Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas
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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS Giulia Guimarães Barbosa Trivelli Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Orientador Profº. Dr. Ronaldo Pierosan Co-orientador Profº. Dr. Amarildo Salina Ruiz CUIABÁ 2016 UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO REITORIA Reitora Profª. Drª. Maria Lucia Cavalli Neder Vice-Reitor Profº. Dr. Francisco José Dutra Solto PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO Pró-Reitora Profª. Drª. Leny Caselli Anzai FACULDADE DE GEOCIÊNCIAS Diretor Profº. Dr. Paulo César Corrêa da Costa Vice-Diretor Profº. Dr. Carlos Humberto da Silva PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS Coordenador Profº. Dr. Ronaldo Pierosan Vice-Coordenador Profº. Dr. Jayme Alfredo Dexheimer Leite ii DISSERTAÇÃO DE MESTRADO N° 71 Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Giulia Guimarães Barbosa Trivelli Orientador Profº. Dr. Ronaldo Pierosan Co-orientador Profº. Dr. Amarildo Salina Ruiz Dissertação apresentada ao Programa de PósGraduação em Geociências da Faculdade de Geociências da Universidade Federal de Mato Grosso como requisito parcial para a obtenção do Título de Mestre em Geociências. CUIABÁ 2016 iii Dados Internacionais de Catalogação na Fonte. G963p Guimarães Barbosa Trivelli, Giulia. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. / Giulia Guimarães Barbosa Trivelli. -- 2016 xiii, 57 f. : il. color. ; 30 cm. Orientador: Ronaldo Pierosan. Co-orientador: Amarildo Salina Ruiz. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geociências, Cuiabá, 2016. Inclui bibliografia. 1. U-Pb SHRIMP; elaborada ;. 2. Faixaautomaticamente Paraguai. 3. Geoquímica. I. Título. Ficha catalográfica de acordo com os dados fornecidos pelo(a) autor(a). Permitida a reprodução parcial ou total, desde que citada a fonte. iv Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. _____________________________________________________________ BANCA EXAMINADORA ______________________________________ Profº. Dr. Ronaldo Pierosan Orientador (UFMT) _______________________________________ Profª. Dra. Márcia Aparecida de Sant’ana Barros Examinadora Interna (UFMT) _______________________________________ Profº. Dr. Jean Michel Lafon Examinador Externo (UFPA) v Dedicatória Aos meus pais Carlos e Virgínia, por todo amor e dedicação. Gratidão. vi Agradecimentos Agradeço a Deus pelos dons da vida e sabedoria, e pela força em cada etapa alcançada. Agradeço as instituições que me apoiaram durante o período de Mestrado: a Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), ao Programa de Pós-graduação em Geociências (PPGEC), ao Grupo de Pesquisa Evolução Crustal e Tectônica (Guaporé) pelo apoio intelectual e científico. Ao Programa de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Mato Grosso (FAPEMAT) pela concessão da bolsa de mestrado, através do edital 009/2013. Ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Geociências da Amazônia (INCT/GEOCIAM), pelo auxilio e suporte financeiro no desenvolvimento da pesquisa. Ao Profº. Dr. Ronaldo Pierosan, pela atenção, paciência, dedicação e profissionalismo durante a orientação. E ao co-orientador, Profº Dr. Amarildo Salina Ruiz, por todo apoio e compreensão, e incentivos nas oportunidades acadêmicas. Á Msª Maria Elisa Froés pelo cuidado e disposição em nos ajudar sempre. À minha família por ter acreditado e apoiado pra que fosse possível a concretização de mais um sonho. Aos meus pais, Carlos e Virgínia, e irmãos, Renan e Gil, obrigada por serem o sustento e incentivo em todas as lutas, e o sorriso nas vitórias. Agradeço ao Ministério Universidades Renovadas e a cada um dos que fazem parte desta família; e aos colegas do curso de mestrado João Tarelow, Jéssica Sisti, Gabriela dos Santos e Cinthya Souza. Vocês acompanharam de perto o desenvolvimento deste projeto sempre me encorajando e sendo exemplo a ser seguido. vii Sumário AGRADECIMENTOS ................................................................................................................... vii SUMÁRIO..................................................................................................................................... viii LISTA DE ILUSTRAÇÕES ........................................................................................................... ix RESUMO ........................................................................................................................................ xi ABSTRACT..................................................................................................................................... xii CAPÍTULO I- INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 1 I.1. Introdução ................................................................................................................................... 1 I.1.1. Apresentação do tema ..................................................................................................... 1 I.1.2. Localização e vias de acesso ............................................................................................ 2 I.1.3. Objetivos .................................................................................................................................. 3 I.1.4. Métodos de pesquisa ....................................................................................................... 3 I.1.4.1. Etapa preliminar ................................................................................................. 3 I.1.4.2. Etapa de coleta de dados ..................................................................................... 4 I.1.5. Etapa de tratamento e sistematização de dados .......................................................................... 7 I.1.6. Etapa de conclusão e divulgação dos resultados ......................................................................... 7 I.2.Contexto Geológico Regional ....................................................................................................... 7 CAPÍTULO II-GEOLOGIA LOCAL E PETROGRAFIA ...........................................................14 II.1. Geologia do Granito São Vicente na região das Águas Quentes..................................................14 II.1.1 Fácies Sienogranito Grosso ............................................................................................15 II.1.2.Fácies Aplito Porfirítico .................................................................................................17 II.1.3. Fácies Microgranito ......................................................................................................19 II.1.4.Fácies Riolito Porfirítico ................................................................................................21 CAPÍTULO III-ARTIGO PARA SUBMISSÃO À REVISTA DE GEOLOGIA USP .................23 III.1. Introdução ................................................................................................................................24 III.2. Contexto geotectônico ..............................................................................................................25 III.3. Materiais e métodos ............................................................................................................... 288 Iii.4. Geologia e petrografia............................................................................................................. 299 III.5. Litoquímica ............................................................................................................................ 344 III.6. Geocronologia U-Pb shrimp ................................................................................................... 423 III.7. Discussões e conclusões ......................................................................................................... 455 III.8. Referências ............................................................................................................................ 477 CAPÍTULO IV-DISCUSSÕES ECONSIDERAÇÕES FINAIS ...................................................50 Referências ..................................................................................................................................... 533 Anexo 1 .......................................................................................................................................... 566 viii Lista de ilustrações CAPÍTULO I-INTRODUÇÃO Figura I.1 Mapa de localização e vias de acesso da área de estudo.......................................................................02 Figura I.2. Mapa de localização dos afloramentos da área estudada.......................................................................05 Figura I.3. Mapa geológico simplificado da Faixa Paraguai ilustrando a distribuição dos granitoides da Província Granítica Brasiliana (extraído de Godoy et al., 2007)............................................................................08 Figura I.4. Mapa geológico esquemático do Cráton Amazônico e a correlação com a Faixa de Dobramento Paraguai (modificado de Alvarenga & Trompette, 1993; Trompette & Alvarenga, 1998 e Ruiz et al., 1999)......10 CAPÍTULO II- GEOLOGIA LOCAL E PETROGRAFIA Figura II.1. Mapa faciológico da área de estudo....................................................................................................15 Figura II.2. Aspectos macroscópicos da Fácies Sienogranito grosso do Granito São Vicente: (a) e (b) fotografias das formas de afloramentos em blocos e lajedos; (c) e (d) amostras de sienogranito de granulação média a grossa.......................................................................................................................................................................16 Figura II.3. Fotomicrografias das fácies Sienogranito Grosso do Granito São Vicente. Polarizadores cruzados. (a) textura pertítica e inclusões de quartzo em feldspato alcalino; (b) plagioclásio parcialmente sericitizado; (c) quartzo com extinção ondulante; (d) palhetas de biotita em contato com cristais de plagioclásio e feldspatos alcalinos...................................................................................................................................................................17 Figura II.4. Aspectos macroscópicos da Fácies Aplito porfirítico do Granito São Vicente: (a) afloramento evidenciando diques de aplito em contato abrupto com a rocha da Fácies Sienogranito Grosso; (b) fenocristais de quartzo e biotita imersos em uma matriz fanerítica fina....................................................................................18 Figura II.5. Fotomicrografias da Fácies Aplito Porfirítico. Polarizadores cruzados. (a) fenocristal de plagioclásio na matriz quartzo feldspática; (b) fenocristal de biotita na matriz quartzo feldspática; (c) matriz quartzo feldspática com textura equigranular; (d) plagioclásios maclados..........................................................................19 Figura II.6. Aspectos macroscópicos da Fácies Microgranito do Granito São Vicente: (a) afloramento horizontal do microgranito ; (b) microfenocristais de quartzo imersos em uma matriz muito fina.......................................20 Figura II.7. Fotomicrografias da Fácies Microgranito. Polarizadores cruzados. (a) textura porfirítica; (b) matriz fanerítica muito fina com textura micrográfica......................................................................................................20 Figura II.8. Aspectos macroscópicos da Fácies Riolito porfirítico do Granito São Vicente: (a) afloramento em forma de lajedo caracterizando textura porfirítica; (b) fenocristais feldspato alcalino e quartzo imersos em uma matriz afanítica........................................................................................................................................................21 Figura II.9. Fotomicrografias da fácies riolito porfirítico. Polarizadores cruzados. (a) textura porfirítica; (b) textura glomeroporfirítica; (c) embaiamento de quartzo; (d) borda de corrosão no quartzo; (e) relação matriz e fenocristais; (f) matriz quartzo feldspática e alteração da biotita para clorita.........................................................22 CAPÍTULO III-ARTIGO PARA SUBMISSÃO ix Figura III.1. Mapa geológico simplificado da Faixa Paraguai ilustrando a distribuição dos granitoides da Província Granítica Brasiliana (extraído de Godoy et al., 2007)............................................................................25 Figura III.2. (a) Mapa geológico do Granito São Vicente com localização da área de estudo (adaptado de Lacerda Filho et al., 2004); (b) Mapa faciológico e de pontos da área de estudo...................................................30 Figura III.3. Fotomicrografias das fácies do Granito São Vicente. Polarizadores cruzados. (a) textura pertítica e inclusões de quartzo em feldspato alcalino, fácies sienogranito grosso; (b) palhetas de biotita em contato com cristais de plagioclásio e feldspato alcalino, fácies sienogranito grosso; (c) e (d) fenocristais de plagioclásio e biotita, respectivamente, na matriz quartzo feldspática, fácies aplito porfirítico; (e) textura porfirítica, fácies microgranito; (f) matriz fanerítica muito fina com textura micrográfica, fácies microgranito; (g) textura porfirítica, fácies riolito porfirítico; (h) matriz quartzo feldspática, corrosão de borda e alteração da biotita para clorita, fácies