrem granitóides, com diversas texturas e estruturas, com destaque para o
Granito Pedra Branca (Porto Jr. & Valente, 1988), que, dentre os tipos graníticos, é aquele que
C
ra
apresenta a maior distribuição superficial. Esta rocha é leucocrática, inequigranular, porfirítica,
com granulação variando de fina a grossa, fazendo contato direto com os ortognaisses
encaixantes (Figura 11)
lta
su
on
Figura 11: Contato do Granito Pedra Branca com o ortognaisse encaixante.
13
A intrusão destes corpos varia de permissiva a forçada, o que fica evidenciado pela
presença de diques subconcordantes e de áreas ricas em xenólitos angulosos próximo ao
contato com a encaixante (Figura 12), respectivamente. (Porto Jr. & Valente, 1988). Uma fase
aplítica e outra pegmatítica estão relacionadas a este evento ígneo. Os veios pegmatíticos são
formados, principalmente, por microclina e quartzo, com biotita subordinada.
Ob
O Granito Pedra Branca possui uma notável estrutura planar e/ou linear, com mergulhos
variáveis e direção geral aproximadamente E-W (Porto Jr. & Valente, 1988). Algumas
observações de campo sugerem que esta estrutura é originada por fluxo ígneo e não por
esforços tectônicos, sendo assim, uma estrutura primária.
Outro granito que ocorre no Morro do Sandá, e que possui características muito
ra
distintas do Granito Pedra Branca, é o denominado Granito Favela (Pires et al., 1982). Trata-se
de um biotita-granito, com uma foliação de fluxo muito incipiente. É leucocrático, com textura
inequigranular hipidiomórfica, formado basicamente por microclina, ortoclásio, plagioclásio,
quartzo e biotita (Figura 13). Ocorre como intrusões tabulares, discordantes e que cortam o
pa
Granito Pedra Branca e os veios a ele relacionados, sendo, portanto, representante do
magmatismo mais jovem encontrado na região.
O Granito Favela, no Morro do Sandá, não possui fase aplítica desenvolvida ou fase
pegmatítica correlacionável diretamente. Estruturalmente encontra-se uma orientação linear,
C
ra
preferencialmente planar, de megacristais de microclina (Mattos, 2007).
A intrusão tabular do Granito Favela é sub-horizontal e desloca pouco os xenólitos dos
gnaisses encaixantes (Figura 14). É comum observarmos a concentração de xenólitos
angulosos nas margens da intrusão. As intrusões possuem geometria complexa, com inflexões
abruptas e acunhamentos, e apresentando apófises mais verticalizadas. Um dique fino,
zonado, vertical, parece alimentar o dique horizontal e possui contatos bruscos em relação às
on
encaixantes gnáissicas (Figura 15) (Porto Jr. & Valente, 1988).
lta
su
14
ra
Ob
Figura 12: Dique subconcordante
lta
su
on
C
ra
pa
próximo ao contato com a rocha
encaixante.
Figura 13: Aspecto textural do Granito Favela.
15
ra
Ob
Figura 14: Contato da intrusão tabular do Granito Favela com o
su
on
C
ra
pa
gnaisse encaixante.
Figura 15: Dique fino fazendo um
contato brusco com a encaixante.
lta
16
5.4 - Petrografia dos Gnaisses Ortoderivados
Foram analisadas 7 lâminas delgadas (BG-6c; BG-10; BG-35a; BG-40; BG-40a; BG42, PB-8a) e classificadas segundo o diagrama de classificação QAP (Streckeisen , 1976), por
se tratarem de rochas ortoderivadas.
Para a obtenção dos valores modais, foram feitas estimativas visuais (mínimo de 8
Ob
visadas por lâmina) de campos distintos da seção delgada. Os valores obtidos foram
recalculados para 100% e plotados no referido diagrama.
A seguir será feito uma breve descrição petrográfica dos litotipos estudados. No anexo 2
encontra-se a descrição mais completa das 7 lâminas estudadas.
ra
# Granodiorito a granito gnaisse
É uma rocha de granulação fina, aproximadamente 0,1mm, formada por quartzo,
plagioclásio, ortoclásio, biotita, titanita, zircão, hornblenda e minerais opacos (Figuras 16a e
16b). Possui textura equigranular e poiquiloblástica, esta muito comum nos cristais de
pa
plagioclásio. O bandamento metamórfico individualiza bandas ricas em material máfico (biotita,
hornblenda, titanita e minerais opacos) e outras ricas em material félsico (quartzo, plagioclásio
e ortoclásio).
O quartzo ocorre principalmente nas bandas félsicas, possui granulação fina, é
C
ra
xenoblástico, límpido, e por vezes é encontrado incluso em cristais de plagioclásio. O
plagioclásio também se encontra praticamente restrito às bandas félsicas, é hipidioblástico, é
geminado pela lei da albita e possui granulação fina. O ortoclásio encontra-se disperso pela
seção delgada, mas aglomera-se principalmente nas bandas félsicas, é hipidioblástico e possui
granulação fina.
A biotita possui hábito tabular, cor marrom, forte pleocroísmo e granulação fina.
on
Associa-se principalmente aos cristais de hornblenda e titanita. A hornblenda possui
granulação fina, cor verde oliva e é pleocróica.
É comum a presença de uma interação entre os cristais de hornblenda e de biotita,
onde a hornblenda se transforma em biotita, evidenciando um retrometamorfismo (Figura 17).
su
A titanita ocorre nas bandas máficas, é xenoblástica e possui granulação fina. Os minerais
opacos são xenoblásticos e possuem granulação fina e encontram-se associados aos cristais
de biotita e titanita. O zircão possui hábito arredondado e ocorrem em pequeno volume
lta
disperso pela matriz da rocha.
17
0,5 mm
ra
Ob
Figura 16a: Mineralogia diagnóstica da rocha sob nicóis
descruzados.
C
ra
pa
0,5 mm
su
on
lta
Figura 16b: Mineralogia diagnóstica da rocha sob nicóis cruzados.
18
0,5 mm
Hornblenda
Ob
Biotita
ra
Figura 17: Hornblenda sofrendo um retrometamorfismo e
transformando-se em biotita.
pa
0,5 mm
on
C
ra
Figura
#Granodiorito gnaisse
su
18: Paragênese mineral da rocha. Formada
principalmente por titanita, hornblenda, biotita e minerais opacos.
Este litotipo possui granulação fina a média e é inequigranular (os cristais possuem em
lta
média 0,3mm, na matriz, e os porfiroblastos, quase 1 cm de diâmetro). Possui textura
porfiroblástica e poiquiloblástica, muito comum nos cristais de plagioclásio. É formado por
quartzo, ortoclásio, plagioclásio, biotita, hornblenda, titanita, granada, apatita, zircão e minerais
opacos (Figura 19). A foliação da rocha não é tão marcante como a do tipo descrito
19
anteriormente, mas é bem definida e orientada principalmente, pelos cristais de biotita e
plagioclásio.
O plagioclásio possui granulação de 1,5 mm, em média, é hipidioblástico, com o eixo de
maior comprimento alinhado à superfície definida pela foliação. Os porfiroblastos podem
chegar a ter mais de 5 mm e geralmente são poiquiloblásticos, podendo apresentar
Ob
saussurização em seus núcleos (Figura 20). No contato com alguns cristais de ortoclásio, notase um crescimento mirmequítico com a formação de quartzo secundário (Figura 21). O quartzo
é granuloblástico, quase sempre intersticial e por vezes apresentando padrão poligonal. Possui
granulação variando de 0,5 a 2 mm. O ortoclásio é hipidioblástico a xenoblástico com uma
granulação variando de 0,5 a 1 mm e encontra-se comumente associado aos cristais de
ra
plagioclásio.
