UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS CURSO DE GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA MAPEAMENTO E GEOLOGIA ESTRUTURAL DAS ROCHAS DO SETOR OESTE DO FAROL DE ITAPUÃ, SALVADOR, BA: CINTURÃO SALVADOR-ESPLANADA, CRÁTON DO SÃO FRANCISCO EDUARDO LUIZ VIEIRA CARRILHO Salvador-BA 2013 UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS EDUARDO LUIZ VIEIRA CARRILHO MAPEAMENTO E GEOLOGIA ESTRUTURAL DAS ROCHAS DO SETOR OESTE DO FAROL DE ITAPUÃ, SALVADOR, BA: CINTURÃO SALVADOR-ESPLANADA, CRÁTON DO SÃO FRANCISCO Trabalho Final de Graduação elaborado como pré-requisito parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Geologia pelo Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia. Orientadora: Profª. Drª. Simone Cerqueira Pereira Cruz Co-orientadora: Profa. Dra. Jailma Santos de Souza Salvador - BA 2013 2 “...É bom! Passar uma tarde em Itapuã Ao sol que arde em Itapuã Ouvindo o mar de Itapuã Falar de amor em Itapuã...” (Vinicius de Moraes/Toquinho) 3 AGRADECIMENTOS Obrigado meu Deus! Por ter me concedido mais essa vitória. À minha família, pelo apoio e estruturação. Darlane, que me ajudou com o abstract. À minha professora e orientadora Simone, pela paciência e pela ciência. À geóloga Rita de Oliveira, por ter aceitado participar da banca. Aos professores Osmário, Vilton, Ernande, Jerônimo, Amalvina, Ângela, Iracema, Olívia, Jailma, Flávio, Geraldo, Félix, Michael, César, Johildo, Telésforo, Glória, Sérgio, Haroldo Sá e Pedro, pelos ensinamentos teóricos e práticos de campo e de vida. A todos os meus amigos geológicos, em especial, Lila, que me mostrou a Geologia, Ramon, Zé, Gabriel e Anderson Coelho. Aos meus amigos não geológicos Tito, Inácio e Os Cara. Gostaria de ter citado todos, acabei deixando essa parte por último, por isso tive que ser breve. Aos funcionários Carlos Bossal, André, Edgar e Mércia, sem vocês não haveria Instituto de Geociências. À equipe da Cabral Mineração, da CBPM, da CPRM, do NEA e do NGB. À Sarah, “meu coração, não sei por que, bate feliz, quando te vê...”. “Shine on you crazy diamond…” (Waters/Wright/Gilmour) ...on the rock! 4 RESUMO A área de estudo está inserida no Cinturão Salvador-Esplanada, segmento oriental do Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá pertencente à porção setentrional do Cráton do São Francisco. A exiguidade de estudos científicos efetuados nesse cinturão incentivou a busca pelo seu conhecimento geológico. Com isso, foram executados trabalhos de mapeamento geológico e análise estrutural no setor oeste do Farol de Itapuã onde afloram rochas de alto grau metamórfico com objetivo geral de contribuir com o entendimento da geologia do Cinturão Salvador-Esplanada. Como objetivos específicos, tem-se: (i) identificar e classificar os litotipos que ocorrem no lado leste do Farol de Itapuã; (ii) inventariar o arcabouço estrutural da área e as relações estruturais entre as unidades aflorantes; e (iii) propor um modelo geológico evolutivo para a área de trabalho. A partir dos estudos efetivados em campo foram cartografados os seguintes litotipos: (i) paragnaisses migmatíticos metatexíticos e diatexíticos; (ii) ortognaisse (augen milonito); (iii) granodiorito; (iv) granitoides diversos; (v) encraves microgranulares máficos; (vi) diques máficos; e (vii) rochas carbonáticas, terrígenas e sedimentos recentes. Duas fases deformacionais compressivas foram identificadas e denominadas Dn e Dn+1. A fase Dn foi subdividida nos estágios Dn’, Dn” e Dn”’, progressivos. As relações de campo sugerem que a migmatização ocorreu no estágio Dn”’. Essas fases estão relacionadas com a orogênese riaciana-orosiriana que estruturou o Cinturão Salvador-Esplanada, Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá, Cráton do São Francisco. Palavras-chave: Cinturão Salvador-Esplanada; migmatito; zonas de cisalhamento. 5 ABSTRACT The area of this study is located at the Salvador-Esplanada Belt, oriental section of the Itabuna-Salvador-Curaçá Orogen that belongs to the northern portion of São Francisco Craton. As the scientific study done in this belt motivated the seek for geologic knowledge. With that, geological mapping and structural analyses were executed in the west sector of the Itapuã Lighthouse where outcrops high grade metamorphic rocks. The main objective was to contribute with the geological understanding of the Salvador-Esplanada Belt, with the following specific objectives: (i) to indentify and classify the litotypes that occur in the west side of the Itapuã Lighthouse; (ii) to map the structural framework of the area and the structural relationships between the emerging unities; and (iii) to suggest an evolutive geological model to this studied area. Based on the studies done in the field, the following litotypes were mapped: (i) metatexitics and diatexitics migmatitics paragneisses; (ii) ortogneiss (augen mylonite); (iii) granodiorite; (iv) a diversity of granitoids; (v) microgranular mafic encraves; (vi) mafic dykes; and (vii) carbonatics and terrigens rocks and recent sediments. Two deformational and compressive phases were identified and named as: Dn e Dn+1. The Dn phase was subdivided into the progressivelly stages: Dn’, Dn” e Dn”’. The relation in the field suggests that the migmatization occured in the stage Dn”’. These phases are related to the Rhyacian-Orosirian Orogenesis that had structured the Salvador-Esplanada Belt, Itabuna-Salvador-Curaçá Orogen, São Francisco Craton. Keywords: Salvador-Esplanada Belt; migmatites; shear zones. 