riolito porfirítico...............................................................................................................................33 Figura III.4. Diagramas binários do tipo Harker de elementos maiores para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes...........................................................................................37 Figura III.5. Diagramas binários do tipo Harker de elementos traços paras as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4..........................................................................................................................................................................38 Figura III.6. Diagrama classificatório R1 vs R2 de La Roche et al. (1980) paras as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4..................................39 Figura III.7. Diagramas classificatórios de Frost et al. (2001) paras as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4......................................................40 Figura III.8. (a) diagrama K2O versus SiO2 de Peccerillo & Taylor (1976) e (b) diagrama de Maniar & Piccoli (1989) com os índices de peraluminosidade de Shand (1943) para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4...........................................................40 Figura III.9. Diagramas (a) Rb versus Y+Nb de Pearce et al. (1984) e (b) Hf - Rb/30 - Ta*3 de Harris et al. (1986). para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4................................................................................................................................................40 Figura. III.10. Diagramas classificatórios de granitos de Whalen et al. (1987) para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. (a) FeOt/MgO vs Zr+Nb+Ce+Y; (b) Zr vs Ga/Al; e (c) Nb vs Ga/Al. Símbolos como na figura III.4......................................................................................41 Figura III.11. Diagramas multielementos para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. (a) normalizados segundo o condrito de Thompson (1982) e (b) condrito de Boynton (1984). Símbolos como na figura III.4....................................................................................................................42 Figura III.12. Imagens de catadoluminescência dos cristais de zircão do riolito porfirítico (amostra GT01) com as posições de análise............................................................................................................................................. 43 Figura III.13. Diagrama concórdia com a idade U-Pb (SHRIMP) do riolito porfirítico (amostra GT01). ........... .................................................................................................................................................................................45 x Lista de tabelas Tabela I.1. Síntese a partir da literatura sobre dados geocronológicos do Granito São Vicente..........13 Tabela III.1. Síntese a partir da literatura sobre dados geocronológicos do Granito São Vicente........28 Tabela III.2. Dados litoquímicos das diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual das Águas Quentes. Elementos maiores expressos em % peso e elementos traços em ppm...35 Tabela III. 3. Dados de isótopos de U-Th-Pb em zircão do riolito porfirítico (amostra GT01)...........44 xi Resumo A análise petrogenética das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quente, estado de Mato Grosso, permitiu o reconhecimento e caracterização de fácies distintas para o corpo. Os critérios petrográficos indivualizaram quatro fácies isotrópicas: sienogranito grosso, caracterizado por rochas de textura equigranular a localmente inequigranular leucocráticas; aplito porfirítico composto de rochas de textura inequigranular fina a média com fenocristais, leucocráticas e de composição sienogranítica; microgranito que consiste de uma rocha com textura microporfirítica com microfenocristais imersos numa matriz fanerítica quartzo feldspática muito fina, com frequente textura micrográfica; e a fácies riolito porfirítico que consiste de uma rocha com textura porfirítica e glomeroporfirítica em uma matriz afanítica a fanerítica muito fina característica de intrusões hipabissais. O padrão de distribuição dos elementos terras raras indica um forte fracionamento de ETR leves, com razões LaN/SmN médias de 7,87, anomalia negativa de Eu (Eu/Eu* ~0,38) e enriquecimento de ETR pesados, expressos por razões GdN/YbN menores que a unidade (~0,82). A distribuição dos elementos em diagramas binários e as anomalias negativas em diagramas multielementos indicam atuação de processos de cristalização fracionada de fases minerais como plagioclásio, biotita, apatita e zircão, para as fácies sienogranito e aplito. Análises U-Pb (SHRIMP) em zircão mostram uma idade de 528±4 Ma para o riolito porfirítico, considerada idade de cristalização magmática. Sugere-se então que o magma que originou as rochas plutônicas e vulcânicas do Granito São Vicente na região estudada pode ter se originado de fontes litosféricas previamente afetadas por subducção com contribuição de fontes astenosféricas. Palavras-chave: U-Pb SHRIMP; Faixa Paraguai; Geoquímica xii Abstract The petrogenesis of the hypabissal rocks of the São Vicente Granite on the region of the Águas Quentes State Park, south-central region of Mato Grosso state, allowed the recognition and characterization of distinct facies for the granite main body. The petrographic procedure allowed the recognition of four genetic and petrographical facies: coarse syenogranite consisting of leucocratic, equigranular and locally inequigranular rocks; porphyritic aplite composed of leucocratic fine to medium grained inequigranular rocks of syenogranitic composition; microgranite with microporphyritic texture and microphenocrysts within a very fine grained quartz-feldspatic groundmass and recurrent micrographic texture; and porphyritic rhyolite, confined to the Águas Quentes State Park balneary, consisting of a porphyritic to glomeroporphyritic rock with a very fined to aphanitic groundmass, characteristics of hypabyssal intrusions. This facies association suggests that the study area represent a cupola level of an epizonal intrusion. The distribution pattern of rare earth elements points to a strong fractionation of LREE, with average of La N/SmN ratios of 7.87, negative Eu anomaly (Eu/Eu* ~0.38) and enrichment of HREE established by GdN/YbN ratios lower than the unit (~0.82). The major and trace element distribution on binary diagrams and the negative anomalies on spidergrams indicate fractional crystallization processes of plagioclase, biotite, apatite and zircon, to the syenogranite and aplite facies. U-Pb Shrimp dating yield and age of 528±4 Ma to the porphyritic rhyolite, assumed as the crystallization age. Thereafter, is suggested that the magma source of plutonic and volcanic rocks of São Vicente Granite on the Águas Quentes State Park region could be derived from subduction related lithospheric sources mixed with deeper asthenospheric sources. Keywords: U-Pb SHRIMP; Paraguai Belt; Geochemistry xiii Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. CAPÍTULO I INTRODUÇÃO I.1. INTRODUÇÃO I.1.1. Apresentação do tema O Granito São Vicente consiste de um batólito de aproximadamente 400 km², situa-se na porção centro sul do estado de Mato Grosso e compõe a serra homônima, localizada a aproximadamente 80 km da capital do estado, Cuiabá. Ocorre associado a Faixa Paraguai, um cinturão de dobramentos de idade neoproterozoica, em formato convexo, que se destaca na parte central da América do Sul, bordejando o Cráton Amazônico (Almeida & Hasui 1984). Foi inicialmente descrito por Almeida (1954) que destacou seu caráter tardi-cinemático com respeito a evolução estrutural da Faixa Paraguai. Em trabalhos de cunho petrogenético e geocronológico, Godoy et al. (2007 e 2010) relacionam o Granito São Vicente como parte da Província Granítica Brasiliana, que seria composta pelas seguintes intrusões: no Mato Grosso do Sul, Granitos Rio Negro, Taboco, Coxim e Sonora; no Mato Grosso, Granitos São Vicente, Lajinha e Araguaiana. O Parque Estadual Águas Quentes (PEAQ) abrange parte da porção sudeste do batólito. No referido parque foram genericamente descritas rochas porfiríticas de matriz fina, classificadas por McGee et al. (2012) como riolito porfirítico. Além disso, Godoy et al. (2007) reconhecem uma predominância de fácies equigranulares finas a porfiríticas na porção sudeste do batólito. No entanto, são inexistentes estudos faciológicos de detalhe que venham a permitir uma melhor caracterização das fácies de granulação fina do Granito São Vicente, embora a ocorrência de rochas vulcânicas nesta região já tenha sido reportada informalmente. Em trabalhos de campo preliminares realizados para este estudo, foram identificados riolitos porfiríticos no PEAQ que despertaram o interesse em investigar a origem dessas rochas e consequentemente avançar nas discussões referentes a um possível evento vulcânico na região. Idades de cristalização U-Pb mostram valores de 521±8 Ma (Ferreira, 2009), 504±9 Ma (Godoy et al., 2010) e 518±4 Ma (McGee et al., 2012) para o Granito São Vicente. Com este intuito, o presente trabalho está concentrado no estudo faciológico das rochas do Granito São Vicente na região do PEAQ, e complementado por estudos litoquímicos e geocronológicos U-Pb em zircões, que venham a contribuir para o entendimento da afinidade geoquímica do granito, suas fontes, idade de cristalização e contextualização geotectônica. 1 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. I.1.2. Localização e vias de acesso A área objeto deste estudo situa-se na porção centro sul do estado de Mato Grosso, inserida entre a Folha Cuiabá (SF. 21-Z-C) e a Folha Dom Aquino (SF. 21-Z-D) na serra de São Vicente, município de Cuiabá (Fig. I.1). O acesso, a partir da cidade de Cuiabá, é feito pela BR 364, percorrendo aproximadamente 80 km, de onde se toma a MT 455, estrada de acesso ao Hotel Mato Grosso Águas Quentes, por mais 10 km até a área. O trajeto em geral é feito por estradas asfaltadas, em bom estado de conservação, e alguns trechos por estradas sem pavimentação asfáltica e vicinais que interligam as fazendas. Figura I.1 Mapa de localização e vias de acesso da área de estudo. 2 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. I.1.3. Objetivos Com o presente projeto temos como objetivo principal o estudo faciológico e genético detalhado das rochas vulcânicas e hipabissais da região da serra São Vicente, Estado de Mato Grosso, com a finalidade de contribuir para o entendimento do evento magmático granítico. Os objetivos específicos do estudo petrogenético das rochas da região do Parque Estadual Águas Quentes na serra de São Vicente, Mato Grosso, podem ser sumarizados em: Cartografia das fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes; Caracterização petrográfica, com o intuito de identificar as texturas vulcânicas indicativas de processos geológicos de geração e identificação de minerais indicativos dos processos genéticos do magma gerador; Investigação da petrogênese das rochas para o entendimento do caráter geoquímico do magma e posicionamento geotectônico, com a utilização de dados litogeoquímicos (elementos maiores, traços e terras raras); Obtenção da idade de cristalização do magma através da datação segundo o método U-Pb em zircões por SHRIMP; Integração com dados geoquímicos e geocronológicos disponíveis na literatura sobre unidades magmáticas da região, buscando estabelecer a conexão genética, ou a ausência, das rochas hipabissais com as demais unidades; Integração com dados geológicos regionais disponíveis na literatura, com o intuito de posicionar as rochas vulcânicas no contexto geotectônico da área e definir a sequência temporal dos eventos de magmatismo da região. I.1.4. Métodos de pesquisa Para a realização desse trabalho, foram adotados procedimentos usuais em mapeamento geológico e coleta de amostras para análises laboratoriais seguindo um cronograma constituído de quatro fases principais: etapa preliminar, etapa de coleta de dados (em campo e em laboratório), etapa de tratamento e sistematização de dados e etapa de conclusão com divulgação dos resultados. I.1.4.1. ETAPA PRELIMINAR Esta etapa preliminar que precede às fases de coleta de dados de campo e laboratório, executou-se da seguinte forma: 3 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. - Revisão bibliográfica: compilação e organização de dados referentes à área de estudo e assuntos pertinentes ao tema do trabalho, disponíveis na literatura a partir de fontes como relatórios internos, artigos científicos da plataforma de periódicos da CAPES, livros, resumos e trabalhos completos publicados em anais de eventos. - Digitalização dos mapas-base na escala (1:50.000); -Confecção de um banco de dados preliminar utilizando-se o software ArcMap; - Interpretação de imagens de satélite Landsat sobreposta a imagens SRTM. I.1.4.2. ETAPA DE COLETA DE DADOS Trabalhos de Campo Mapeamento geológico sistemático na escala de 1:50.000 Os trabalhos de campo foram realizados em duas etapas. A primeira ocorreu nos dias 15 e 16 de maio de 2014 para o reconhecimento da área e de alguns afloramentos. A segunda etapa se deu entre os dias 27 a 29 de novembro de 2014, completando a descrição de 45 afloramentos e o conhecimento das fácies litológicas e a coleta de trinta amostras para melhor representar cada fácies (Fig.I.2). Essas amostras possibilitaram a confecção das seções delgadas utilizadas nas análises petrográficas, além das investigações litogeoquímicas e geocronológicas. 