A biotita tem hábito tabular, possui em média uma granulação de 1 mm, é pleocróica e
tem coloração marrom. A hornblenda possui granulação de fina a média, cor verde oliva e é
pleocróica. Da mesma forma que acontece com o litotipo descrito anteriormente, alguns cristais
pa
de hornblenda estão se transformando em biotita, indicando um retrometamorfismo (Figura 22).
A titanita é xenomórfica e associa-se comumente à biotita e aos minerais opacos formando
pequenos aglomerados. A granada possui relevo alto e encontra-se disseminada pela seção
delgada associada preferencialmente à biotita e à titanita. Os minerais opacos são
C
ra
xenoblásticos, com granulação fina e encontram-se fortemente associados à titanita. A apatita
e o zircão ocorrem em pequenos volumes e disperso pela rocha.
0,5 mm
lta
su
on
Figura 19: Mineralogia diagnóstica da rocha (sob nicóis cruzados).
20
0,5 mm
ra
Ob
Figura 20: Plagioclásio saussurizado e com inclusões de biotita.
C
ra
pa
0,5 mm
Mirmequita
on
su
Plagioclásio
Ortoclásio
Figura 21: Crescimento mirmequítico no contato entre o
lta
plagioclásio e o ortoclásio, com formação de quartzo secundário.
21
0,5 mm
Biotita
ra
Ob
Hornblenda
Figura 22: Hornblenda transformando em biotita.
pa
#Tonalito a granodiorito gnaisse
É uma rocha de granulação fina (granulação média de seus cristais é de 0,4mm),
inequigranular, podendo apresentar blastos com mais de 5,0 mm de eixo maior. É formada por
C
ra
quartzo, plagioclásio, ortoclásio, biotita, hornblenda, granada, titanita, apatita, zircão e minerais
opacos (Figuras 23a e 23b). Possui textura poiquiloblástica e porfiroblástica, encontrado em
alguns blastos de plagioclásio. Também nota-se uma textura recristalizada, que fica
evidenciado pela presença de cristais de quartzo com granulação inferior aos minerais
formadores da rocha (Figura 24).
O plagioclásio é hipidioblástico, podendo ser xenoblástico quando alterado, é geminado
segundo a lei da albita, possui granulação fina, em média, mas apresenta porfiroblastos com
on
mais de 5,0 mm de eixo maior. O ortoclásio é xenoblástico e possui granulação variando de 0,4
a 0,8 mm. O quartzo é xenoblástico, granuloblástico, intersticial, possui granulação fina e
encontra-se intimamente associado ao plagioclásio.
su
A biotita ocorre sob a forma de cristais de hábito tabular, tem cor marrom, é pleocróica e
possui granulação variando de 0,2 a 1,0 mm. Encontra-se associada aos minerais opacos, à
hornblenda, à titanita e a granada, formando aglomerados máficos. A hornblenda possui
coloração verde oliva, também é pleocróica, possui granulometria fina e em geral apresenta
lta
biotita crescendo em suas bordas. A granada é hipidioblástica, encontra-se comumente
associada à biotita e a titanita, nos aglomerados máficos. A titanita é xenoblástica e é
comumente encontrada nos aglomerados máficos. Os minerais opacos são xenoblásticos, com
granulação fina e encontram-se associados à titanita. A apatita e o zircão ocorrem em
pequenos volumes e dispersos pela rocha.
22
0,5 mm
ra
Ob
Figura 23a: Paragênese mineral e mineralogia diagnóstica da
rocha sob nicóis descruzados.
su
on
C
ra
pa
0,5 mm
rocha sob nicóis cruzados.
lta
Figura 23b: Paragênese mineral e mineralogia diagnóstica da
23
0,5 mm
ra
Ob
Figura 24: Quartzo recristalizado.
pa
0,5 mm
on
C
ra
Figura 25: Plagioclásio com inclusão de quartzo e biotita.
su
#Granito
É uma rocha que representa o leucossoma de algumas lâminas e geralmente possui
granulação média. É inequigranular, apresentando pórfiros que chegam a ter mais de 5,0 mm
de eixo maior. Possui textura porfirítica e poiquilítica, comum nos pórfiros de plagioclásio e/ou
lta
ortoclásio e/ou microclina. É formada por quartzo, plagioclásio, biotita, ortoclásio ou microclina.
O quartzo é xenomórfico, possui granulação fina, por vezes encontra-se recristalizado,
evidenciado pela presença de grãos poligonais e com granulação inferior aos outros grãos de
quartzo formador da rocha. Ocupa espaços intersticiais entre o plagioclásio e a biotita,
principalmente. A biotita é marrom, é pleocróica, encontra-se associada principalmente ao
24
plagioclásio, possui hábito tabular, e geralmente, granulação fina. O plagioclásio é
hipidiomórfico, possui granulação de fina a média, mas podendo apresentar pórfiros com mais
de 5 mm de eixo maior, pode encontrar-se saussurizado e com inclusões de biotita e/ou
quartzo (Figura 27). Os alcalifeldspatos encontrados podem ser o ortoclásio ou a microclina. O
ortoclásio é xenomórfico, possui granulação fina a média e por vezes encontra em associação
Ob
com o plagioclásio formando a textura mirmequítica. A microclina quando aparece é
hipidiomórfica a xenomórfica, porfirítica, poiquilítica, saussurizada e podendo apresentar
pertitas.
ra
0,5 mm
Leucossoma
C
ra
pa
Melanossoma
Figura 26: Contato entre o leucossoma e o melanossoma.
0,5 mm
lta
su
on
Figura 27: Pórfiro de plagioclásio deformado, saussurizado e com
inclusões de biotita, quartzo e plagioclásio. Notar a deformação na
parte inferior da foto.
25
0,5 mm
ra
Ob
Figura 28: Mineralogia diagnóstica da rocha sob nicóis cruzados.
C
ra
pa
0,5 mm
su
on
Figura 29: Pórfiro de microclina apresentando inclusão de
quartzo, plagioclásio e microclina.
lta
26
ra
Ob
0,5 mm
Figura 30: Mirmequita no contato da microclina com o plagioclásio.
pa
#Granodiorito
É uma rocha inequigranular, com granulação fina a média, possui textura porfirítica e
poiquilítica, comum nos cristais de plagioclásio e ortoclásio. É formada por plagioclásio,
ortoclásio, biotita, hornblenda, quartzo, titanita, zircão e minerais opacos (Figuras 31a e 31b).
C
ra
A biotita possui hábito tabular, é marrom, pleocróica e possui granulação variando de
0,3 a 1,4 mm de eixo maior. Encontra-se associada aos minerais opacos, à hornblenda e à
titanita. A hornblenda é xenomórfica, possui coloração verde oliva, também é pleocróica e
possui granulação média de 1,2 mm. Em geral apresenta biotita crescendo em suas bordas,
evidenciando um retrometamorfismo. A titanita é xenoblástica, possui relevo alto e granulação
variando de 0,2 a 1,0 mm. Os minerais opacos são xenomórficos, com granulação variando de
on
0,5 a 1,5 mm, e encontram-se associados à titanita.