6 SUMÁRIO AGRADECIMENTOS RESUMO ABSTRACT LISTA DE FIGURAS LISTA FOTOGRAFIAS LISTA DE ANEXOS CAPÍTULO 1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS..................................................................22 1.1. Introdução.........................................................................................................................22 1.2. Localização e acesso.........................................................................................................22 1.3. Contextualização e apresentação do problema.............................................................24 1.4. Objetivos...........................................................................................................................24 1.5. Justificativa.......................................................................................................................24 1.6. Método de trabalho..........................................................................................................25 CAPÍTULO 2 - GEOLOGIA REGIONAL..........................................................................26 2.1. O Cráton do São Francisco.............................................................................................26 2.2. Unidades do Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá.........................................................27 2.3. Colisão paleoproterozóica e desenvolvimento do Orógeno Itabuna-SalvadorCuraçá......................................................................................................................................39 2.4. Geologia da cidade de Salvador......................................................................................42 CAPÍTULO 3 - MIGMATITO E METAMORFISMO DE ALTO GRAU.......................49 3.1. Migmatito: Definição, gênese e classificação.................................................................49 3.2. Metamorfismo de Alto Grau...........................................................................................57 CAPÍTULO 4 - GEOLOGIA LOCAL E ANÁLISE ESTRUTURAL...............................62 4.1. Características macroscópicas das rochas e sedimentos aflorantes............................62 4.1.1. Ortognaisse......................................................................................................................63 4.1.2. Paragnaisses migmatíticos..............................................................................................65 a) Metatexitos............................................................................................................................65 7 b) Diatexitos..............................................................................................................................73 b.1) Diatexitos com granada.........................................................................................73 b.2) Diatexitos sem granada.........................................................................................76 4.1.3. Granodioritos..................................................................................................................82 4.1.4. Encraves Máficos............................................................................................................89 4.1.5. Granitoides......................................................................................................................90 4.1.6. Diques Máficos...............................................................................................................95 4.1.7. Rochas carbonáticas, terrígenas e Sedimentos..............................................................100 a) Rochas Carbonáticas...........................................................................................................100 b) Rochas Terrígenas..............................................................................................................100 c) Sedimentos..........................................................................................................................101 4.2. Geologia Estrutural........................................................................................................102 4.2.1. Unidades geológicas principais e estruturas associadas...............................................102 a) Ortognaisses........................................................................................................................102 b) Paragnaisses Migmatíticos..................................................................................................104 c) Granodioritos......................................................................................................................110 d) Diques máficos e félsicos...................................................................................................111 4.2.2. Fases deformacionais compressionais..........................................................................112 4.3. Discussões........................................................................................................................117 4.3.1. Discussões sobre aspectos relacionados com os litotipos.............................................117 4.3.2. Discussões sobre a Geologia Estrutural........................................................................119 CAPÍTULO 5 - CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES...............................................122 CAPÍTULO 6 – REFERÊNCIAS........................................................................................124 8 LISTA DE FIGURAS Figura 1.1: a) Mapa com os limites do Estado da Bahia; b) Mapa de situação da área de