4 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura I.2. Mapa de localização dos afloramentos da área estudada. Trabalhos em Laboratório Análises Petrográficas As amostras coletadas nas etapas de campo foram descritas macroscopicamente considerando os aspectos texturais e composicionais. As seções delgadas para estudos petrográficos sob luz transmitida foram confeccionadas no Laboratório de Laminação do Departamento de Recursos Minerais (DRM-UFMT). A atividade de descrição das lâminas visou à caracterização petrográfica e permitiu a identificação dos constituintes vulcânicos, texturas diagnósticas, a confirmação da variação 5 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. faciológica, classificação da rocha e a seleção de amostras representativas para estudos geoquímicos e geocronológicos. As fotomicrografias das seções delgadas foram obtidas com polarizadores cruzados e paralelos, utilizando uma câmera acoplada ao microscópio, da marca Lumenera, modelo Infinity 1 Capture. Análises Litoquímicas Para as análises litoquímicas foram estudados os resultados de 13 amostras do Granito São Vicente. Com base nisso, escolheu-se 5 exemplares da Fácies Sienogranito, 4 da Fácies Aplito Porfirítico, 1 da Fácies Microgranito e 3 da Fácies Riolito Porfirítico. Essas amostras foram lavadas para a remoção de impurezas e cortadas com serra diamantada para a retirada das camadas alteradas a fim de evitar a contaminação química. A preparação envolveu a britagem, pulverização, homogeneização e quarteamento no Laboratório de Preparação de Amostras – DRM-UFMT. Posteriormente, as amostras processadas foram enviadas ao Acme Analytical Laboratories (Acmelab)Vancouver/ Canadá para análises através dos métodos ICP-ES (Inductively Inductively Coupled Plasma Emission Spectrometry) para elementos maiores e menores (SiO2, Al2O3, Fe2O3t, MnO, CaO, Na2O, K2O, TiO2, e P2O5) e ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) para elementos traço (Ba, Be, Co, Cs, Ga, Hf, Nb, Rb, Sr, Ta, Th, U, Zr, Y e Pb) incluindo terras raras (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb e Lu). O tratamento dos dados de química de rocha contou com a utilização do software GCDkit 4.1. A interpretação dos resultados das análises buscou a caracterização geoquímica, a natureza do magmatismo e sua ambiência tectônica. Análises Geocronológicas Na análise geocronológica empregou-se o método de datação U/Pb (SHRIMP) em zircões da amostra GT-01, que corresponde a rocha da Fácies Riolito Porfirítico, com o intuito de estabelecer as idades de cristalização das rochas do Granito São Vicente. Inicialmente, a amostra de rocha bruta escolhida foi triturada em britador de mandíbula, moída em moinho de discos no Laboratório Intermediário de Preparação de amostras da Rede Geochronos – DRM/UFMT, em seguida peneirada nas frações 250, 210, 177, 125, 90, e 63 mm, utilizando o concentrado das frações de 90 e 63 mesh para separação magnética por meio de um íma. A amostra foi submetida a um processo de decantação dos minerais pesados (bateia) e o concentrado de minerais pesados foi depositado no separador magnético Frantz, onde acontece a dissociação da fração menos magnética. Do material resultante, foi separada manualmente, com o auxílio de lupa óptica binocular, 120 cristais de zircão, que foram enviados para o laboratório do Centro de Pesquisas Geocronológicas do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo (CPGeo-IGC/USP). Nesse laboratório, foram obtidos em zircão os dados 6 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. isotópicos U-Pb (SHRIMP) através de do equipamento SHRIMP II (Sensitive High Resolution Ion Microprobe),um espectrômetro de massa de alta resolução que utiliza ionização por íons de oxigênio (negativo) acoplado a uma microssonda iônica, que permite efetuar análises isotópicas de U e Pb de zircão “in situ” e, portanto, a datação de zircão que apresente multifases de crescimento. As idades foram calculadas utilizando-se o programa ISOPLOT/EX de Ludwig (2003). I.1.5. ETAPA DE TRATAMENTO E SISTEMATIZAÇÃO DE DADOS Esta etapa compõe-se das seguintes ações: elaboração e ilustração de gráficos utilizando-se de softwares de tratamento de imagens; tratamento dos dados de química de rocha com a utilização do software GCDKit 3.0; tratamento dos dados isotópicos com emprego do software ISOPLOT/EX de Ludwig (2001); e a integração dos dados obtidos através de um banco de dados empregando softwares de geoprocessamento, editor de textos e de criação de planilhas. I.1.6. ETAPA DE CONCLUSÃO E DIVULGAÇÃO DOS RESULTADOS A etapa de Conclusão e Divulgação dos resultados consistiu na elaboração da dissertação de mestrado que inclui o artigo a ser submetido na revista “Geologia USP”. Nesta etapa foram utilizados os mesmos softwares descritos na etapa de tratamento e sistematização de dados obtidos. Entre outras ações desenvolvidas nesta etapa destacam-se a participação em eventos de divulgação científica (III Seminário do Programa de Pós-Graduação em Geociências, VI Mostra da Pós-Graduação, VI Simpósio de Vulcanismo e Ambientes Associados e VII Mostra da Pós-Graduação) que ocorreram durante a execução e desenvolvimento deste trabalho. I.2.CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL O Granito São Vicente faz parte da Província Granítica Brasiliana (PGB) de Godoy et al. (2004, 2007) ou da Província Granitoide Matogrossense de Godoy et al. (2010). Esta província é constituída por granitoides sin- a pós-tectônicos de idades brasilianas e intrusivos nas rochas metassedimentares do Grupo Cuiabá, Faixa Paraguai. A PGB distribue-se desde a porção central do estado de Mato Grosso do Sul, centro sul e leste de Mato Grosso (Fig. I.3) e são individualizados em granitos: Taboco; Rio Negro; Coxim; Sonora; São Vicente; Lajinha e Araguaiana. 7 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura I.3. Mapa geológico simplificado da Faixa Paraguai ilustrando a distribuição dos granitoides da Província Granítica Brasiliana (extraído de Godoy et al., 2007). A Faixa Paraguai (FP) consiste de um cinturão de dobramentos de aproximadamente 1200 km de extensão e se destaca, na parte central da Plataforma Sul Americana, por sua orientação preferencial N-S na sua porção sul, infletindo para NE e E na porção norte e leste. É parcialmente encoberta pelos sedimentos da Bacia do Paraná na sua borda leste e bordeja o Cráton Amazônico (Fig. I.4) a oeste (Almeida e Hasui, 1984). Alvarenga et al. (2000) distinguem três unidades litoestratigráficas principais na FP, além dos granitoides pós-orogênicos. A unidade inferior é constituída por camadas glaciomarinhas e turbiditos glaciais, incluindo a Formação Puga e os grupos Jacadigo e Boqui, depositados sobre a área cratônica, e o Grupo Cuiabá constituindo o cinturão de dobramentos. A Formação Puga consiste dominantemente de diamictitos (associados com conglomerados, arenitos, siltitos e folhelhos) que transicionam para diamictitos de granulometria mais fina do Grupo Cuiabá. Essas unidades 8 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. glaciogênicas estão sobrepostas por uma unidade carbonática que marca o fim da influência glacial na bacia. A unidade carbonática é constituída por calcários com fósseis indicativos de idade Vendiana, dolomitos, conglomerados, folhelhos carbonosos, arenitos e pelitos. Na porção sul da FP, estão agrupados nos grupos Corumbá, Murcielago e Itapucumi enquanto na porção norte recebe a denominação de Formação Araras. A unidade superior é denominada de Grupo Alto Paraguai e consiste de sedimentos siliciclásticos como arenitos, folhelhos, siltitos e arcóseos, subdivididos nas formações Raizama e Diamantino. O padrão metamórfico e estrutural da FP indica que a intensidade do metamorfismo aumenta da área cratônica para o interior do cinturão de dobramentos, segundo uma fase principal de deformação, com dobras isoclinais na porção leste e abertas na porção oeste, com vergência para oeste (Alvarenga et al., 2000). Os granitoides da Faixa Paraguai são intrusivos na zona estrutural interna. Godoy et al. (2004, 2007) e Manzano (2009) dividem os granitoides brasilianos da FP em dois grandes eventos denominados de suítes magmáticas sul e norte. A suíte magmática sul é constituída pelos granitoides que afloram no estado de Mato Grosso do Sul, sendo, na parte setentrional os granitos Sonora e Coxim e na parte meridional os granitos Rio Negro e Taboco (Godoy et al. 2005a e 2005b). A suíte magmática norte é composta por intrusões de dimensões batolíticas que afloram no Estado do Mato Grosso e são denominadas de oeste para leste de São Vicente, Lajinha e Araguaiana. Essa província magmática neoproterozóica representa um importante registro da evolução tectonomagmática sin a pós-cinemática do sudeste mato-grossense. 9 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura I.4. Mapa geológico esquemático do Cráton Amazônico e a correlação com a Faixa de Dobramento Paraguai (modificado de Alvarenga & Trompette, 1993; Trompette & Alvarenga, 1998 e Ruiz et al., 1999). 10 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. O Granito Taboco foi descrito primeiramente por Corrêa et al. (1976) referindo ao corpo de rochas graníticas pós-cinemáticas. As rochas deste corpo afloram em estreita faixa na margem direita do Rio Taboco (MS) e estão alojadas em filitos do Grupo Cuiabá. O Granito Taboco é constituído por monzogranitos de cor rósea avermelhada e cinza-clara, predominando as fácies porfiríticas. Apresentam fenocristais de feldspato potássico imersos em matriz de granulação média, geralmente isotrópicas e apresenta para a zona marginal do corpo uma borda de resfriamento de granulação fina (Godoy et al., 2007 e Manzano, 2009). O Granito Rio Negro, também definido por Corrêa et al. (1976), apresenta estruturas dominantemente isotrópicas, mas localmente verificam-se rochas fortemente cataclásticas. Neste corpo foram identificadas quatro fácies principais representadas por monzogranitos, biotita monzogranitos, granodioritos e quartzo monzonitos de granulação grossa a média e cor variando do esbranquiçado ao cinza-escuro, inequigranulares porfiríticas. A denominação de Granito Coxim também deve-se a Corrêa et al. (1976). Lacerda Filho et al. (2006) o caracterizaram como uma intrusão fissural pós-orogenética. As rochas deste corpo correspondem dominantemente a sieno e monzogranitos leucocráticos de coloração avermelhada, inequigranulares de granulação fina a grossa. Em alguns tipos porfiríticos ocorrem fenocristais de feldspato potássico de até 5,0 mm. Em geral são isotrópicos, mas termos cataclásticos estão também presentes. Localmente, como mega enclaves ocorrem granodioritos, isotrópicos, de cor rósea cinza, textura granular e granulação média (Godoy et al., 2007 e Manzano 2009). O Granito Sonora (Godoy et al., 2005b) é composto por sienogranitos leucocráticos de coloração vermelha, inequigranulares, granulação média a fina, isotrópicos a localmente cataclásticos. No estado de Mato Grosso, o Granito Araguaiana, inicialmente descrito por Barros et al. (1982) e posteriormente por Sousa et al.(1999) e Ruiz et al.(1999), é composto por rochas de cor rósea, granulação média, composição quarzto-feldspática, textura porfirítica, localmente rapakivi e por vezes inequigranulares em aplitos e pegmatoides. O Granito Lajinha, também descrito primeiramente por Barros et al. (1982) e depois por Sousa et al. (1999) e Ruiz et al.