O quartzo é xenomórfico, apresentando textura de recristalização em alguns grãos, e é
intersticial. Possui granulação fina, cerca de 0,3 mm em média. O plagioclásio é hipidiomórfico,
geminado segundo a lei da albita, os grãos possuem em média, 1,0 mm de eixo maior, mas
su
apresenta pórfiros com mais de 3,0 mm. São porfirítico e poiquilítico, evidenciado pela
presença de inclusões de biotita e/ou quartzo (Figura 32). Por vez, alguns pórfiros encontramse saussurizados. O ortoclásio é xenomórfico, possui granulação variando de 0,2 a 0,8 mm,
lta
encontra-se associado, principalmente, com grãos de quartzo e plagioclásio. No contato de
alguns grãos de ortoclásio com o de plagioclásio, pode ocorrer a formação de mirmequita. . O
zircão ocorre em pequeno volume disperso pela lâmina.
A paragênese mineral principal da rocha é formada por biotita, hornblenda, titanita,
plagioclásio e minerais opacos.
27
ra
Ob
0,5 mm
Figura 31a: Mineralogia típica da rocha (sob nicóis
descruzados).
su
on
C
ra
pa
0,5 mm
Figura 31b: Mineralogia típica da rocha sob nicóis cruzados.
lta
28
0,5 mm
ra
Ob
Figura 32: Plagioclásio com inclusão de biotita e quartzo.
C
ra
pa
0,5 mm
su
on
Figura 33: Paragênese mineral principal da rocha.
lta
29
5.5 – Análise Geoquímica dos Gnaisses Ortoderivados
As rochas estudadas foram submetidas a análises litogeoquímicas para melhor
caracterização dos exemplares coletados em campo. Com estes dados foi possível realizar a
complementação das descrições petrográficas e ainda a tentativa de inserção destas rochas
em um ambiente geotectônico apropriado, através dos diversos diagramas de interpretação
Ob
petrológica presentes na literatura. Foram selecionadas 5 amostras representativas para o
conjunto de rochas estudados. A composição química delas está apresentada nas tabelas 1, 2
e 3. As amostras foram inicialmente utilizadas em Porto Jr. (2004)
Tabela 1: Composição química das rochas analisadas- Elementos maiores (% peso).
ra
Sample
TiO2
Al2O3
Fe2O3
FeO
43,61 3,61 14,92 11,67 5,2
MnO
MgO
CaO
Na2O
K2O
P2O5
LOI
Total
0,24 5,73 8,52 3,37 1,59 0,89 0,23 99,58
56,94 1,24 14,34 3,56 4,77 0,13 3,25 7,96 3,42 2,54 0,54 0,84 99,53
62,14 1,23 16,09 3,78 3,54 0,16 1,67 4,21 3,98 2,02 0,13 0,88 99,83
pa
PBG 4
BG-42
BG-10
BG35a
SiO2
65,56 0,89 15,45 4,21 1,20 0,12 1,74 3,15 4,24 2,21 0,19 0,78 99,74
PB-8a 58,96 1,10 16,29 4,45 3,72 0,23 2,05 5,56 4,04 1,45 0,29 1,39 99,53
C
ra
Tabela 2: Composição química dos elementos menores das rochas analisadas (ppm).
Amostra
Rb
Ba
Sr
Nb
Zr
Y
PBG 4
BG-42
BG-10
BG-35a
PB-8a
58
358
596
29
174
30
165
943
420
25
280
45
186
1123
267
12
378
34
156
816
285
13
225
37
154
958
387
21
235
31
su
on
Tabela 3: Composição química dos elementos terras rara (ppm).
Amostra
La
Ce
Pr
Nd Sm
Eu
Gd
Tb Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
23,5 52,3 7,11 30,5 7,0 2,82 7,5 1,1 5,8 1,1
3,1 0,40 2,4 0,37
BG-42
36,8 67,9 7,80 32,1 6,1 1,95 4,3 1,1 4,7 0,9
3,1 0,36 2,4 0,31
BG-10
27,8 58,4 7,45 32,9 6,9 2,54 5,8 1,1 4,8 1,1
3,3 0,22 2,2 0,36
BG-35a
29,3 59,0 7,51 30,2 6,8 2,30 6,9 1,1 6,6 1,0
3,9 0,55 2,2 0,48
PB-8a
39,2 69,4 8,35 35,2 6,5 2,12 5,2 1,2 5,9 0,8
3,0 0,45 2,6 0,36
lta
PBG 4
30
Com base nos diagramas de classificação química, podemos afirmar que os litotipos
estudados se enquadram no campo subalcalino (Figura 34) e mostram duas tendências de
evolução: uma toleítica (PB-4) e outra, cálcio-alcalina (BG-10, PB-8a, BG-42 e BG-35a) sendo
que duas amostras encontram-se no limite dos campos (Figura 35). Do ponto de vista da
classificação geoquímica as rochas distribuem-se por tipos que variam de dioritos até
Ob
granodioritos (Figura 36).
O padrão dos elementos terras raras (ETRs) está indicado na figura 37, onde é possível
perceber o comportamento destes elementos nos diferentes litotipos.
Os litotipos estudados são enriquecidos em ETRs leves em comparação as pesadas, e
não apresentam grandes anomalias. Com exceção para o elemento Túlio, que apresenta uma
ra
anomalia negativa na rocha representada pela amostra BG-10. Outra anomalia, entretanto
positiva, é observada na rocha representada pela amostra BG-35a para os ETRs leves. Isso
indica que os ETRs leves têm comportamento mais incompatível para nesta rocha (Figura 37).
A inclinação apresentada pelas curvas que compõe o diagrama aponta para um conjunto de
pa
rochas diferenciado.
A análise tectônica é indicativa de que estes litotipos são sin-colisionais posicionados
em crosta atenuada. (Figuras 38 e 39).
C
ra
Legenda
Paleossoma
BG-42
Melanossoma
BG-10
BG-35a
PB-8a
on
PB-4
Leucossoma
Leucossoma
Melanossoma
su
Legendas para as figuras 34 até 39
lta
31
Irvine & Ba ragar 1971
20
16
14
12
10
8
Alkaline
6
4
ra
Ob
Na2O + K 2O (wt %)
18
2
0
35
SubAlkaline
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
SiO2 (wt %)
pa
Figura 34: Diagrama TAS.
FeO*
C
ra
Irvine & Baragar(1971 )
Tholeiitic
on
Calc-Al kaline
su
Na2O + K2 O
MgO
Figura 35: Diagrama AFM mostrando os dois “trends” de
evolução.
lta
32
Le Maitre (1989 )
15
Ph
10
F
0
35
T
U2
U1
5
ra
Ob
Na2O + K2O (wt %)
U3
S1
B
Pc
45
S2
O1
R
S3
O3
O2
55
65
75
pa
SiO2 (wt %)
Figura 36: Classificação química segundo Le Maitre (1989).
su
on
10
C
ra
100
Norm: SUN
La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
lta
Figura 37: Padrão dos ETRs para os litotipos estudados.
33
Pearce et al (1984)
1999
syn-COLG
WPG
100
10
ra
Ob
Rb (p pm)
1000
VAG
1
1
ORG
10
100
1000 1999
pa
Y + Nb (ppm)
Figura 38: Diagrama de classificação de ambiente tectônico
(Rb x (Y+Nb)
C
ra
Pearce et al (1984 )
1000
on
WPG
VAG +
syn-COLG
10
su
Nb (pp m)
100
ORG
1
10
100
Y (ppm)
lta
1
1000
1999
Figura 39: Diagrama de classificação de ambiente tectônico.