trabalho......................................................................................................................................23 Figura 1.2: Mapa de localização da área de estudo...................................................................23 Figura 2.1: Mapa geológico simplificado do Cráton do São Francisco e suas coberturas paleo/meso e noeproterozóicas representadas pelas sequências Espinhaço/Macaúbas/Bambuí, além das faixas marginais brasilianas e coberturas fanerozóicas. Destaca-se a nova delimitação com a Faixa Araçuaí. A área de estudo encontra-se na região Salvador ressaltada em vermelho..............................................................................................................................27 Figura 2.2: Bloco Gavião, parte norte.......................................................................................29 Figura 2.3: Bloco Gavião, partes oeste, central e sul................................................................30 Figura 2.4: Compartimentação geológica do Bloco Serrinha....................................................................31 Figura 2.5: Compartimentação geológica do Bloco Uauá........................................................33 Figura 2.6: Compartimentação geológica do Bloco Jequié......................................................34 Figura 2.7: Bloco Itabuna-Salvador-Curaçá, parte norte..........................................................35 Figura 2.8: Bloco Itabuna-Salvador-Curaçá, parte sul..............................................................36 Figura 2.9: Compartimentos geológicos do Cinturão Salvador-Esplanada..............................38 Figura 2.10: Posições postuladas para as placas paleoproterozóicas durante a colisão riacianaorosiriana...................................................................................................................................40 9 Figura 2.11: Mapa do zoneamento metamórfico do Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá.........42 Figura 2.12: Modelo digital de terreno onde se encontra a área de estudo. Notar contraste topográfico e controle estrutural. BR–Bacia do Recôncavo, HS–Horst de Salvador e MCA– Margem Costeira Atlântica.......................................................................................................43 Figura 2.13: Mapa geológico simplificado da cidade de Salvador com indicação da área de estudo........................................................................................................................................45 Figura 2.14: Configuração em três dimensões das diferentes fases de deformação dúcteis e dúctil-rúptil das rochas metamórficas do Alto de Salvador......................................................46 Figura 3.1: Partes de um migmatito..........................................................................................50 Figura 3.2: Diferentes tipos de leucossoma. 1) In situ. 2) Na fonte (in source). 3) Em veio ou diques........................................................................................................................................51 Figura 3.3: (a) Inclusões de magma (melt inclusions) com arranjo zonal em granada. (b) Imagem de elétrons retroespalhados de um "nanogranito" (6 µm) trapeado num cristal de granada......................................................................................................................................52 Figura 3.4: Classificação morfológica dos migmatitos segundo Mehnert (1968). (a) Agmatito. (b) Dictionito ou Dictionítico. (c) Migmatito-Schöllen. (d) Flebítico. (e) Estromático. (f) Migmatito surreítico. (g) Migmatito com dobras. (h) Veios ptigmáticos. (i) Estrutura oftálmica ou augen. (j) Estrutura estictolítica. (k) Estrutura schlieren. (l) Estrutura nebulítica...................................................................................................................................53 Figura 3.5: Classificação dos migmatitos.................................................................................54 Figura 3.6: (a) O magma reveste os grãos de plagioclásio e preenche os espaços em formato de cunha (wedge-shaped pockets) entre os grãos de K-feldspato. (b) Os produtos da fusão são precipitados ao longo das bordas dos grãos e fraturas intergranulares nos grãos de K-feldspato em um alto ângulo em relação ao estiramento (stretching lineations). (c) A infiltração do 10 magma e o fluxo reativo (reactive porous flow) resultam numa desintegração progressiva da trama original da rocha.............................................................................................................57 Figura 3.7: Diagrama de fácies metamórfica. A condições de alto grau metamórfico está hachurada em amarelo, e em verde, está demonstrada as condições do metamorfismo de ultraalta temperatura (UHT).............................................................................................................58 Figura 3.8: Ambientes tectônicos variados produzindo rochas metamórficas de alto grau (segundo Newton, 1987). (a) Hot-spot. (b) Subducção-A (intracontinental). (c) Subducção continental global (Underthrusting). (d) Colisão continental ..................................................59 Figura 4.1: Foto aérea da área de estudo...................................................................................62 Figura 4.2: Diagrama de isodensidade polar da foliação Sn” e guirlanda. N = número de medidas. Hemisfério inferior..................................................................................................113 Figura 4.3: Diagrama de isodensidade