(1999), é constituido por sieno a monzogranitos, isotrópicos a fracamente deformados, compostos por microclinio, quartzo, plagioclásio com alteração proeminente (saussuritização), biotita, zircão, apatita, titanita e minerais de alteração como epidoto, clorita e sericita. Este apresenta estrutura semicircular, e se diferencia do Granito Araguaiana principalmente pelo caráter isotrópico, ausência de anfibólio e a sua textura variando de inequigranular a discretamente porfirítica. O Granito São Vicente é o batólito intrusivo nas rochas do Grupo Cuiabá que ocupa uma área de aproximadamente 400 km². Foi inicialmente descrito por Almeida (1954) como uma intrusão de caráter tardicinemático. É constituído, segundo Godoy et al. (2007), por biotita granitos e muscovita11 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. biotita granitos, sendo possível a individualização inicial de quatro fácies texturais: a fácies equigranular grossa a porfirítica, tendo a sua maior expressão em faixa circunscrita às bordas de contato; a fácies porfirítica de matriz média a equigranular média, ocupando a zona central do corpo; a fácies equigranular fina a porfirítica, distribuída na região sudeste do batólito; e a fácies pegmatítica restrita à zona noroeste do maciço. São rochas isotrópicas, inequigranulares, leucocráticas, de coloração rósea ou localmente cinza, de granulação fina a grossa e/ou porfirítico, rapakivi ou não, localmente cataclástico. Na localidade de Águas Quentes, Olivatti e Marques (1972) descrevem uma intrusão hipoabissal com área próxima à borda ou cúpula, composta por cinco litotipos, adamelitos pórfiros, microadamelitos porfiríticos, adamelitos grosseiros, delenitos (riodacitos) e cataclasitos. Os granitoides da PGB são quimicamente classificados por Godoy et al. (2007) como granitos cálcio-alcalinos potássicos a alto potássio, peraluminosos a metaluminosos, com assinaturas geoquímicas compatíveis com granitos tipo-I. Estes autores observam uma dominância de rochas menos diferenciadas na parte sul e mais evoluídos na parte norte. Com base nos dados litoquímicos, Godoy et al. (2007) atribuem um caráter compatível com granitos sin-colisionais para a parte sul, com exceção do Granito Rio Negro, de caráter pré-colisional. Na parte norte os autores reconhecem uma afinidade com granitos sin-colisionais para o Granito Araguaiana e pós-colisional intraplaca para os granitos São Vicente e Lajinha. Dados isotópicos indicam idades K-Ar em biotita de 503 Ma (Hasui & Almeida, 1970) e RbSr em rocha total de 500±15 Ma e 483±8 Ma (Almeida & Mantovani, 1975) para o Granito São Vicente. Idades de cristalização U-Pb mostram valores de 521±8 Ma (Ferreira, 2009), 504±9 Ma (Godoy et al., 2010) e 518±4 Ma (McGee et al., 2012) para o Granito São Vicente. Os demais granitoides da FP possuem idades de cristalização U-Pb de 540±5 Ma (Granito Taboco), 547±5 Ma (Granito Rio Negro), 540±4 Ma (Granito Coxim), 505±4 Ma (Granito Lajinha), 509±2 Ma (Granito Araguaiana) e 548±6 Ma (Granito Sonora) (Godoy et al., 2010). Com base nos dados isotópicos, Godoy et al. (2010) individualizam dois eventos magmáticos para os granitoides da Província Granitoide Matogrossense, sendo a do sul, mais antiga e a do norte, em torno de 30 Ma mais jovem. Estes autores assumem que os granitoides da porção sul (Mato Grosso do Sul) foram gerados em ambiente sin-colisional de arco continental. Os granitoides da porção norte (Mato Grosso) tem seu posicionamento atribuído a ambiente tardi- a pós-colisional ou de descompressão durante a finalização do processo colisional. Esses autores assumem que o evento magmático mais jovem é o resultado do último evento orogenético acrescionário da Faixa Paraguai. McGee et al. (2012) afirma que a idade de 518±4 Ma do Granito São Vicente representa a idade mínima para deformação e metamorfismo da porção norte da Faixa Paraguai e consequentemente a idade de acresção final do Supercontinente Gondwana na América do Sul. 12 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. A tabela I.1 apresenta uma síntese de dados encontrados em Hasui & Almeida (1970), Almeida & Mantovani (1975), Ferreira (2009), Godoy et al. (2010), McGee et al. (2012). Contém alguns dos resultados de análises geocronológicas obtidos pelos métodos, K-Ar em biotitas, Rb-Sr em rocha total e U-Pb (SHRIMP) em zircões. Tabela I.1.. Síntese a partir da literatura sobre dados geocronológicos do Granito São Vicente. Granito São Vicente Unidade Método Idade (Ma) Referências K- Ar em biotita 503 Ma Hasui & Almeida (1970) Rb-Sr em rocha total 500 ± 15 Ma Almeida & Mantovani (1975) Rb-Sr em rocha total 483± 8 Ma Almeida & Mantovani (1975) U-Pb 521 ± 8 Ma Ferreira (2009) U-Pb 504± 9 Ma Godoy et al. (2010) U-Pb 518± 4 Ma McGee et al. (2012) 13 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. CAPÍTULO II GEOLOGIA LOCAL E PETROGRAFIA II.1. GEOLOGIA DO GRANITO SÃO VICENTE NA REGIÃO DAS ÁGUAS QUENTES O Granito São Vicente observado na porção do Parque Estadual Águas Quentes ocorre em lajedos, matacões in situ e blocos rolados, sem continuidade lateral. O estudo geológico realizado possibilitou identificar, através de dados de campo e estudos macro e microscópicos, quatro fácies petrográficas, todas indeformadas, identificadas a partir de diferenças de granulação, textura e cor. São denominadas: Fácies Sienogranito grosso, Fácies Aplito Porfirítico, Fácies Microgranito e Fácies Riolito Porfirítico (Fig. II.1). 14 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura II.1. Mapa faciológico da área de estudo. II.1.1 Fácies Sienogranito Grosso Essa fácies é dominante na área de estudo e constituída por sienogranito essencialmente equigranular grosso a, localmente, inequigranular médio a grosso. São rochas leucocráticas, de cor rosa, constituídas essencialmente por feldspato alcalino, quartzo, plagioclásio e biotita, com zircão, apatita e titanita como minerais acessórios (Fig. II.2). Clorita, muscovita, sericita, epidoto, calcita e argilominerais constituem a paragênese de alteração hidrotermal. 15 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura II.2. Aspectos macroscópicos da Fácies Sienogranito grosso do Granito São Vicente: (a) e (b) fotografias das formas de afloramentos em blocos e lajedos; (c) e (d) amostras de sienogranito de granulação média a grossa. Microscopicamente, os feldspatos alcalinos, representados por ortoclásio e microclina, perfazem 46% da rocha e ocorrem como grãos anédricos a subédricos, com tamanhos entre 1,5 e 6 mm. Em geral, mostram exsolução de fase sódica configurando textura pertítica (Fig. II.3a) do tipo stringer e drops. Os processos de alteração observados correspondem a sericitização (Fig. II.3b) e argilização ocorrendo em menor intensidade do que no plagioclásio. O plagioclásio perfaz 18% da rocha, sendo identificado como oligoclásio através do método Michel-Levy (Kerr 1959). Apresenta-se como cristais tabulares euédricos a subédricos, com dimensões entre 0,5 e 5 mm e zonação normal. Exibe geminações do tipo albita e periclina, que por vezes se combinam (albita+periclina, albita+Carlsbad). São comuns intensos processos de alteração, tais como argilização, sericitização e, frequentemente, saussuritização. O quartzo representa 30% da rocha ocorrendo como grãos anédricos com extinção ondulante característica (Fig. II.3c), dimensões de 0,1 a 4,8 mm e também preenchendo fraturas. A biotita é o único mineral máfico essencial e perfaz 6% da rocha. Ocorre em pequenas 16 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. palhetas bem preservadas que variam de 1,0 a 3,0 mm (Fig.II.3d). Os minerais acessórios são representados pela apatita com hábito acicular, cristais de zircão subédricos a euédricos, titanita em grãos anédricos, às vezes, formando coroa como borda de reação de opaco e grãos anédricos de opacos. Figura II.3. Fotomicrografias das fácies Sienogranito Grosso do Granito São Vicente. Polarizadores cruzados. (a) textura pertítica e inclusões de quartzo em feldspato alcalino; (b) plagioclásio parcialmente sericitizado; (c) quartzo com extinção ondulante; (d) palhetas de biotita em contato com cristais de plagioclásio e feldspatos alcalinos. II.1.2.Fácies Aplito Porfirítico A rocha dessa fácies caracteriza-se por uma composição sienogranítica, hololeucocrática de cor rosa claro. Onde se observam as relações de contato, formam diques de espessura centimétrica em contato abrupto com a fácies sienogranito grosso (Fig. II.4a). A textura é preferencialmente equigranular fina a média com fenocristais subédricos de quartzo, feldspato alcalino, e biotita, imersos numa matriz fanerítica fina a muito fina (Fig. II.4b). Algumas vezes, observa-se uma foliação de fluxo próxima aos contatos. 17 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura II.4. Aspectos macroscópicos da Fácies Aplito porfirítico do Granito São Vicente: (a) afloramento evidenciando diques de aplito em contato abrupto com a rocha da Fácies Sienogranito Grosso; (b) fenocristais de quartzo e biotita imersos em uma matriz fanerítica fina. Microscopicamente, as rochas da fácies aplítica são formadas por fenocristais de feldspatos, plagioclásio (Fig.II.5a) e biotita (Fig.II.5b) que se apresentam subédricos a anédricos com dimensões entre 2,5 e 5,5 mm, perfazendo 15% do total da rocha. Estão inseridos numa matriz quartzo feldspática de textura equigranular hipidiomórfica (Fig. II.5c) com grãos em torno 0,5mm. O quartzo representa 60 % da rocha com grãos subédricos e arredondado 0,1 a 1,0mm. Os cristais de plagioclásio compõem 20% da rocha, normalmente estão zonados, possuem macla albita/periclina e carlsbad, e composições compatíveis com oligoclásio (Fig. II.5d). As dimensões variam de 0,3 mm na matriz até 4,8 mm como fenocristais. Os felspatos alcalinos são representados por ortoclásio e microclina, somando 17% da rocha, com tamanho de aproximadamente 0,3 mm na matriz e fenocristais de 5,5 mm, por vezes pertítico. A biotita é o mineral máfico essencial e compõem 3% da rocha. Apatita e zircão são os minerais acessórios e os de alteração são muscovita, epidoto e minerais opacos. 18 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura II.5. Fotomicrografias da Fácies Aplito Porfirítico. Polarizadores cruzados. (a) fenocristal de plagioclásio na matriz quartzo feldspática; (b) fenocristal de biotita na matriz quartzo feldspática; (c) matriz quartzo feldspática com textura equigranular; (d) plagioclásios maclados. II.1.3. Fácies Microgranito Essa fácies ocorre restrita a um afloramento que apresenta um caráter horizontalizado (Fig. II.6a). Consiste de uma rocha de cor roxa, textura microporfirítica com microfenocristais anédricos a subédricos de quartzo (Fig. II.6b) e feldspato alcalino com dimensões entre 0,2 mm e 1,8 mm. 19 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura II.6. Aspectos macroscópicos da Fácies Microgranito do Granito São Vicente: (a) afloramento horizontal do microgranito ; (b) microfenocristais de quartzo imersos em uma matriz muito fina. Estão imersos em uma matriz fanerítica muito fina quartzo feldspática (Fig. II.7a) que corresponde a 50% da rocha com frequente textura micrográfica (Fig. II.7b). Os grãos de quartzo representam 75% da rocha comumente representados pelos microfenocristais, na forma de grãos subédricos de 0,5 a 1,5mm de dimensão. O feldspato alcalino, representado pelo ortoclásio, compõe 20% da rocha. Ocorre na matriz e como fenocristais com hábito subédrico a anédrico, dimensões entre 1,0 e 1,8 mm, alterado para sericita e argilominerais. O plagioclásio encontra-se intensamente alterado evidenciando processos de sericitização, argilização e saussuritização. A muscovita ocorre como mineral de alteração forma de palhetas de 0,2 a 0,6 mm. Figura II.7. Fotomicrografias da Fácies Microgranito. Polarizadores cruzados. (a) textura porfirítica; (b) matriz fanerítica muito fina com textura micrográfica. 20 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. II.1.4.Fácies Riolito Porfirítico Essa fácies ocorre localmente, restrita ao balneário do Parque Estadual Águas Quentes, e consiste de uma rocha de cor rosa a roxa com textura porfirítica (Fig. II.8a) marcada por fenocristais subédricos de feldspato alcalino, quartzo plagioclásio e biotita em uma matriz afanítica a fanerítica muito fina (Fig. II.8b). Figura II.8. Aspectos macroscópicos da Fácies Riolito porfirítico do Granito São Vicente: (a) afloramento em forma de lajedo caracterizando textura porfirítica; (b) fenocristais feldspato alcalino e quartzo imersos em uma matriz afanítica. Microscopicamente, apresenta textura porfirítica (Fig. II.9a) e localmente glomeroporfirítica (Fig. II.9b) com fenocristais de quartzo, feldspato alcalino, plagioclásio que perfazem um total de 40% da rocha. Apresentam-se subédricos a anédricos com evidências de corrosão magmática nas bordas (Fig. 3h) e dimensões entre 1,0 e 6,0 mm, imersos numa matriz fina de composição felsítica. O quartzo ocorre na matriz e como fenocristais arredondados com dimensões de 1,0 a 6,0 mm, por vezes embaiados (Fig. II.9c) e com corrosão de borda (Fig. II.9d). O feldspato alcalino é representado pelo ortoclásio, ocorre com hábito subédrico a anédrico, dimensões entre 1,0 e 5,5 mm, comumente alterado para sericita e argilominerais (Fig. II.9e). O plagioclásio compõem 18% da rocha, é classificado como oligoclásio e ocorre como fenocristais subédricos de hábito tabular de 0,2 a 4,5 mm, geminação albita/periclina, combinadas com Carlsbad, por vezes, formando glômeros. A alteração é proeminente e evidencia processos de sericitização, argilização, saussuritização e epidotização. A biotita é o único mineral máfico essencial ocorrendo sob a forma de pequenas palhetas, parcialmente alterada para clorita (Fig. II.9f). Os minerais acessórios e de alteração são representados por zircão, epidoto, clorita, muscovita, sericita e argilominerais. 21 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura II.9. Fotomicrografias da fácies riolito porfirítico. Polarizadores cruzados. (a) textura porfirítica; (b) textura glomeroporfirítica; (c) embaiamento de quartzo; (d) borda de corrosão no quartzo; (e) relação matriz e fenocristais; (f) matriz quartzo feldspática e alteração da biotita para clorita. 22 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. CAPÍTULO III ARTIGO PARA SUBMISSÃO À REVISTA DE GEOLOGIA USP GEOLOGIA E PETROLOGIA DAS ROCHAS HIPABISSAIS DO GRANITO SÃO VICENTE NA REGIÃO DO PARQUE ESTADUAL ÁGUAS QUENTES, MATO GROSSO. Giulia Guimarães Barbosa Trivelli1,2,3, Ronaldo Pierosan1,2, Amarildo Salina Ruiz1,2,3 1 – Programa de Pós-Graduação em Geociências, Faculdade de Geociências, Universidade Federal de Mato Grosso, Brasil. 2 – Grupo de Pesquisa em Evolução Crustal e Tectônica – Guaporé, Faculdade de Geociências, Universidade Federal de Mato Grosso, Brasil. 