34
6- Caracterização do Metamorfismo
A deformação para o conjunto de rochas do Morro do Sandá é entendida como fruto da
composição de três fases de deformação dúctil (Pires et al 1986; Silva & Silva, 1987; Porto Jr &
Valente, 1988; Pires et al, 1983; Porto Jr, 2004 e Nogueira, 2006). As estruturas foram
Ob
agrupadas por esses autores em Fases de Deformação sin-metamórficas (D1 e D2) e Fases de
Deformação pós-auge do metamorfismo (D3 e D4). D1 e D2 resultam de tectônica compressiva
e originaram a foliação principal S1, que é paralela ao bandamento metamórfico. A este evento
relacionam-se dobras apertadas a isoclinais, recumbentes a reclinadas. Ocorrem ainda zonas
de cisalhamento, principalmente associadas aos flancos das dobras (Porto Jr., 2004). As
ra
etapas D3 e D4 são responsáveis pela geração de dobras suaves a abertas sendo pós-auge
do metamorfismo
Entende-se para a Faixa Ribeira que existam duas etapas de desenvolvimento de
pa
paragêneses metamórficas. Tal fato já foi reportado por diversos autores, inclusive no âmbito
da Cidade do Rio de Janeiro (Pires et al., 1986; Heilbron et al., 1993; Porto Jr, 2004; Porto Jr.
et.al., 2005).
C
ra
O metamorfismo principal, denominado M1, atingiu seu ápice de temperatura durante a
ocorrência da deformação principal (D1 e D2). Ao metamorfismo M2 é atribuído o crescimento
de minerais metamórficos contemporâneos à etapa de deformação D3. Seu estudo está
baseado essencialmente nas paragêneses das rochas supracrustais que representam o limite
entre a fácies anfibolito alto - granulito, sendo o mesmo referenciado, inicialmente, como do
tipo Abukuma em regime de P-T com valores entre 6000 e 8000C e 4-5 Kbars, com gradiente
geotérmico de 600 C/Km (Leonardos Jr, 1973). Trouw (1992) reportou que as condições gerais
on
do metamorfismo foram de pressão variando de média a alta, seguindo-se uma etapa de
pressão mais baixa. Os valores máximos obtidos, a partir de dados geotermobarométricos, são
da ordem de 700-9000C e 8-10 Kb. Estes estudos privilegiaram a região de Andrelândia no sul
su
de Minas Gerais.
As paragêneses metamórficas diagnósticas para as rochas do Morro do Sandá podem
ser agrupadas em quatro associações: a) quartzo + plagioclásio + hornblenda + biotita (
lta
ortoclásio/microclina); b) quartzo + plagioclásio + biotita + microclina; c) plagioclásio +
hornblenda ( quartzo); d) quartzo + plagioclásio + biotita ( ortoclásio/microclina)
O metamorfismo principal (M1), estudado e bem caracterizado para a região da Cidade
do Rio de Janeiro, foi realizado em um conjunto de rochas supracrustais que não ocorrem no
Morro do Sandá. O estudo das paragêneses permitiu a definição das condições de P-T para o
35
metamorfismo: pressão e temperaturas elevadas em seu início, com posterior diminuição dos
valores relativos à pressão com manutenção dos valores relativos à temperatura. Pires et al
(1983) sugerem um caminho PT horário e afirmam que este tipo de caminho para o
metamorfismo é bastante comum em áreas colisionais, onde a tectônica de baixo ângulo
resulta em espessamento crustal, com conseqüente refusão crustal.
Ob
Segundo Porto Jr (2004), na área estudada, condições de anatexia puderam ser
atingidas, implicando na geração de migmatitos de injeção e veios leucossomáticos associados
à primeira etapa de deformação (D1 e D2). Entretanto, o auge do metamorfismo ocorreu ao fim
de D1 ou concomitantemente a D2.
ra
As paragêneses que puderam ser especificamente definidas para as rochas do Morro
do Sandá foram:
1) para o
quartzo-plagioclásio-biotita gnaisse de composição quartzo diorítica a
pa
diorítica: quartzo + plagioclásio + hornblenda + biotita ( ortoclásio/microclina).
2) para o microclina-quartzo gnaisse de composição granodiorítica: quartzo + microclina
+ plagioclásio + biotita (
titanita) ( granada).
C
ra
3) para os anfibolitos (plagioclásio-anfibólio gnaisses): plagioclásio + hornblenda (
quartzo).
Essas paragêneses colocam estes gnaisses dentro dos parâmetros que os definem
como sendo rochas associadas à facies anfibolito alto com eventual passagem a fácies
granulito.
on
7- A Modelagem Geoquímica
7.1-Introdução ao Modelamento Petrogenético.
A distribuição dos elementos maiores e traços em diagramas de variação,
su
principalmente os definidos em planos xy, permitem que sejam desenvolvidos estudos relativos
aos processos petrogenéticos ocorridos durante a evolução do(s) magma(s) dentro de uma
mesma suíte de rochas O estudo petrológico tradicional referente às rochas magmáticas,
processos:
mistura
magmática
(hibridização);
cristalização
lta
aponta, como processos de diferenciação (evolução magmática) mais efetivos, os seguintes
fracionada;
assimilação
(contaminação simples) e cristalização fracionada com assimilação associada (AFC) (Porto Jr.,
2004).
36
a) Modelagem Petrogenética
A modelagem petrogenética envolve uma enormidade de cálculos, nem sempre
complicados, mas, quase sempre repetitivos. É, essencialmente, um método de tentativa e
erro. São conhecidos programas de computador que facilitam o trabalho de cálculo e executam
o modelamento a partir de dados de elementos maiores e traços. Entretanto, esses programas
Ob
não foram criados exclusivamente para a modelagem petrogenética variada, não sendo muito
amigáveis no sentido de facilitar a mudança das variáveis envolvidas. Outro problema é o fato
de não cobrirem todo o espectro de processos que devem ser testados durante a modelagem.
Basicamente, para efeito do modelamento de processos petrogenéticos, são necessários
cálculos que envolvam o balanço das massas envolvidas por regressão, além dos cálculos que
ra
envolvam fusão parcial (fusão em equilíbrio, fusão não modal seqüencial e fusão de Reyleigh),
cristalização fracionada em equilíbrio e cristalização de Rayleigh (Porto Jr., 2004). Para os
processos entendidos como de fusão parcial estes mecanismos petrogenéticos cobrem a
grande maioria das situações naturalmente observadas. Para este caso são várias as
pa
formulações apresentadas (Arth, 1976), a maior parte delas desenvolvidas durante os anos 70,
mostrando-se, entretanto, extremamente complexas do ponto de vista do cálculo e de pouco
uso comum. Wilson (1989) afirma que os resultados obtidos por quaisquer destes métodos,
tendem a ser muito similares.
C
ra
b) Procedimento Utilizado
Para o estudo aqui desenvolvido, optou-se pela utilização de planilhas de cálculo
programadas no software MSExcel 97. Trata-se de um software de amplo uso e de relativa
simplicidade quanto a sua manipulação, e caracteristicamente preparado para uso mais
específico na geração de planilhas de cálculo. Dentre suas variadas funções, uma
on
particularmente importante para o desenvolvimento dos cálculos petrogenéticos é aquela que
permite a geração de variadas curvas de regressão, função essa de muita simplicidade (Porto
Jr., 2004).