3 – Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Geociências da Amazônia – GEOCIAM, Universidade Federal do Pará, Brasil. RESUMO A análise petrogenética das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quente, estado de Mato Grosso, permitiu o reconhecimento e caracterização de fácies distintas para o corpo. Os critérios petrográficos indivualizaram quatro fácies isotrópicas: sienogranito grosso, caracterizado por rochas de textura equigranular a localmente inequigranular leucocráticas; aplito porfirítico composto de rochas de textura inequigranular fina a média com fenocristais, leucocráticas e de composição sienogranítica; microgranito que consiste de uma rocha com textura microporfirítica com microfenocristais imersos numa matriz fanerítica quartzo feldspática muito fina, com frequente textura micrográfica; e a fácies riolito porfirítico que consiste de uma rocha com textura porfirítica e glomeroporfirítica em uma matriz afanítica a fanerítica muito fina característica de intrusões hipabissais. O padrão de distribuição dos elementos terras raras indica um forte fracionamento de ETR leves, com razões LaN/SmN médias de 7,87, anomalia negativa de Eu (Eu/Eu* ~0,38) e enriquecimento de ETR pesados, expressos por razões GdN/YbN menores que a unidade (~0,82). A distribuição dos elementos em diagramas binários e as anomalias negativas em diagramas multielementos indicam atuação de processos de cristalização fracionada de fases minerais como plagioclásio, biotita, apatita e zircão, para as fácies sienogranito e aplito. Análises U-Pb (SHRIMP) em zircão mostram uma idade de 528±4 Ma para o riolito porfirítico, considerada idade de cristalização magmática. Sugere-se então que o magma que originou as rochas plutônicas e vulcânicas do Granito São Vicente na região estudada pode ter se originado de fontes litosféricas previamente afetadas por subducção com contribuição de fontes astenosféricas. Palavras-chave: U-Pb SHRIMP; Faixa Paraguai; Geoquímica 23 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. ABSTRACT The petrogenesis of the hypabissal rocks of the São Vicente Granite on the region of the Águas Quentes State Park, south-central region of Mato Grosso state, allowed the recognition and characterization of distinct facies for the granite main body. The petrographic procedure allowed the recognition of four genetic and petrographical facies: coarse syenogranite consisting of leucocratic, equigranular and locally inequigranular rocks; porphyritic aplite composed of leucocratic fine to medium grained inequigranular rocks of syenogranitic composition; microgranite with microporphyritic texture and microphenocrysts within a very fine grained quartz-feldspatic groundmass and recurrent micrographic texture; and porphyritic rhyolite, confined to the Águas Quentes State Park balneary, consisting of a porphyritic to glomeroporphyritic rock with a very fined to aphanitic groundmass, characteristics of hypabyssal intrusions. This facies association suggests that the study area represent a cupola level of an epizonal intrusion. The distribution pattern of rare earth elements points to a strong fractionation of LREE, with average of LaN/SmN ratios of 7.87, negative Eu anomaly ((Eu/Eu* ~0.38) and enrichment of HREE established by Gd N/YbN ratios lower than the unit (~0.82). The major and trace element distribution on binary diagrams and the negative anomalies on spidergrams indicate fractional crystallization processes of plagioclase, biotite, apatite and zircon, to the syenogranite and aplite facies. U-Pb Shrimp dating yield and age of 528±4 Ma to the porphyritic rhyolite, assumed as the crystallization age. Thereafter, is suggested that the magma source of plutonic and volcanic rocks of São Vicente Granite on the Águas Quentes State Park region could be derived from subduction related lithospheric sources mixed with deeper asthenospheric sources. Keywords: U-Pb SHRIMP; Paraguai Belt; Geochemistry III.1. INTRODUÇÃO O Granito São Vicente consiste de um batólito de aproximadamente 400 km², situa-se na porção centro sul do estado de Mato Grosso e compõe a serra homônima, localizada a aproximadamente 80 km da capital do estado, Cuiabá. Ocorre associado a Faixa Paraguai, um cinturão de dobramentos de idade neoproterozoica, em formato convexo, que se destaca na parte central da América do Sul, bordejando o Cráton Amazônico (Almeida & Hasui 1984). O Parque Estadual Águas Quentes (PEAQ) abrange parte da porção sudeste do batólito. No referido parque foram genericamente descritas rochas porfiríticas de matriz fina, classificadas por McGee et al. (2012) como riolito porfirítico. Olivatti & Marques (1972) foram os primeiros autores a descreverem rochas efusivas nessa região. Além disso, Godoy et al. (2007) reconhecem uma predominância de fácies equigranulares finas a porfiríticas na porção sudeste do batólito. No entanto, são inexistentes estudos faciológicos de detalhe que venham a permitir uma melhor caracterização das fácies hipabissais do Granito São Vicente. Em trabalhos de campo preliminares realizados para este estudo, foram identificados riolitos porfiríticos no PEAQ que despertaram o interesse em investigar a origem dessas rochas e consequentemente avançar nas discussões referentes a um possível evento vulcânico na região. Idades de cristalização U-Pb mostram valores de 521±8 Ma (Ferreira, 2009), 504±9 Ma (Godoy et al., 2010) e 518±4 Ma (McGee et al., 2012) para o Granito São Vicente. Com este intuito, o presente trabalho está concentrado no estudo faciológico das rochas do Granito São Vicente na região do PEAQ, e complementado por estudos litoquímicos e geocronológicos U-Pb Shrimp em zircão, que venham a contribuir para o entendimento da afinidade geoquímica do granito, suas fontes, idade de cristalização e contextualização geotectônica. 24 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. III.2. CONTEXTO GEOTECTÔNICO O Granito São Vicente faz parte da Província Granítica Brasiliana (PGB) de Godoy et al. (2004, 2007) ou da Província Granitoide Matogrossense de Godoy et al. (2010). Esta província é constituída por granitoides sin- a pós-tectônicos intrusivos nas rochas metassedimentares do Grupo Cuiabá, na Faixa Paraguai (Fig.III.1). A PGB distribui-se desde a porção central do estado de Mato Grosso do Sul, centro sul e leste de Mato Grosso (Fig. 1) e são individualizados em granitos: Taboco; Rio Negro; Coxim; Sonora; São Vicente; Lajinha e Araguaiana. Figura III.1. Mapa geológico simplificado da Faixa Paraguai ilustrando a distribuição dos granitoides da Província Granítica Brasiliana (extraído de Godoy et al., 2007). A Faixa Paraguai (FP) consiste de um cinturão de dobramentos de aproximadamente 1200 km de extensão e se destaca, na parte central da Plataforma Sul Americana, por sua orientação preferencial N-S na sua porção sul, infletindo para NE e E na porção norte e leste. É parcialmente encoberta pelos sedimentos da Bacia do Paraná na sua borda leste e bordeja o Cráton Amazônico a oeste (Almeida e Hasui, 1984). Alvarenga et al. (2000) distinguem três unidades litoestratigráficas principais na FP, além dos granitoides pós-orogênicos. A unidade inferior é constituída por camadas 25 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. glaciomarinhas e turbiditos glaciais, incluindo a Formação Puga e os grupos Jacadigo e Boqui, depositados sobre a área cratônica, e o Grupo Cuiabá constituindo o cinturão de dobramentos. A Formação Puga consiste dominantemente de diamictitos (associados com conglomerados, arenitos, siltitos e folhelhos) que transicionam para diamictitos de granulometria mais fina do Grupo Cuiabá. Essas unidades glaciogênicas estão sobrepostas por uma unidade carbonática que marca o fim da influência glacial na bacia. A unidade carbonática é constituída por calcários com fósseis indicativos de idade Vendiana, dolomitos, conglomerados, folhelhos carbonosos, arenitos e pelitos. Na porção sul da FP, estão agrupados nos grupos Corumbá, Murcielago e Itapucumi enquanto na porção norte recebe a denominação de Formação Araras. A unidade superior é denominada de Grupo Alto Paraguai e consiste de sedimentos siliciclásticos como arenitos, folhelhos, siltitos e arcóseos, subdivididos nas formações Raizama e Diamantino. O padrão metamórfico e estrutural da FP indica que a intensidade do metamorfismo aumenta da área cratônica para o interior do cinturão de dobramentos, segundo uma fase principal de deformação, com dobras isoclinais na porção leste e abertas na porção oeste, com vergência para oeste (Alvarenga et al., 2000). Os granitoides da Faixa Paraguai são intrusivos na zona estrutural interna. Godoy et al. (2004, 2007) e Manzano (2009) dividem os granitoides brasilianos da FP em dois grandes eventos denominados de suítes magmáticas sul e norte. A suíte magmática sul é constituída pelos granitoides que afloram no estado de Mato Grosso do Sul, sendo, na parte setentrional os granitos Sonora e Coxim e na parte meridional os granitos Rio Negro e Taboco (Godoy et al. 2005a e 2005b). A suíte magmática norte é composta por intrusões de dimensões batolíticas que afloram no Estado do Mato Grosso e são denominadas de oeste para leste de São Vicente, Lajinha e Araguaiana. O Granito Taboco foi descrito primeiramente por Corrêa et al. (1976) referindo ao corpo de rochas graníticas pós-cinemáticas. As rochas deste corpo afloram em estreita faixa na margem direita do Rio Taboco (MS) e estão alojadas em filitos do Grupo Cuiabá. O Granito Taboco é constituído por monzogranitos de cor rósea avermelhada e cinza-clara, predominando as fácies porfiríticas. Apresentam fenocristais de feldspato potássico imersos em matriz de granulação média, geralmente isotrópicas e apresenta para a zona marginal do corpo uma borda de resfriamento de granulação fina (Godoy et al., 2007 e Manzano, 2009). O Granito Rio Negro, também definido por Corrêa et al. (1976), apresenta estruturas dominantemente isotrópicas, mas localmente verificam-se rochas fortemente cataclásticas. Neste corpo foram identificadas quatro fácies principais representadas por monzogranitos, biotita monzogranitos, granodioritos e quartzo monzonitos de granulação grossa a média e cor variando do esbranquiçado ao cinza-escuro, inequigranulares porfiríticas. O Granito Coxim (Corrêa et al., 1976) também foi descrito por Lacerda Filho et al. (2006) como uma intrusão fissural pós-orogenética. As rochas deste corpo correspondem dominantemente a sieno e monzogranitos leucocráticos de coloração avermelhada, inequigranulares de granulação fina a grossa. Em alguns tipos porfiríticos ocorrem fenocristais de feldspato potássico de até 5,0 mm. Em geral são isotrópicos, mas termos cataclásticos estão também presentes. Localmente, como mega enclaves ocorrem granodioritos, isotrópicos, de cor rósea cinza, textura granular e granulação média (Godoy et al., 2007 e Manzano 2009). O Granito Sonora (Godoy et al., 2005b) é composto por sienogranitos leucocráticos de coloração vermelha, inequigranulares, granulação média a fina, isotrópicos a localmente cataclásticos. No estado de Mato Grosso, o Granito Araguaiana, inicialmente descrito por Barros et al. (1982) e posteriormente por Sousa et al.(1999) e Ruiz et al.(1999), é composto por rochas de cor rósea, granulação média, composição quarzto-feldspática, textura porfirítica, 26 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. localmente rapakivi e por vezes inequigranulares em aplitos e pegmatoides. O Granito Lajinha (Barros et al., 1982) foi descrito por Sousa et al. (1999) como constituido por sieno a monzogranitos, isotrópicos a fracamente deformados, compostos por microclinio, quartzo, plagioclásio com alteração proeminente (saussuritização), biotita, zircão, apatita, titanita e minerais de alteração como epidoto, clorita e sericita. Este apresenta estrutura semicircular, e se diferencia do Granito Araguaiana principalmente pelo caráter isotrópico, ausência de anfibólio e a sua textura variando de inequigranular a discretamente porfirítica. O Granito São Vicente é um batólito intrusivo nas rochas do Grupo Cuiabá que ocupa uma área de aproximadamente 400 km². Foi inicialmente descrito por Almeida (1954) como uma intrusão de caráter tardicinemático, sendo constituído, segundo Godoy et al. (2007), por biotita granitos e muscovita-biotita granitos, sendo possível a individualização inicial de quatro fácies texturais: a fácies equigranular grossa a porfirítica, tendo a sua maior expressão em faixa circunscrita às bordas de contato; a fácies porfirítica de matriz média a equigranular média, ocupando a zona central do corpo; a fácies equigranular fina a porfirítica, distribuída na região sudeste do batólito; e a fácies pegmatítica restrita à zona noroeste do maciço. São rochas isotrópicas, inequigranulares, leucocráticas, de coloração rósea ou localmente cinza, de granulação fina a grossa e/ou porfirítico, rapakivi ou não. Na localidade de Águas Quentes, Olivatti e Marques (1972) descrevem uma intrusão hipoabissal com área próxima à borda ou cúpula, composta por cinco litotipos, adamelitos pórfiros, microadamelitos porfiríticos, adamelitos grosseiros, delenitos (riodacitos). Os granitoides da PGB são quimicamente classificados por Godoy et al. (2007) como granitos cálcio-alcalinos potássicos a alto potássio, peraluminosos a metaluminosos, com assinaturas geoquímicas compatíveis com granitos tipo-I. Estes autores observam uma dominância de rochas menos diferenciadas na parte sul e mais evoluídos na parte norte. Com base nos dados litoquímicos, Godoy et al. (2007) atribuem um caráter compatível com granitos sin-colisionais para a parte sul, com exceção do Granito Rio Negro, de caráter précolisional. Na parte norte os autores reconhecem uma afinidade com granitos sin-colisionais para o Granito Araguaiana e pós-colisional intraplaca para os granitos São Vicente e Lajinha. Dados isotópicos indicam idades K-Ar em biotita de 503 Ma (Hasui & Almeida, 1970) e Rb-Sr em rocha total de 500±15 Ma e 483±8 Ma (Almeida & Mantovani, 1975) para o Granito São Vicente. Idades de cristalização U-Pb em zircão mostram valores de 521±8 Ma (Ferreira, 2009), 504±9 Ma (Godoy et al., 2010) e 518±4 Ma (McGee et al., 2012) para o Granito São Vicente. Os demais granitoides da FP possuem idades de cristalização U-Pb de 540±5 Ma (Granito Taboco), 547±5 Ma (Granito Rio Negro), 540±4 Ma (Granito Coxim), 505±4 Ma (Granito Lajinha), 509±2 Ma (Granito Araguaiana) e 548±6 Ma (Granito Sonora) (Godoy et al., 2010). Com base nos dados isotópicos, Godoy et al. (2010) individualizam dois eventos magmáticos para os granitoides da Província Granitoide Matogrossense, sendo a do sul, mais antiga e a do norte, em torno de 30 Ma mais jovem. Estes autores assumem que os granitoides da porção sul (Mato Grosso do Sul) foram gerados em ambiente sin-colisional de arco continental. Os granitoides da porção norte (Mato Grosso) tem seu posicionamento atribuído a ambiente tardi- a pós-colisional ou de descompressão durante a finalização do processo colisional. Esses autores assumem que o evento magmático mais jovem é o resultado do último evento orogenético acrescionário da Faixa Paraguai. McGee et al. (2012) afirma que a idade de 518±4 Ma do Granito São Vicente representa a idade mínima para deformação e metamorfismo da porção norte da Faixa Paraguai e consequentemente a idade de acresção final do Supercontinente Gondwana na América do Sul. 27 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. A tabela III.1 apresenta uma síntese de dados encontrados em Hasui & Almeida (1970), Almeida & Mantovani (1975), Ferreira (2009), Godoy et al. (2010), McGee et al. (2012). Contém alguns dos resultados de análises geocronológicas obtidos pelos métodos, K-Ar em biotitas, Rb-Sr em rocha total e U-Pb (SHRIMP) em zircões. Tabela III.1.. Síntese a partir da literatura sobre dados geocronológicos do Granito São Vicente. Granito São Vicente Unidade Método Idade (Ma) Referências K- Ar em biotita 503 Ma Hasui & Almeida (1970) Rb-Sr em rocha total 500 ± 15 Ma Almeida & Mantovani (1975) Rb-Sr em rocha total 483± 8 Ma Almeida & Mantovani (1975) U-Pb 521 ± 8 Ma Ferreira (2009) U-Pb 504± 9 Ma Godoy et al. (2010) U-Pb 518± 4 Ma McGee et al. (2012) III.3. MATERIAIS E MÉTODOS A etapa preliminar, que precede as fases de coleta de dados de campo e laboratório, consitiu da revisão bibliográfica, digitalização dos mapas-base na escala (1:50.000), confecção de um banco de dados espacial em ambiente SIG, interpretação de imagens de satélite Landsat e Spot sobrepostas a imagens de dados altimétricos SRTM. Os trabalhos de campo ocorreram em duas etapas para a coleta de amostras. As lâminas delgadas utilizadas para os estudos petrográficos foram confeccionadas no Laboratório de Laminação da Universidade Federal de Mato Grosso e analisadas com o auxilio de microscópio petrográfico convencional e captura das fotomicrografias com câmera digital. As amostras para análises químicas foram preparadas nos laboratório da Faculdade de Geociências da UFMT seguindo uma metodologia convencional de britagem, pulverização e quarteamento. As análises químicas foram realizadas no Laboratório Acme Analytical Laboratories LTD, Vancouver, Canadá. Os elementos maiores foram analisados seguindo metodologias relacionadas a Inductively Coupled Plasma – Emission Spectrometry (ICP-ES) para elementos maiores e Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry (ICP-MS) para elementos traço, incluindo terras raras. As amostras para geocronologia foram cominuidas e os concentrados foram obtidos através do processo de peneiramento e bateamento no Laboratório de Preparação de Amostras do Departamento de Recursos Minerais da UFMT. Os cristais de zircão foram separados manualmente com auxílio de lupa binocular e posteriormente enviados para o Centro de Pesquisas Geocronológicas do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo (CPGeo-IGC/USP) (amostra GT01). As imagens de de Elétrons Secundários (ES) e Catodoluminescência (CL) foram realizadas no Microscópio Eletrônico de Varredura do Laboratório de Geocronologia da USP. As datações foram realizadas, no mesmo laboratório, atráves do método U-Pb SHRIMP. As idades foram calculadas utilizando o programa Isoplot/ EX de Ludwig (2003). 28 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. III.4. GEOLOGIA E PETROGRAFIA Com base em critérios petrográficos e genéticos, foram individualizadas quatro fácies na região do Parque Estadual Águas Quentes: sienogranito grosso; aplito porfirítico; microgranito; e riolito porfirítico (Fig. III.2a). Os afloramentos consistem de lajedos, matacões in situ e blocos rolados, isolados, sem continuidade lateral, o que impossibilita o adequado mapeamento das fácies e, na maior parte dos casos, o estabelecimento de suas relações de contato. Foram descritos 45 afloramentos (Fig. III.2b) de rocha onde foram coletadas 30 amostras representativas para os estudos petrográficos. 29 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura III.2. (a) Mapa geológico do Granito São Vicente com localização da área de estudo (adaptado de Lacerda Filho et al., 2004); (b) Mapa faciológico e de pontos da área de estudo. 30 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Fácies sienogranito grosso Essa fácies é dominante na área de estudo e constituída por sienogranito essencialmente equigranular grosso a, localmente, inequigranular médio a grosso. São rochas leucocráticas, de cor rosa, constituídas essencialmente por feldspato alcalino, quartzo, plagioclásio e biotita, com zircão, apatita e titanita como minerais acessórios. Clorita, muscovita, sericita, epidoto, calcita e argilominerais constituem a paragênese de alteração hidrotermal. Os feldspatos alcalinos, representados por ortoclásio e microclina, perfazem 46% da rocha e ocorrem como grãos anédricos a subédricos, com tamanhos entre 1,5 e 6 mm. Em geral, mostram exsolução de fase sódica configurando textura pertítica (Fig. III.3a) do tipo stringer e drops. Os processos de alteração observados correspondem a sericitização e argilização ocorrendo em menor intensidade do que no plagioclásio. O plagioclásio perfaz 18% da rocha, sendo identificado como oligoclásio através do método Michel-Levy (Kerr 1959). Apresenta-se como cristais tabulares euédricos a subédricos, com dimensões entre 0,5 e 5 mm e zonação normal. Exibe geminações do tipo albita e periclina, que por vezes se combinam (albita+periclina, albita+Carlsbad). São comuns intensos processos de alteração, tais como argilização, sericitização e, frequentemente, saussuritização. O quartzo representa 30% da rocha ocorrendo como grãos anédricos com extinção ondulante característica, dimensões de 0,1 a 4,8 mm e também preenchendo fraturas. A biotita é o único mineral máfico essencial e perfaz 6% da rocha (Fig. III.3b). Ocorre em pequenas palhetas bem preservadas que variam de 1,0 a 3,0 mm. Os minerais acessórios são representados pela apatita com hábito acicular, cristais de zircão subédricos a euédricos, titanita em grãos anédricos, às vezes, formando coroa como borda de reação de opaco e grãos anédricos de opacos. Fácies aplito porfirítico A rocha dessa fácies caracteriza-se por uma composição sienogranítica, hololeucocrática de cor rosa claro. A textura é preferencialmente equigranular fina a média com fenocristais subédricos de quartzo, feldspato alcalino, e biotita, imersos numa matriz fanerítica fina a muito fina. Onde se observam as relações de contato, formam diques de espessura centimétrica em contato abrupto com a fácies sienogranito grosso. Algumas vezes, observa-se uma foliação de fluxo próxima aos contatos. Microscopicamente, as rochas da fácies aplítica são formadas por fenocristais de feldspatos, plagioclásio e biotita que se apresentam subédricos a anédricos (Fig. III.3c) com dimensões entre 2,5 e 5,5 mm, perfazendo 15% do total da rocha. Estão inseridos numa matriz quartzo feldspática de textura equigranular hipidiomórfica (Fig. III.3d) com grãos em torno 0,5mm. O quartzo representa 60 % da rocha com grãos subédricos e arredondado 0,1 a 1,0mm. Os cristais de plagioclásio compõem 20% da rocha, normalmente estão zonados, possuem macla albita/periclina e carlsbad, e composições compatíveis com oligoclásio. As dimensões variam de 0,3 mm na matriz até 4,8 mm como fenocristais. Os felspatos alcalinos são representados por ortoclásio e microclina, somando 17% da rocha, com tamanho de aproximadamente 0,3 mm na matriz e fenocristais de 5,5 mm, por vezes pertítico. A biotita é o mineral máfico essencial e compõem 3% da rocha. Apatita e zircão são os minerais acessórios e os de alteração são muscovita, epidoto e minerais opacos. Fácies microgranito O microgranito consiste de uma rocha de cor roxa, textura microporfirítica com microfenocristais anédricos a subédricos de quartzo e feldspato alcalino com dimensões entre 31 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. 0,2 mm e 1,8 mm. Estão imersos em uma matriz fanerítica muito fina quartzo feldspática (Fig. III.3e) que corresponde a 50% da rocha com frequente textura micrográfica (Fig. III.3f). Os grãos de quartzo representam 75% da rocha comumente representados pelos microfenocristais, na forma de grãos subédricos de 0,5 a 1,5mm de dimensão. O feldspato alcalino, representado pelo ortoclásio, compõe 20% da rocha. Ocorre na matriz e como fenocristais com hábito subédrico a anédrico, dimensões entre 1,0 e 1,8 mm, alterado para sericita e argilominerais. O plagioclásio encontra-se intensamente alterado evidenciando processos de sericitização, argilização e saussuritização. A muscovita ocorre como mineral de alteração forma de palhetas de 0,2 a 0,6 mm. Fácies riolito porfirítico Essa fácies ocorre localmente, restrita ao balneário do Parque Estadual Águas Quentes, e consiste de uma rocha de cor rosa a roxa com textura porfirítica marcada por fenocristais subédricos de feldspato alcalino, quartzo plagioclásio e biotita em uma matriz afanítica a fanerítica muito fina. Microscopicamente, apresenta textura porfirítica e localmente glomeroporfirítica (Fig. III.3g) com fenocristais de quartzo, feldspato alcalino, plagioclásio que perfazem um total de 40% da rocha. Apresentam-se subédricos a anédricos com evidências de corrosão magmática nas bordas (Fig. III.3h) e dimensões entre 1,0 e 6,0 mm, imersos numa matriz fina de composição felsítica. O quartzo ocorre na matriz e como fenocristais arredondados com dimensões de 1,0 a 6,0 mm, por vezes embaiados e com corrosão de borda. O feldspato alcalino é representado pelo ortoclásio, ocorre com hábito subédrico a anédrico, dimensões entre 1,0 e 5,5 mm, comumente alterado para sericita e argilominerais. O plagioclásio compõem 18% da rocha, é classificado como oligoclásio e ocorre como fenocristais subédricos de hábito tabular de 0,2 a 4,5 mm, geminação albita/periclina, combinadas com Carlsbad, por vezes, formando glômeros. A alteração é proeminente e evidencia processos de sericitização, argilização, saussuritização e epidotização. A biotita é o único mineral máfico essencial ocorrendo sob a forma de pequenas palhetas, parcialmente alterada para clorita. Os minerais acessórios e de alteração são representados por zircão, epidoto, clorita, muscovita, sericita e argilominerais. 32 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura III.3. Fotomicrografias das fácies do Granito São Vicente. Polarizadores cruzados. (a) textura pertítica e inclusões de quartzo em feldspato alcalino, fácies sienogranito grosso; (b) palhetas de biotita em contato com cristais de plagioclásio e feldspato alcalino, fácies sienogranito grosso; (c) e (d) fenocristais de plagioclásio e biotita, respectivamente, na matriz quartzo feldspática, fácies aplito porfirítico; (e) textura porfirítica, fácies microgranito; (f) matriz fanerítica muito fina com textura micrográfica, fácies microgranito; (g) textura porfirítica, fácies riolito porfirítico; (h) matriz quartzo feldspática, corrosão de borda e alteração da biotita para clorita, fácies riolito porfirítico. 33 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. III.5. LITOQUÍMICA Os dados litoquímicos obtidos neste trabalho (Tab. III.2) atestam a composição ácida compatíveis com granitos alta sílica, para todos os litotipos estudados no Granito São Vicente na região do Parque Estadual das Águas Quentes. Os teores de SiO 2 de cinco amostras da fácies sienogranito variam de 74,42 a 76,59%, enquanto que as quatro amostras da fácies aplito variam de 76,01 a 77,10% e a amostra de microgranito possui teor de 78,14%. As três amostras da fácies riolito possuem valores de SiO2 entre 73,47 e 78,67%. As amostras GT01, GT04 e GT05 apresentam elevadas taxas de P.F, portanto, foram retiradas dos diagramas: Na2O+ K2O-CaO vs SiO2 de Frost et al. (2001); K2O vs SiO2 de Peccerillo & Taylor (1976); aluminassaturação de Maniar & Piccoli (1989) e Hf- Rb/30- Ta* 3 de Harris et al.(1986); considerações petrológicas sobre essas amostras devem ser tomadas com cautela. Os teores de Na2O e K2O das amostras GT01 e GT05 estão bastante abaixo da média das demais amostras, assim como o teor de Na2O da GT04. Possivelmente, esses elementos foram remobilizados por processos de alteração hidrotermal e/ou intempérica, conforme sugerido pelos valores de perda ao fogo. Para os demais elementos dessas amostras, não se observou desvios do padrão geral das demais. Em diagramas binários do tipo Harker, utilizando SiO2 com índice de diferenciação, observam-se correlações negativas de Al2O3, TiO2, Fe2O3t, MgO, CaO, P2O5, Ba, Sr, Zr e La. para as amostras das fácies sienogranito e aplito. Para essas mesmas amostras, Na 2O, K2O e Rb delineiam uma correlação positiva. As amostras de riolito e do microgranito tendem a apresentar uma dispersão em relação a este trend em todos os diagramas, exceto Al2O3 e Sr. Nb e Th apresentam padrão disperso para as amostras de todas as fácies (Fig. III.4 e III.5). 