Neste software foram, portanto, criadas e calibradas planilhas que atendessem a cada
su
uma das situações naturais mais comuns: mistura magmática, assimilação, cristalização
fracionada, cristalização fracionada e assimilação, e fusão parcial, utilizando-se as equações
tradicionalmente aceitas para cada processo. As planilhas aqui utilizadas foram, originalmente,
lta
calibradas e utilizadas em Porto Jr (2004).
Para cálculos referentes à fusão parcial em equilíbrio utilizou-se a planilha cálculo
denominada fusãoparcialeq.xls. O modelamento neste caso é baseado na equação
CL/CO=1/F+DRS-FDRS, onde Cl corresponde a concentração de elementos traços no líquido, Co
a concentração de elementos traços na fonte sólida original, Drs o coeficiente de partição total
no sólido residual, F o grau de fusão parcial (f=0.2
20% de fusão parcial), (Porto Jr., 2004).
37
7.2- Modelamento Petrogenético.
Os valores medidos através de análise química para os elementos modelados estão
apresentados nas tabelas 4 e 5. A rigor, a pergunta que deve ser respondida é: qual o valor de
remobilização necessário para a geração da amostra BG-10 (leucossoma) e da amostra BG-42
(melanossoma) a partir da amostra PBG-4 representante de nosso paleossoma?
Ob
Os valores dos coeficientes de partição e os valores dos fatores de normalização
utilizados, foram aqueles apresentados nas tabelas 6, 7 e 8, respectivamente. Estes
coeficientes foram obtidos na literatura disponível. A mineralogia da fonte residual escolhida
está apresentada nas tabelas 9 e 10. Este valor escolhido foi baseado nos valores estimados
na descrição petrográfica.
ra
O resultado numérico pode ser observado na tabela 11, e aponta como possível, a
geração de um líquido correspondente a amostra BG-10 (leucossoma), a partir de mobilizados
gerados da rocha PBG-4 (paleossoma), da ordem de 20% (± 1%).
Na tabela 12 está o resultado numérico da modelagem para o melanossoma, onde
pa
mobilizados gerados da rocha PBG-4, também da ordem de 20% (± 1%), geraram a rocha
correspondente a amostra BG-42 (melanossoma).
Tabela 4: Valores dos ETRs utilizados na modelagem (para o
Elemento
Amostra
C
ra
leucossoma).
La
Ce
Nd
Sm
Eu
Yb
Lu
PBG-4
23,5
52,3
30,5
7,0
2,82
2,4
0,37
BG-10
27,8
58,4
32,9
6,9
2,54
2,2
0,36
Tabela 5: Valores dos ETRs utilizados na modelagem (para o
melanossoma).
La
Ce
Nd
Sm
PBG-4
23,5
52,3
30,5
7,0
BG-42
36,8
67,9
32,1
6,1
Amostra
on
Elemento
Eu
Yb
Lu
2,82
2,4
0,37
1,95
2,4
0,31
su
Tabela 6: Valores dos Coeficientes de Partição (Kd) utilizados na modelagem do
leucossoma.
Elemento
La
Ce
Nd
Sm
Eu
Yb
Lu
lta
Fase Mineral
plagioclásio
0,3916
0,27
0,115
0,0394
0,3468
0,067
0,06
biotita
5,713
4,357
2,56
2,2
2,02
1,473
1,67
hornblenda
0,6442
1,52
2,89
2,731
1,5565
1,473
0,5133
0,39
0,69
0,603
2,035
1,52
30.587
57
granada
38
Tabela 7: Valores dos Coeficientes de Partição (Kd) utilizados na modelagem do
melanossoma.
Elemento
La
Ce
Nd
Sm
Eu
Yb
Lu
0,38
0,27
0,115
0,0394
0,35
0,067
0,06
Fase Mineral
plagioclásio
7,3961 4,2571
2,56
2,117
2,02
1,473
1,67
hornblenda
0,6442
1,52
1,826
1,309
0,291
1,473
1,67
0,39
0,69
0,603
2,035
1,52
48,1742
6,934
Ob
biotita
granada
Tabela 8: Fatores de normalização.
ra
La
Ce
Nd
Sm
Eu
Yb
Lu
0,31
0,81
0,6
0,195
0,07
0,21
0,03
pa
Tabelas 9 e 10: Mineralogia da Fonte Residual do leucossoma e do
melanossoma, respectivamente.
% de Volume
Plagioclásio
61,9
Biotita
14,6
Hornblenda
Granada
Total
Mineral
% de Volume
Plagioclásio
51,48
Biotita
18
Hornblenda
30
Granada
0,52
C
ra
Mineral
22,5
1
100
Total
100
on
Tabela 11: Tabela com o resultado numérico para a modelagem do leucossoma.
ETR
La
10%
91,18
20%
89,47
30%
87,76
BG-10
23,5
27,8
75,8
89,6774
52,3
58,4
64,5
72,2649
32,9
50,8
54,8333
6,9
35,8
35,3846
2,54
40,2
34,5578
2,2
11,4
10,5263
0,36
12,3
73,59
72,61
71,62
Nd
55,46
54,95
54,44
30,5
35,41
7
35,01
2,82
10,63
2,4
11,22
0,37
Sm
Eu
Yb
Lu
35,26
34,05
10,39
11,14
35,53
34,53
10,51
11,18
* Valores normalizados.
lta
Ce
PBG-4* BG-10*
su
PBG-4
11,1801
39
Tabela 12: Tabela com o resultado numérico para a modelagem do melanossoma.
ETR
La
Ce
Nd
Ob
Sm
Eu
Yb
Lu
10%
125,08
85,98
54,08
29,59
25,9
11,4
10,13
20%
119,6
83,62
53,72
30,29
27,29
11,41
10,28
30%
PBG-4
BG-42
114,13
23,5
PBG-4* BG-42*
36,8
75,8
118,71
81,26
52,3
67,9
64,5
83,8272
53,36
30,5
32,1
50,8
53,5
30,99
7
6,1
35,8
31,2821
28,67
2,82
1,95
40,2
27,8571
11,42
2,4
2,4
11,4
11,4286
10,43
0,37
0,31
12,3
10,3333
ra
*Valores normalizados
O valor do Sm obtido na modelagem para a geração do melanossoma não se enquadra
na faixa dos 20% de remobilização, como proposto nesta pesquisa. Isso pode ser explicado
pa
pela falta de valores de coeficientes de partição (Kds) apropriados encontrados na literatura.
8 - Considerações Finais
C
ra
Uma das questões mais importantes desta pesquisa é a avaliação do uso da
metodologia modelamento geoquímico para estudo das condições do metamorfismo de uma
área qualquer. Com base no que foi desenvolvido, dois fatores são determinantes para que o
resultado seja considerado petrologicamente aceitável: coeficientes de partição apropriados
para os elementos que se pretenda modelar e planilhas de cálculo ajustadas para a realização
da modelagem pretendida.
Quanto ao primeiro fator, este trabalho teve limitações, pois não foram gerados
on
coeficientes de partição específicos para as rochas modeladas. Foram utilizados coeficientes
de partição obtidos na literatura especializada que não necessariamente atenderam a todas as
necessidades. Na busca dos melhores valores de Kds procurou-se coeficientes de partição de
elementos em minerais que correspondessem àqueles encontrados na rocha modelada.
su
Quanto ao segundo fator, as planilhas já se mostravam ajustadas por conta de sua
utilização prévia em outros processos de modelagem para rochas similares.