34 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Tabela III.2. Dados litoquímicos das diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual das Águas Quentes. Elementos maiores expressos em % peso e elementos traços em ppm. Amostra GT08 GT18 Fácies GT22 GT27 GT36 GT06 Sienogranito GT07 GT15 GT25 Aplito GT05 GT01 Mcrgr GT02 GT04 Riolito SiO2 76,20 75,99 75,27 74,42 76,59 76,47 77,10 76,01 76,02 78,14 78,67 73,47 77,26 Al2O3 12,48 12,87 12,73 13,21 12,52 12,82 12,55 12,52 12,73 12,40 12,25 13,95 12,36 Fe2O3t 1,00 0,91 1,43 1,41 0,92 0,75 0,72 1,20 0,90 2,71 2,27 1,64 1,06 MnO 0,03 0,02 0,04 0,04 0,03 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 <0,01 0,06 <0,01 MgO 0,12 0,15 0,38 0,39 0,15 0,05 0,10 0,22 0,15 0,13 0,15 0,37 0,09 CaO 0,40 0,68 0,86 1,03 0,63 0,45 0,54 0,41 0,56 0,04 0,07 0,27 0,04 Na2O 2,91 3,20 3,09 3,32 3,40 3,55 3,38 2,92 3,16 <0,01 <0,01 3,21 0,18 K2O 5,52 5,26 4,97 4,77 4,73 4,83 4,96 5,38 5,36 0,72 1,54 5,44 5,61 TiO2 0,16 0,13 0,24 0,23 0,14 0,10 0,11 0,20 0,14 0,44 0,24 0,24 0,20 P2O5 0,03 0,02 0,06 0,07 0,03 <0.01 0,03 0,03 0,02 0,03 0,09 0,06 0,02 P.F. 0,9 0,6 0,7 0,9 0,7 0,8 0,3 0,9 0,7 5,2 4,6 1,1 3,0 99,77 99,81 99,76 99,77 99,83 99,83 99,81 99,82 99,80 99,80 99,89 99,78 99,82 Ba 279 160 471 374 58 42 32 59 50 53 89 573 277 Be 4 6 1 4 5 7 4 7 2 6 5 5 4 Co 163,8 142,2 143,2 130,9 142,5 142,4 159,6 130,5 162,5 75,3 51,5 99,1 100,1 Cs 2,6 2,3 2,0 3,2 11,0 2,2 5,4 2,9 5,2 1,6 2,5 3,0 2,9 Ga 14,2 14,2 13,7 15,1 14,8 16,9 17,3 16,1 14,7 19,3 14,3 14,3 14,8 Hf 3,6 3,4 4,0 4,3 3,8 4,1 4,1 5,3 4,2 6,5 3,2 3,7 3,7 Nb 30,0 52,3 28,4 35,5 41,6 72,8 43,9 49,7 42,6 74,0 27,7 28,3 40,4 Rb 269,5 238,0 199,7 209,5 296,2 321,4 316,3 243,3 222,3 92,3 117,1 240,9 302,0 Sr 75,5 77,0 168,9 175,2 38,0 18,8 25,6 45,2 39,8 11,4 29,3 198,3 51,9 Ta 2,5 4,0 2,4 2,6 3,3 6,2 3,8 3,8 3,8 6,1 2,2 2,2 3,4 Th 31,5 36,5 27,8 32,9 39,2 33,4 36,0 64,6 42,8 98,9 38,0 32,5 37,5 U 8,2 23,9 9,7 10,3 16,9 14,0 21,3 14,9 14,1 7,8 4,6 8,6 5,5 Zr 90,5 82,4 121,7 129,2 87,0 73,4 78,5 138,9 99,5 151,1 107,6 124,8 104,3 Y 13,9 19,3 19,5 22,4 16,3 41,6 24,4 18,3 19,6 65,6 25,4 17,3 21,0 Pb 11,5 6,1 5,7 6,7 7,1 9,9 7,2 7,8 7,9 18,7 9,9 46,9 8,3 La 35,7 32,4 48,5 58,3 35,7 27,3 34,9 47,1 35,8 138,9 58,4 39,3 58,2 Soma 35 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Amostra GT08 GT18 Fácies GT22 GT27 GT36 GT06 Sienogranito GT07 GT15 GT25 Aplito GT05 GT01 Mcrgr GT02 GT04 Riolito Ce 84,3 53,8 86,8 99,5 57,0 48,7 53,0 78,8 70,6 251,2 95,2 75,1 101,7 Pr 5,67 4,96 8,52 10,36 5,77 5,31 5,70 7,99 6,24 23,39 9,94 7,57 10,83 Nd 17,2 14,6 26,4 32,1 17,0 14,7 16,4 23,7 18,8 68,7 31,3 24,4 32,8 Sm 2,57 2,30 4,36 4,67 2,52 3,48 2,77 3,30 2,76 9,29 4,77 3,73 5,04 Eu 0,35 0,35 0,67 0,58 0,20 0,15 0,31 0,26 0,24 0,56 0,65 0,60 0,71 Gd 1,83 2,26 3,29 4,06 1,99 3,42 2,58 2,57 2,35 7,39 3,94 3,29 4,04 Tb 0,32 0,38 0,55 0,60 0,31 0,72 0,45 0,41 0,38 1,30 0,65 0,51 0,64 Dy 1,84 2,64 2,94 3,39 1,97 5,16 3,05 2,50 2,58 8,36 3,61 3,04 3,57 Ho 0,43 0,62 0,63 0,72 0,43 1,17 0,67 0,58 0,55 1,78 0,77 0,59 0,79 Er 1,38 2,09 2,01 2,29 1,58 4,27 2,67 1,90 2,01 6,26 2,23 1,84 2,42 Tm 0,30 0,39 0,33 0,40 0,30 0,80 0,55 0,37 0,39 1,10 0,39 0,31 0,39 Yb 2,12 3,13 2,42 2,80 2,40 6,17 4,19 3,01 3,08 8,41 2,89 2,11 3,00 Lu 0,39 0,58 0,40 0,46 0,43 1,05 0,73 0,57 0,54 1,33 0,44 0,36 0,46 36 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura III.4. Diagramas binários do tipo Harker de elementos maiores para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. 37 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura III.5. Diagramas binários do tipo Harker de elementos traços paras as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4. 38 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. As amostras da fácies sienogranito são classificadas, segundo o diagrama R1xR2 de La Roche et al. (1980), como granitos e feldspato alcalino granitos, enquanto as amostras da fácies aplito são classificadas preferencialmente como feldspato alcalino granito. Uma amostra de riolito também é classificada como feldspato alcalino riolito (Fig. III.6). Figura III.6. Diagrama classificatório R1 vs R2 de La Roche et al. (1980) paras as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4. O caráter cálcio-alcalino das fácies sienogranito e aplito é evidenciado pelo diagrama Na2O+K2O-CaO vs SiO2 de Frost et al. (2001). A amostra da fácies riolito se desviam desse trend devido ao baixo teor de Na2O da amostra GT01 e do elevado conteúdo relativo de CaO da amostra GT02 (Tab. III.1, Fig. III.7a). No diagrama FeOt/(FeOt+MgO) vs SiO2 as amostras de todas as fácies formam um trend partindo do campo dos granitoides magnesianos e avançando para o campo dos granitoides ferrosos, com o aumento da diferenciação das rochas (Fig. III.7b). Este trend é comumente observado em séries cálcio-alcalinas fortemente diferenciadas (Frost et al.,2001). 39 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura III.7. Diagramas classificatórios de Frost et al. (2001) paras as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4. A afinidade cálcio-alcalina também é atestada pelo diagrama K2O vs SiO2 (Fig. III.8a), indicando relação com magmas alto potássio. O caráter fracamente peraluminoso é evidenciado no diagrama de aluminassaturação de Maniar & Piccoli (1989); (Fig. III.8b). Figura III.8. (a) diagrama K2O versus SiO2 de Peccerillo & Taylor (1976) e (b) diagrama de Maniar & Piccoli (1989) com os índices de peraluminosidade de Shand (1943) para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4. Em diagramas discriminantes de ambientes tectônicos, baseados no comportamento de Rb e (Y+Nb) proposto Pearce et al. (1984), as amostras das diferentes fácies plotam no campo coincidente entre granitos pós-colisionais, granitos de arco vulcânico e granitos sincolisionais (Fig. III.9a). A relação com ambiente pós-colisional também é sugerdia pelo diagrama Hf vs Rb/30 vs 3*Ta de Harris et al. (1986) (Fig. III.9b). 40 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura III.9. Diagramas (a) Rb versus Y+Nb de Pearce et al. (1984) e (b) Hf - Rb/30 - Ta*3 de Harris et al. (1986). para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4. Os conteúdos de Zr, Nb, Ce, Y e Ga/Al, quando plotados nos diagramas classificatórios de granitos de Whalen et al. (1987), são compatíveis com granitos do tipo-I. Nestes diagramas, a razão FeOt/MgO indica que a maioria das amostras são compatíveis com granitos fracionados (Fig. III.10a). O conteúdo de Zr corrabora a classificação de granitos tipo-I (Fig. III.10b), no entanto, o elevado conteúdo de Nb sugere afinidade com granitos do tipo-A (Fig. III.10c). Figura. III.10. Diagramas classificatórios de granitos de Whalen et al. (1987) para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. (a) FeOt/MgO vs Zr+Nb+Ce+Y; (b) Zr vs Ga/Al; e (c) Nb vs Ga/Al. Símbolos como na figura III.4. Em diagramas multielementos, as amostras de todas as fácies apresentam um padrão compatível entre si. Este padrão mostra um decréscimo dos elementos de maior incompatibilidade, associado a anomalias negativas de Ba, P, Sr e Ti (Fig. III.11a). O padrão de distribuição dos elementos terras raras (Fig. III.11b) indica um forte fracionamento de ETR leves, com razões LaN/SmN médias de 7,87, anomalia negativa de Eu (Eu/Eu* ~0,38) e enriquecimento de ETR pesados, expressos por razões GdN/YbN menores que a unidade (~0,82). 41 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Figura III.11. Diagramas multielementos para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. (a) normalizados segundo o condrito de Thompson (1982) e (b) condrito de Boynton (1984). Símbolos como na figura III.4. III.6. GEOCRONOLOGIA U-Pb SHRIMP Para a determinação da idade de cristalização, foi selecionada uma amostra da fácies riolito porfirítico (GT01) e o método utilizado foi U-Pb SHRIMP em zircão. A metodologia 42 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. de separação foi executada a partir de métodos convencionais como trituração, moagem e peneiração, separação das frações não magnéticas utilizando-se do aparelho separador magnético Frantz, catação manual de aproximadamente 100 cristais utilizando-se lupa binocular. No Laboratório de Microscopia Eletrônica de Varredura do Centro de Pesquisas Geocronológicas da Universidade de São Paulo, foram obtidas as imagens de Elétrons Secundários (ES) e Catodoluminescência (CL) de 57 cristais de zircão, dos quais 12 foram analisados (Fig. III.12). Os pontos analíticos foram obtidos preferencialmente nas regiões claras nas imagens CL, com zonação regular, evitando possíveis fraturas e locais com irregularidades. Figura III.12. Imagens de catadoluminescência dos cristais de zircão do riolito porfirítico (amostra GT01) com as posições de análise. Idades 206Pb/ 238 U. Os cristais de zircão da amostra GT01 são transparentes a opacos de cor bege a rosa claro, por vezes fraturados e quebrados e com zonação. Observam-se grãos arredondados, alongados e prismáticos. As dimensões variam de 100 a 300 µm. Os teores de urânio variam de 241 a 1168 ppm. Os cálculos de idades foram realizados com o programa Isoplot/EX (Ludwing, 2003) e os resultados são apresentados com desvio padrão de 2σ. Um dos grãos analisados demonstra discrepância com relação as demais idades, e pode ser interpretado como zircão herdado. A tabela III. 2 apresenta os resultados isotópicos para a amostra datada. 43 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Tabela III. 2. Dados de isótopos de U-Th-Pb em zircão do riolito porfirítico (amostra GT01). Spot U Th ²³²Th/ 238 (ppm) (ppm) U 206 206 Pb com (%) 206 Pb/ 238 U % Pb/ U Idade (Ma) 238 207 1s err Pb/ Pb Idade (Ma) 206 1s err Disc. (%) Total 238 U 206 / Pb % err Total Pb 206 / Pb % err 207 GT 1.1 554 727 1,36 1,33 0,08 1,4 482,6 6,4 503 85 4 12,69 1,4 0,0681 1,0 GT 2.1 323 79 0,25 0,00 0,20 1,4 1182,7 14,7 1199 15 1 4,97 1,4 0,0801 0,7 GT 3.1 270 206 0,79 0,63 0,08 1,4 481,0 6,5 484 72 1 12,82 1,4 0,0619 1,1 GT 4.1 460 294 0,66 0,19 0,09 1,3 528,0 6,8 521 30 -1 11,69 1,3 0,0593 0,9 GT 5.1 436 315 0,75 0,90 0,09 1,4 531,5 6,9 537 60 1 11,53 1,4 0,0655 0,9 GT 6.1 241 133 0,57 8,38 0,11 1,7 589,8 10,3 508 495 -14 9,52 1,7 0,1261 4,3 GT 7.1 280 255 0,94 3,23 0,09 2,0 535,1 11,1 799 357 49 11,16 2,0 0,0918 9,5 GT 8.1 817 695 0,88 0,99 0,09 1,3 524,1 6,7 567 57 8 11,68 1,3 0,067 0,7 GT 9.1 787 449 0,59 15,06 0,09 1,3 483,7 8,2 491 803 1 10,82 1,3 0,1763 0,8 GT 10.1 698 251 0,37 5,61 0,09 1,3 525,5 7,1 768 233 46 11,08 1,3 0,1101 0,5 GT 11.1 1168 434 0,38 14,55 0,08 1,4 400,3 7,1 683 679 71 13,26 1,4 0,1787 0,8 GT 12.1 934 758 0,84 13,25 0,06 1,3 318,7 5,2 506 677 59 17,05 1,3 0,1633 1,2 44 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. O diagrama concórdia U-Pb da amostra GT01 (Fig. III.13) mostra uma idade de 528±4 Ma para o riolito porfirítico que é considerada como idade de cristalização magmática. GT 01 I dade de Concórdia =527.9 ±4 Ma Probabilidade (da concordância) = 0,86 Spots 4, 5 e 8 Figura III.13.Diagrama concórdia com a idade U-Pb (SHRIMP) do riolito porfirítico (amostra GT01). III.7. DISCUSSÕES E CONCLUSÕES As feições de campo e petrográficas permitiram a individualização de quatro fácies, com base em critérios petrográficos e genéticos: sienogranito grosso; aplito porfirítico; microgranito; e riolito porfirítico. A fácies sienogranito grosso é representada por rochas com características petrográficas similares àquelas observadas em grande parte do batólito do Granito São Vicente, de acordo com as descrições de Godoy et al. (2007) e McGee et al. (2012). As rochas da fácies microgranito possuem feições petrográficas sugestivas de um posicionamento em nível crustal raso (epizona), como por exemplo, a textura micrográfica. A fácies aplito é constituída por rochas originadas por descompressão hidrostática, comumente observadas em cúpulas de intrusões epizonais. Além disso, a ocorrência de expressivos hornfels no entorno do Granito São Vicente também conduz a uma interpretação de uma 45 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. intrusão epizonal, uma vez que nessas condições o contraste de temperatura entre o granito e a encaixante é maior, favorecendo os registros do metamorfismo de contato. A matriz fanerítica muito fina e o elevado conteúdo de fenocristais subédricos das rochas da fácies riolito porfirítico sugerem uma origem relacionada a intrusões hipabissais. Essas intrusões poderiam ter servido de condutos para um provável evento vulcânico contemporâneo e cogenético com o magmatismo do Granito São Vicente. Registros de rochas vulcânicas de superfície (efusivas e/ou piroclásticas) são inexistentes na região. O caráter isotrópico de todas as fácies estudadas do Granito São Vicente no PEAG atesta um regime pós-tectônico às intrusões. Os dados litoquímicos obtidos neste trabalho para os litotipos estudados no Granito São Vicente da região do Parque Estadual das Águas Quentes formam trends que indicam comagmaticidade entre todas as fácies. A distribuição dos elementos em diagramas binários e as anomalias negativas em diagramas multielementos sugerem a atuação de processos de cristalização fracionada de fases minerais como plagioclásio, biotita, apatita e zircão, para as fácies sienogranito e aplito. A afinidade cálcio-alcalina de alto-K é sugerida pelos diagramas de Frost et al. (2001), (Fig. 10b) e Peccerillo & Taylor (1976), (Fig. 11a). No entanto, a elevada razão de FeOt/(FeOt+MgO), apesar de poder ser atribuída a magmas magnesianos cálcio-alcalinos altamente diferenciados, é comumente observada em magmas de tendência alcalina. A relação com fontes mantélicas litosféricas ou crustais, comuns em ambiente tectônico pós-colisional, é sugerida pelos diagramas de Pearce et al. (1984) e Harris et al. (1986) (Fig. 12a,b). No entanto, os elevados conteúdos de Nb e Ta, expressos pelo diagrama de Whalen et al. (1987) da figura 13c, e ausência de anomalias negativas desses elementos no diagrama multielementos da figura 14a, sugerem a participação de fontes mantélicas astenosféricas. Além disso, o padrão de ETR com enriquecimento em ETR pesados (Fig. 14b), expressos por razões GdN/YbN menores que a unidade, também são característicos de granitoides com participação de manto astenosférico. Os dados isotópicos de Sm-Nd apresentados por Godoy et al. (2010) apontam valores de ɛNd de -2,86 para o Granito São Vicente, que indicam, conforme afirmado pelos autores, importante participação de fontes crustais. A existência de zircão herdado também aponta para fontes crustais. Com isso, conclui-se que o magma que originou as rochas plutônicas e vulcânicas relacionadas ao Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes pode ter se originado de fontes litosféricas previamente afetadas por subducção, com importante contaminação crustal ou por fontes puramente crustais. Para essas interpretações, associa-se uma importante contribuição de fontes astenosféricas mais profundas. Dessa forma, o Granito São Vicente deve estar representando um magmatismo de ambiente pós-colisional com um expressivo componente extensional gerador de profundas fraturas que promoveram descompressão e fusão de manto astenosférico. Padrões litoquímicos semelhantes tem sido observado em algumas amostras dos granitos Taboco e Araguaiana da Província Granítica Brasiliana, publicados por Godoy et al. (2007). Isto sugere que, além do Granito São Vicente, outros granitos da Província Granítica Brasiliana podem ter se originado a partir de mais de um tipo de fonte magmática e que representem os estágios finais do Ciclo Brasiliano no Mato Grosso e no Mato Grosso do Sul, com algumas feições que indicam a atuação de processos extensionais mais significativos, relacionadas a fraturamentos profundos da crosta em ambiente pós-colisional. A idade de cristalização da fácies riolito (528±4 Ma) se aproxima da idade apresentada por McGee et al. (2012) para o Granito São Vicente (518±4 Ma), considerando o erro estatístico. No entanto, difere da idade de 504±9 Ma apresentada por Godoy et al. (2010) para o mesmo granito. Godoy et al. (2010), com base nas idades dos granitos da Província Granitoide Matogrossense, define dois eventos magmáticos para a geração desses granitos, separados por aproximadamente 40 Ma, sendo a suíte do norte gerada entre 504 e 509 Ma, e a 46 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. do sul entre 540 e 548 Ma. Tanto os dados apresentados neste trabalho quanto aqueles apresentados por McGee et al. (2012) sugerem que a suíte do norte pode ter se originado num intervalo de tempo mais expandido e que o intervalo entre as duas suítes pode ter sido menor. Os estudos petrográficos se mostraram de suma importância para a caracterização faciológica e genética das fácies do Granito São Vicente. Os dados litoquímicos obtidos neste trabalho, quando confrontados com os dados da literatura, sugerem que tanto o Granito São Vicente como outros granitos da Província Granitoide Matogrossense podem ter se originado de fontes heterogêneas com assinaturas litoquímicas distintas, gerando magmas com assinaturas híbridas e transicionais. Estudos petrográficos e litoquímicos de maior detalhe poderão fornecer significativas contribuições para o entendimento da gênese dos granitos da Província Granitoide Matogrossense. III.8. REFERÊNCIAS Almeida, F. F. M de. (1954). Geologia do centro-leste matogrossense. Boletim da Divisão de Geologia e Mineração – DNPM/DGM, v. 150, 1-97. Rio de Janeiro. Almeida, F. F. M de. (1968). Evolução Tectônica do Centro-Oeste brasileiro no Proterozoico Superior. Anais Acad. Bras. Ciências, 40, 285-295. Almeida, F.F.M. de, Hasui, Y. (1984). O Pré-Cambriano do Brasil. São Paulo, Edgard Blücher Ltda, 378. Almeida, F. F. M. de, Mantovani, M. S. M. (1975). 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Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Olivatti, O., Marques, V. J. (1972). Projeto Águas Quentes, CPRM/CODEMAT. Cuiabá, 47. Peccerillo, A., Taylor, S. R. (1976). Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology, 58, 63–81. Pearce, J. A., Harris, N. B. W., Tindle, A. G. (1984). Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petroleum, 25(4), 956-983. Pimentel, M. M., Fuck, R. A., Alvarenga, C. J. S. (1996). Post-Brasiliano (Pan-African) high-K granitic magmatism in central Brazil: the role of late Precambrian–early Palaeozoic extension. Precambrian Research 80, 217–238. Shand, S. J. (1943). Eruptive Rocks. Their Genesis, Composition, Classification, and Their Relation to OreDeposits with a Chapter on Meteorite. 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As rochas da fácies microgranito possuem feições petrográficas sugestivas de um posicionamento em nível crustal raso (epizona), como por exemplo, a textura micrográfica. A fácies aplito é constituída por rochas originadas por descompressão hidrostática, comumente observadas em cúpulas de intrusões epizonais. Além disso, a ocorrência de expressivos hornfels no entorno do Granito São Vicente também conduz a uma interpretação de uma intrusão epizonal, uma vez que nessas condições o contraste de temperatura entre o granito e a encaixante é maior, favorecendo os registros do metamorfismo de contato. A matriz fanerítica muito fina e o elevado conteúdo de fenocristais subédricos das rochas da fácies riolito porfirítico sugerem uma origem relacionada a intrusões hipabissais. Essas intrusões poderiam ter servido de condutos para um provável evento vulcânico contemporâneo e cogenético com o magmatismo do Granito São Vicente. Registros de rochas vulcânicas de superfície (efusivas e/ou piroclásticas) são inexistentes na região. O caráter isotrópico de todas as fácies estudadas do Granito São Vicente no PEAG atesta um regime pós-tectônico às intrusões. Os dados litoquímicos obtidos neste trabalho para os litotipos estudados no Granito São Vicente da região do Parque Estadual das Águas Quentes formam trends que indicam comagmaticidade entre todas as fácies. A distribuição dos elementos em diagramas binários e as anomalias negativas em diagramas multielementos sugerem a atuação de processos de cristalização fracionada de fases minerais como plagioclásio, biotita, apatita e zircão, para as fácies sienogranito e aplito. A afinidade cálcio-alcalina de alto-K é sugerida pelos diagramas de Frost et al. (2001), (Fig. 10b) e Peccerillo & Taylor (1976), (Fig. 11a). No entanto, a elevada razão de FeO t/(FeOt+MgO), apesar de poder ser atribuída a magmas magnesianos cálcio-alcalinos altamente diferenciados, é comumente observada em magmas de tendência alcalina. A relação com fontes mantélicas litosféricas ou crustais, comuns em ambiente tectônico pós-colisional, é sugerida pelos diagramas de Pearce et al. (1984) e Harris et al. (1986) (Fig. 12a,b). No entanto, os elevados conteúdos de Nb e Ta, expressos 50 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. pelo diagrama de Whalen et al. (1987) da figura 13c, e ausência de anomalias negativas desses elementos no diagrama multielementos da figura 14a, sugerem a participação de fontes mantélicas astenosféricas. Além disso, o padrão de ETR com enriquecimento em ETR pesados (Fig. 14b), expressos por razões GdN/YbN menores que a unidade, também são característicos de granitoides com participação de manto astenosférico. Os dados isotópicos de Sm-Nd apresentados por Godoy et al. (2010) apontam valores de ɛNd de -2,86 para o Granito São Vicente, que indicam, conforme afirmado pelos autores, importante participação de fontes crustais. A existência de zircão herdado também aponta para fontes crustais. Com isso, conclui-se que o magma que originou as rochas plutônicas e vulcânicas relacionadas ao Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes pode ter se originado de fontes litosféricas previamente afetadas por subducção, com importante contaminação crustal ou por fontes puramente crustais. Para essas interpretações, associa-se uma importante contribuição de fontes astenosféricas mais profundas. Dessa forma, o Granito São Vicente deve estar representando um magmatismo de ambiente pós-colisional com um expressivo componente extensional gerador de profundas fraturas que promoveram descompressão e fusão de manto astenosférico. Padrões litoquímicos semelhantes tem sido observado em algumas amostras dos granitos Taboco e Araguaiana da Província Granítica Brasiliana, publicados por Godoy et al. (2007). Isto sugere que, além do Granito São Vicente, outros granitos da Província Granítica Brasiliana podem ter se originado a partir de mais de um tipo de fonte magmática e que representem os estágios finais do Ciclo Brasiliano no Mato Grosso e no Mato Grosso do Sul, com algumas feições que indicam a atuação de processos extensionais mais significativos, relacionadas a fraturamentos profundos da crosta em ambiente pós-colisional. A idade de cristalização da fácies riolito (528±4 Ma) se aproxima da idade apresentada por McGee et al. (2012) para o Granito São Vicente (518±4 Ma), considerando o erro estatístico. No entanto, difere da idade de 504±9 Ma apresentada por Godoy et al. (2010) para o mesmo granito. Godoy et al. (2010), com base nas idades dos granitos da Província Granitoide Matogrossense, define dois eventos magmáticos para a geração desses granitos, separados por aproximadamente 40 Ma, sendo a suíte do norte gerada entre 504 e 509 Ma, e a do sul entre 540 e 548 Ma. Tanto os dados apresentados neste trabalho quanto aqueles apresentados por McGee et al. (2012) sugerem que a suíte do norte pode ter se originado num intervalo de tempo mais expandido e que o intervalo entre as duas suítes pode ter sido menor. Os estudos petrográficos se mostraram de suma importância para a caracterização faciológica e genética das fácies do Granito São Vicente. Os dados litoquímicos obtidos neste trabalho, quando confrontados com os dados da literatura, sugerem que tanto o Granito São Vicente como outros granitos da Província Granitoide Matogrossense podem ter se originado de fontes 51 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. heterogêneas com assinaturas litoquímicas distintas, gerando magmas com assinaturas híbridas e transicionais. Estudos petrográficos e litoquímicos de maior detalhe poderão fornecer significativas contribuições para o entendimento da gênese dos granitos da Província Granitoide Matogrossense. 52 Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Referências Almeida F.F.M de. 1954. Geologia do centro-leste matogrossense. 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Pontos GT 01 GT 02 GT 03 GT 04 GT 05 GT 06 GT 07 GT 08 GT 09 GT 10 GT 11 GT 12 GT 13 GT 14 GT15 GT16 GT17 GT18 GT19 GT20 GT21 GT22 GT23 GT24 GT25 GT26 GT27 GT28 GT29 GT30 GT31 GT32 GT33 GT34 GT35 GT36 GT37 GT38 GT39 GT40 GT41 GT42 GT43 GT44 GT45 Coord.X Coord.Y Litologia/Afloramentos 659099 658987 658920 658887 658815 658720 659261 658855 658376 656897 655844 653814 650587 650543 659615 659671 659594 659401 659454 659371 659665 659522 659598 659739 659641 659726 660814 661038 660574 659325 659021 658715 658155 657757 659675 659801 659354 659112 659375 659400 659484 659878 660147 660380 660380 8243134 Riolito/ Lajedos Riolito/ Lajedos 8243282 Riolito/ Lajedos 8243366 Riolito/ Lajedos 8243453 Granito muito fino 8243528 8243553 Diques aplíticos Diques aplíticos 8241190 Granito médio/ Blocos 8240640 Granito médio/ Blocos 8239207 Granito/Granito fino (contato) 8236093 Granito médio/ Blocos 8235120 Granito médio/ Blocos 8236965 Granito médio/ Blocos 8241178 Granito médio/ Blocos 8247865 Granito fino 8241537 Contato granito fino/Médio 8241734 Diques aplíticos 8241453 Granito médio/ Blocos 8241417 Granito fino 8241180 8242527 Granito médio a grosso/ Lajedos Granito médio a grosso/ Lajedos 8242031 Granito médio a grosso/ Lajedos 8241939 Granito fino 8241841 Granito fino 8241680 8241511 Granito médio a grosso/ Lajedos Granito médio a grosso/ Lajedos 8241742 Granito/Granito fino (contato) 8244234 Granito médio a grosso/ Lajedos 8243301 Granito/Granito fino (contato) 8242879 8244308 Granito fino 8244603 Sienogranito/Granito fino (contato) Granito médio/ Blocos 8244879 Granito médio/ Blocos 8245160 Granito médio/ Blocos 8245364 Granito médio/ Blocos 8242258 Granito médio/ Blocos 8242562 Granito fino/Diques 8242580 Granito médio/ Blocos 8242888 Granito fino/Diques 8243109 Granito médio/ Blocos 8243210 Granito médio/ Blocos 824361 Granito médio/ Blocos 8243484 Granito médio/ Blocos 8243431 8243268 Granito médio/ Blocos Granito médio/ Blocos 8243268 57 Fácies Riolito Porfirítico Riolito Porfirítico Riolito Porfirítico Riolito Porfirítico Microgranito Aplito Porfirítico Aplito Porfirítico Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Aplito Porfirítico Aplito Porfirítico Aplito Porfirítico Sienogranito Grosso Aplito Porfirítico Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Aplito Porfirítico Aplito Porfirítico Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Aplito Porfirítico Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Aplito Porfirítico Sienogranito Grosso Aplito Porfirítico Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso Sienogranito Grosso