Outra questão importante é se o resultado numérico é compatível com o resultado
lta
petrológico. Para a avaliação desta questão é importante estabelecermos algumas premissas.
Metamorfismo é um processo classicamente definido como ocorrente no estado sólido.
Entretanto, a presença de remobilizados apontam para um certo nível de participação de
fluidos na transformação das paragêneses. Estudos recentes apontam que rochas que
apresentam menos de 30% de material fluido já se comportam como sólidos. Assim, devemos
40
aceitar que a presença de remobilizados até este percentual deva ser aceito como
petrologicamente viável no sentido de considerarmos as transformações no campo sólido.
Considerando que os resultados obtidos na modelagem se concentram em torno da
necessidade de remobilização da ordem de 20%, devemos aceitar os resultados como
pertinentes. Ao compararmos o resultado numérico com as feições de campo, vemos que há
Ob
uma coerência entre o resultado e aquilo que representa o volume remobilizado nas rochas
metamorfizadas e migmatizadas (Figuras 40 e 41)
ra
C
ra
pa
Figura 40: Quartzo diorito gnaisse migmatizado. Observar o
volume de remobilizado representando o leucossoma.
su
on
diorito gnaisse migmatizado.
referentes a leucossoma e
lta
Figura 41: Quartzo
Observar as feições
melanossoma.
41
A possibilidade de geração de líquidos anatéticos a partir do metamorfismo sofrido pelas
rochas estudadas, já está relatada em vários trabalhos sobre o assunto. O modelamento
geoquímico aqui realizado apenas comprova que as rochas estudadas foram efetivamente
submetidas a um regime metamórfico intenso a ponto de gerar líquidos (fluidos) anatéticos.
Ob
Assim a obtenção de um resultado numérico apropriado neste estudo comprova que as rochas
foram submetidas a um metamorfismo em fácies anfibolito alto chegando a anatexia.
Em uma avaliação final podemos aceitar como viável a utilização desta metodologia
para a obtenção dos volumes de remobilizados para rochas que tenham sofrido um processo
metamórfico que tenha chegado a níveis de anatexia.
ra
9 - Referências Bibliográficas
pa
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lta
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Ob
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ra
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pa
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ra
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on
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lta
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44
ANEXO 1
MAPA GEOLÓGICO DO MORRO DO SANDÁ
ra
Ob
lta
su
on
C
ra
pa
45
ANEXO 2
DESCRIÇÕES PETROGRÁFICAS
Ob
# LÂMINA BG-40 (granodiorito a granito gnaisse)
É uma rocha de granulação fina, aproximadamente 0,1mm, formada por quartzo,
plagioclásio, ortoclásio, biotita, titanita, zircão, hornblenda e minerais opacos (Figuras 16a e
ra
16b). Possui textura equigranular e poiquiloblástica, esta muito comum nos cristais de
plagioclásio. O bandamento metamórfico individualiza bandas ricas em material máfico (biotita,
hornblenda, titanita e minerais opacos) e outras ricas em material félsico (quartzo, plagioclásio
pa
e ortoclásio).
O quartzo ocorre principalmente nas bandas félsicas compondo cerca de 25% do
volume da rocha, possui granulação fina, é xenoblástico, límpido, e por vezes é encontrado
incluso em cristais de plagioclásio. O plagioclásio também se encontra praticamente restrito às
C
ra
bandas félsicas, perfaz cerca de 30% do volume da rocha, é hipidioblástico, é geminado pela
lei da albita e possui granulação fina. O ortoclásio encontra-se disperso pela seção delgada,
mas aglomera-se principalmente nas bandas félsicas, compõe aproximadamente 12% do
volume da rocha, é hipidioblástico, possui granulação fina e encontra-se comumente associado
ao quartzo.
A biotita possui hábito tabular, cor marrom, forte pleocroísmo e granulação fina. É
encontrada principalmente nas bandas máficas e perfaz cerca de 20% do volume da rocha.
on
Associa-se principalmente aos cristais de hornblenda e titanita. A hornblenda possui
granulação fina, cor verde oliva, é pleocróica e compõe aproximadamente 6% do volume total
da rocha. É comum a presença de uma interação entre os cristais de hornblenda e de biotita,
su
onde a hornblenda se transforma em biotita, evidenciando um retrometamorfismo (Figura 17).
A titanita ocorre nas bandas máficas, é xenoblástica, possui relevo alto e granulação fina.
Perfaz cerca de 4% do volume total da rocha e associa-se principalmente aos minerais opacos.
Os minerais opacos são xenoblásticos e possuem granulação fina. Encontram-se associados
lta
aos cristais de biotita e titanita, compondo 3% do volume da rocha. O zircão possui hábito
arredondado e ocorrem em pequeno volume disperso pela matriz da rocha.
A paragênese mineral principal desta rocha é formada por biotita, hornblenda, titanita e
minerais opacos (Figura 18)
46
# Lâmina BG-40a (Granodiorito gnaisse)
Este litotipo possui granulação fina a média e é inequigranular (os cristais possuem em
média 0,3mm, na matriz, e os porfiroblastos, quase 1 cm de diâmetro). Possui textura
porfiroblástica e poiquiloblástica, muito comum nos cristais de plagioclásio. É formado por
Ob
quartzo, ortoclásio, plagioclásio, biotita, hornblenda, titanita, granada, apatita, zircão e minerais
opacos (Figura 19). A foliação da rocha não é tão marcante como a do tipo descrito
anteriormente, mas é bem definida e orientada principalmente, pelos cristais de biotita e
plagioclásio.
ra
O plagioclásio possui granulação de 1,5 mm, em média, é hipidioblástico, com o eixo de
maior comprimento alinhado à superfície definida pela foliação e perfaz cerca de 30% do
volume total da rocha. Os porfiroblastos podem chegar a ter mais de 5 mm e geralmente são
poiquiloblásticos, podendo apresentar saussurização em seus núcleos (Figura 20). No contato
pa
com alguns cristais de ortoclásio, nota-se um crescimento mirmequítico com a formação de
quartzo secundário (Figura 21). O quartzo é granuloblástico, quase sempre intersticial e por
vezes apresentando padrão poligonal. Possui granulação variando de 0,5 a 2 mm e compõe
aproximadamente, 30% do volume da rocha. O ortoclásio é hipidioblástico a xenoblástico com
C
ra
uma granulação variando de 0,5 a 1 mm e compondo 5% do volume total da rocha. Encontrase comumente associado aos cristais de plagioclásio.
A biotita tem hábito tabular, possui em média uma granulação de 1 mm, é pleocróica e
tem coloração marrom. Encontra-se fortemente associada aos cristais de hornblenda e aos
minerais opacos, correspondendo a cerca de 18% do volume total da rocha. A hornblenda
possui granulação de fina a média, cor verde oliva, é pleocróica e compõe aproximadamente
on
12% do volume total da rocha. Da mesma forma que acontece com o litotipo descrito
anteriormente, alguns cristais de hornblenda estão se transformando em biotita, indicando um
retrometamorfismo (Figura 22). A titanita é xenomórfica e ocupa aproximadamente 1% do
volume total da rocha. Associa-se comumente à biotita e aos minerais opacos formando
su
pequenos aglomerados. A granada possui relevo alto e encontra-se disseminada pela seção
delgada, perfazendo cerca de 1% do volume total da rocha. Encontra-se associada
preferencialmente à biotita e a titanita. Os minerais opacos são xenoblásticos, com granulação
fina e encontram-se fortemente associados à titanita. Ocupam aproximadamente 3% do volume
lta
total da rocha. A apatita e o zircão ocorrem em pequenos volumes dispersos pela rocha.
A paragênese mineral principal desta rocha é formada pela biotita, titanita, granada e
minerais opacos.
47
#Lâmina BG-42 (Tonalito a granodiorito gnaisse)
É uma rocha de granulação fina (granulação média de seus cristais é de 0,4mm),
inequigranular, podendo apresentar blastos com mais de 5,0 mm de eixo maior. É formada por
quartzo, plagioclásio, ortoclásio, biotita, hornblenda, granada, titanita, apatita, zircão e minerais
Ob
opacos (Figuras 23a e 23b). Possui textura poiquiloblástica e porfiroblástica, encontrado em
alguns blastos de plagioclásio. Também nota-se uma textura de recristalização, que fica
evidenciado pela presença de cristais de granulação inferior aos minerais formadores da rocha
(Figura 24).
ra
O plagioclásio é hipidioblástico, podendo ser xenoblástico quando alterado, é geminado
segundo a lei da albita, possui granulação fina, em média, mas apresenta porfiroblastos com
mais de 5,0 mm de eixo maior. Nestes porfiroblastos geralmente encontram-se inclusões de
biotita e/ou quartzo e/ou apatita (Figura 25). Ocupa cerca de 35% do volume da rocha. O
pa
ortoclásio é xenoblástico, possui granulação variando de 0,4 a 0,8 mm e perfaz cerca de 5% do
volume total da rocha. O quartzo é xenoblástico, granuloblástico, intersticial e encontra-se
intimamente associado ao plagioclásio. Possui granulação fina, cerca de 0,3 mm em média, e
ocupa um volume aproximado de 30% do volume total da rocha.
C
ra
A biotita é o mineral máfico mais abundante na rocha, ocorrendo em cristais de hábito
tabular e perfazendo cerca de 20% do volume total da rocha. Tem cor marrom, é pleocróica e
possui granulação variando de 0,2 a 1,0 mm. Encontra-se associada aos minerais opacos, à
hornblenda, à titanita e a granada, formando aglomerados máficos. A hornblenda é
hipidioblástica, possui coloração verde oliva, também é pleocróica, possui granulometria fina e
ocupa um volume aproximado de 5% do volume total da rocha. Em geral apresenta biotita
on
crescendo em suas bordas. A granada é hipidioblástica, encontra-se comumente associada à
biotita e a titanita, nos aglomerados máficos. Perfaz cerca de 2 % do volume da rocha. A
titanita é xenoblástica, é comumente encontrada nos aglomerados máficos e ocupa
aproximadamente 1% do volume total da rocha. Os minerais opacos são xenoblásticos, com
su
granulação fina e encontram-se associados à titanita. Ocupam aproximadamente 2% do
volume total da rocha. A apatita e o zircão ocorrem em pequenos volumes e dispersos pela
rocha.
A paragênese mineral principal desta rocha é constituída por biotita, titanita, granada e
lta
minerais opacos (Figuras 23a e 23b).
48
# Lâmina BG-35a (Granodiorito a granito gnaisse e granito)
Esta seção delgada representa um contato de dois litotipos distintos. Um litotipo
melanocrático, formado principalmente por biotita e minerais opacos, além de quartzo,
plagioclásio e ortoclásio, e outro leucocrático, formado por quartzo, plagioclásio, ortoclásio e
Ob
traços de biotita (Figura 26). A rocha em estudo encontra-se migmatizada, esses litotipos
representam o melanossoma e o leucossoma, respectivamente, do migmatito.
O leucossoma possui granulação média, é inequigranular, apresentando pórfiros que
chegam a ter mais de 5,0 mm. Possui textura porfirítica e poiquilítica, comum nos pórfiros de
ra
plagioclásio e segundo a classificação de Streckeisen, (1976), este litotipo seria um granito.
O quartzo é xenomórfico, possui granulação fina, os grãos possuem em média 0,5 mm
de eixo maior, e possui textura recristalizada, ocupando espaços intersticiais entre o
plagioclásio e a biotita. Ocupa um volume de cerca de 35% do volume total da rocha. A biotita
pa
é marrom, é pleocróica, possui hábito tabular e granulação fina. Encontra-se associada ao
plagioclásio e perfaz cerca de 2% do volume total da rocha. O plagioclásio é hipidiomórfico,
possui granulação de fina a média, mas podendo apresentar pórfiros com mais de 5 mm de
eixo maior, e por vez encontra-se saussurizado ( Figura 27). Ocupa um volume de 38% do
C
ra
volume total da rocha. O ortoclásio é xenomórfico, possui granulação fina a média e perfaz
cerca de 25% do volume total da rocha.
O melanossoma possui granulação fina (média de 0,3 mm), textura poiquiloblástica,
encontrada em alguns cristais de biotita e é classificado como granodiorito a granito gnaisse
(Streckeisen, 1976).
A biotita possui hábito tabular, é marrom, pleocróica, tem granulação fina, cerca de 0,7
on
mm de eixo maior, em média, e seu arranjo planar confere foliação à rocha. Encontra-se
associada aos grãos de plagioclásio e de minerais opacos e ocupa um volume de
aproximadamente 22% do volume total da rocha. O quartzo, também como ocorre no
neossoma, é xenoblástico, porém com uma granulação menor. Por vezes encontra-se com
su
uma textura poligonal e perfaz cerca de 30% do volume da rocha. O plagioclásio é
hipidioblástico, poiquiloblástico (apresentando algumas inclusões de biotita e/ ou quartzo),
possui granulação fina a média e ocupa um volume aproximado de 30% do volume total da
rocha. O ortoclásio é xenoblástico, possui granulação fina e encontra-se próximo aos grãos de
lta
plagioclásio, perfazendo cerca de 15% do volume total da rocha. Os minerais opacos são
xenoblásticos, possuem granulação fina e encontram-se associados à biotita. Ocupam
aproximadamente 3% do volume total da rocha.
A paragênese mineral principal do melanossoma é formada por biotita, minerais opacos
e plagioclásio.
49
#Lâmina BG-10 (Granodiorito gnaisse e granito)
Esta seção delgada também representa um contato entre duas litologias diferente. Uma
melanocrática, representando o melanossoma, e outra leucocrática, representando o
leucossoma.
Ob
O melanossoma possui granulação muito fina, é foliado, definido principalmente pela
orientação preferencial de cristais de biotita, é inequigranular e é classificado como granodiorito
gnaisse (Streckeisen, 1976). É formado por biotita, titanita, minerais opacos, quartzo,
plagioclásio, ortoclásio e traços de zircão, apatita e rutilo (Figura 19).
ra
A biotita tem hábito tabular, possui em média uma granulação de 1,0 mm, é pleocróica e
tem coloração marrom. Encontra-se associada aos minerais opacos, ao plagioclásio e à titanita,
perfazendo aproximadamente 30% do volume da rocha. A titanita é xenoblástica e ocorre em
razoável volume, cerca de 5% do volume total da rocha, formando aglomerados com os
pa
minerais opacos e a biotita. Os minerais opacos também são xenoblásticos e correspondem a
10% do volume total da rocha, aproximadamente. O plagioclásio possui granulação de 1,5 mm,
em média, é hipidioblástico, geminado pela lei da albita e perfaz cerca de 20% do volume total
da rocha. Encontra-se associado ao quartzo e ao ortoclásio, principalmente. O quartzo é
C
ra
xenoblástico, é granuloblástico e por vezes apresentando padrão poligonal. Possui granulação
variando de 0,3 a 1,0 mm e compõe aproximadamente, 25% do volume da rocha. O ortoclásio
é hipidioblástico a xenoblástico com uma granulação variando de 0,5 a 1 mm e compondo 10%
do volume total da rocha. A apatita, o rutilo e o zircão ocorrem em pequenos volumes e
dispersos pela rocha.
A paragênese mineral principal do paleossoma é constituída por biotita, titanita,
on
plagioclásio e minerais opacos.
O leucossoma possui uma granulação um pouco maior que a do paleossoma, média de
0,8 mm, portanto, possui granulação fina. É inequigranular, poiquiloblástico e porfiroblásico. É
formado principalmente por quartzo, plagioclásio, microclina e biotita (Figura 28). É classificado
su
como granito, segundo Streckeisen, 1976.
O plagioclásio é hipidiomórfico, porfirítico, apresentando granulação variando de 0,5 mm
a 5,0 mm, e por vez encontra-se com geminação carlsbad. Ocupa cerca de 20% do volume
total da rocha. A biotita também é marrom, pleocróica e com o hábito tabular, como ocorre no
lta
paleossoma. Possui granulação fina e perfaz aproximadamente 5% do volume total da rocha. A
microclina é hipidiomórfica a xenomórfica, é porfirítica, possui granulação média, mas
apresentando pórfiros que podem ser centimétricos. Estes pórfiros podem estar com inclusões,
saussurizados e/ou com pertitas (Figura 29). Ocupa cerca de 45% do volume total da rocha. O
quartzo é xenomórfico, intersticial, possui granulação fina a média e ocupa 30% do volume da
50
rocha. Outra textura encontrada neste litotipo é a mirmequítica, no contato de alguns grãos de
microclina e plagioclásio, com a formação de quartzo secundário (Figura 30).
#Lâmina BG-6c (Granodiorito a granito gnaisse e granodiorito)
Ob
Igualmente as duas lâminas descritas anteriormente, esta seção delgada também
representa duas litologias diferentes. Esta rocha encontra-se migmatizada, mostrando uma
parte melanocrática (melanossoma) e outra leucocrática (leucossoma).
O leucossoma é inequigranular, com granulação fina a média, possui textura porfirítica
ra
e poiquilítica, comum nos cristais de plagioclásio e ortoclásio, e corresponde a um granodiorito
na classificação segundo Streckeisen, 1976. É formado por plagioclásio, ortoclásio, biotita,
quartzo e minerais opacos (Figuras 31a e 31b).
A biotita possui hábito tabular, é marrom, pleocróica, possui granulação fina e
pa
representa a parte máfica deste litotipo. Ocupa um volume de aproximadamente de 5% do
volume total da rocha. O quartzo é xenomórfico, possui granulação fina a média e ocupa cerca
de 25% do volume da rocha. O plagioclásio é hipidiomórfico, porfirítico e poiquilítico,
evidenciado pela presença de inclusões de biotita e/ou quartzo (Figura 32). Possui granulação
C
ra
média e perfaz 50% do volume da rocha, aproximadamente. Por vez, alguns pórfiros
encontram-se saussurizados. O ortoclásio é xenomórfico, possui granulação fina a média e
perfaz cerca de 20% do volume total da rocha.
O melanossoma possui granulação fina, textura inequigranular e é formado
principalmente por biotita, quartzo, plagioclásio, ortoclásio e minerais opacos, e segundo
Streckeisen, (1976), é classificado como granodiorito a granito gnaisse.
on
O quartzo é xenoblástico, possui granulação fina (média de 0,3 mm) e encontra-se
recristalizado, o que fica evidenciado pela presença de grãos poligonais com granulação um
pouco inferior aos outros grãos. Perfaz cerca de 20% do volume total da rocha. A biotita é
marrom, pleocróica, tem hábito tabular, granulação fina, e seu arranjo planar confere foliação à
su
rocha. Encontra-se associada aos grãos de plagioclásio e de minerais opacos e ocupa um
volume de aproximadamente 24% do volume total da rocha. O ortoclásio é xenoblástico, possui
granulação variando de 0,3 a 1,0 mm e perfaz cerca de 20% do volume total da rocha. O
plagioclásio é hipidioblástico, é geminado segundo a lei da albita, possui granulação fina e
lta
ocupa cerca de 35% do volume da rocha. Os minerais opacos são xenoblásticos, com
granulação fina e encontram-se fortemente associados à biotita. Ocupam aproximadamente
1% do volume total da rocha.
A paragênese mineral principal da rocha é formada por biotita, plagioclásio e minerais
opacos (Figura 33).
51
# Lâmina PB-8a (Granodiorito )
A lâmina analisada representa uma rocha inequigranular de granulação fina a média,
porfirítica, poiquilítica (comum nos pórfiros de plagioclásio), composta por plagioclásio, quartzo,
ortoclásio, biotita, hornblenda, titanita, zircão e minerais opacos. Outra textura comum é a de
Ob
recristalização (encontrada em quartzo poligonal) e a mirmequítica, em alguns grãos de
plagioclásio.
A biotita ocorre sob a forma de cristais de hábito tabular, com coloração marrom, é
pleocróica e possui granulação variando de 0,3 a 1,4 mm de eixo maior. Encontra-se associada
aos minerais opacos, à hornblenda e à titanita, perfazendo cerca de 16% do volume total da
ra
rocha. A hornblenda é xenomórfica, possui coloração verde oliva, também é pleocróica, possui
granulação média de 1,2 mm, e ocupa um volume aproximado de 10% do volume total da
rocha.
Em
geral
apresenta
biotita
crescendo
em
suas
bordas,
evidenciando
um
pa
retrometamorfismo, igual ao que acontece com algumas lâminas analisadas anteriormente. A
titanita é xenoblástica, possui relevo alto e granulação variando de 0,2 a 1,0 mm. Perfaz cerca
de 2% do volume total da rocha e associa-se principalmente aos minerais opacos. Os minerais
opacos são xenomórficos, com granulação variando de 0,5 a 1,5 mm, e encontram-se
C
ra
associados à titanita. Ocupam aproximadamente 2% do volume total da rocha.
O plagioclásio é hipidiomórfico, geminado segundo a lei da albita, os grãos possuem em
média, 1,0 mm de eixo maior, mas apresenta pórfiros com mais de 3,0 mm. Nestes pórfiros
geralmente encontram-se inclusões de biotita e/ou quartzo, e também podem estar
saussurizados. Ocupa cerca de 35% do volume da rocha. O ortoclásio é hipidiomórfico, possui
granulação variando de 0,2 a 0,8 mm, perfazendo cerca de 10% do volume total da rocha. No
contato de alguns grãos de ortoclásio com o de plagioclásio, ocorre a formação de mirmequita.
on
O quartzo é xenomórfico, apresentando textura de recristalização em alguns grãos, e é
intersticial. Possui granulação fina, cerca de 0,3 mm em média, e ocupa um volume
aproximado de 25% do volume total da rocha. O zircão ocorre em pequeno volume disperso
su
pela lâmina.
A paragênese mineral principal da rocha é formada por biotita, hornblenda, titanita,
plagioclásio e minerais opacos.
lta
52