polar para a lineação de estiramento Lxn”. N = número de medidas. Hemisfério inferior..............................................................................................114 Figura 4.4: Diagrama de planos de zonas de cisalhamento dextrais encontradas nos afloramentos da área de estudo. Hemisfério inferior; N = número de medidas......................115 Figura 4.5: Síntese da evolução estrutural da área de trabalho...............................................116 Figura 4.6: Diferentes tipos de hibridização obtidos por injeção de magma máfico num sistema granítico em diferentes estágios de cristalização do magma félsico. O aumento da cristalinidade e, subsequentemente, da viscosidade do magma félsico reduz progressivamente as interações/trocas entre os magmas coexistentes.................................................................118 Figura 4.7: Principais formas dos diques máficos da orla de Salvador. 1) Tabular. 2) Lenticular e zigue zague/segmentado. 3) Bifurcado com ramos estreitos. 4) Bifurcado com ramos largos. As setas indicam o sentido do fluxo magmático.............................................121 11 Figura 4.8: Orientação das juntas de resfriamento nos diques. 1) Paralela e ortogonal às margens do conduto. 2) Paralelas e ortogonais nas margens e diagonais no centro. 3) Progressivamente curva para dentro. 4) Diagonal. As setas indicam a posição do tensor principal..................................................................................................................................121 12 LISTA DE FOTOGRAFIAS Foto 4.1: Contato entre o ortognaisse e o migmatito diatexítico sem granada. Visada em planta. O martelo indica o norte................................................................................................63 Foto 4.2: Aspecto geral do ortognaisse. Notar a presença de mineral do grupo do epidoto (seta) e a foliação da rocha. Visada em planta. A ponta da bússola indica o norte..................64 Foto 4.3: Encraves máficos em ortognaisse, além da presença de diques graníticos que truncam essas rochas. Visada em seção para NE......................................................................65 Foto 4.4: Contato do metatexito estromático com o granodiorito. Visada em seção para E....66 Foto 4.5: Migmatito metatexítico com estrutura de dilatação. Visada em perfil para NNE.................................................................................................................................66 Foto 4.6: Aspecto macroscópico do metatexito estromático. Notar melanossoma segregado na borda do leucossoma. Visada em planta. A bússola indica o norte..........................................67 Foto 4.7: Metatexito estromático exibindo neossomas dobrados. Visada em planta. O martelo indica o norte.............................................................................................................................67 Foto 4.8: Metatexito estromático com leucossomas paralelos à foliação principal. Visada em planta. Ponta da caneta indica o sul..........................................................................................68 Foto 4.9: Leucogranito com granada associado ao migmatito estromático. Visada em planta. A bússola indica o norte............................................................................................................68 Foto 4.10: Detalhe do leucossoma granítico com granada, que pode ser classificado como do tipo “na fonte (in source)”. Observar bolsão de biotita. Visada em planta..............................69 13 Foto 4.11: Detalhe do leucossoma no migmatito metatexítico estromático com bordas ricas em melanossoma constituído por biotita, granada e minerais félsicos subordinadamente. Visada em planta.......................................................................................................................69 Foto 4.12: Migmatito metatexítico patch com contatos difusos no migmatito estromático, indicado pela seta. Observar leucossoma na forma de estroma na parte superior da foto. Visada em planta. O martelo indica o norte..............................................................................70 Foto 4.13: Dique leucocrático de leucossoma truncando o paleossoma do metatexito com contatos bruscos. Visada em planta. A bússola indica o norte.................................................70 Foto 4.14: Leucossoma em diques leucocráticos truncando o metatexito. Visada em perfil para E........................................................................................................................................71 Foto 4.15: Metatexito estruturado em diques de acordo com a terceira ordem de classificação de Sawyer & Brown (2008). Notar dobras no paleossoma. Visada em planta. A bússola indica o norte.......................................................................................................................................71 Foto 4.16: Domínio quartzítico (limites em amarelo) com biotita encravado no paragnaisse migmatítico próximo ao granodiorito. Visada em perfil para E...............................................72 Foto 4.17: Neossoma com pórfiros de feldspatos em diatexitos. Notar melanossoma. Visada em planta. O martelo indica o norte..........................................................................................73 Foto 4.18: Neossoma com granada em diatexito. Visada em perfil para E..............................74 Foto 4.19: Domínio rico em biotita (melanossoma) no diatexito com granada. Visada em planta para W............................................................................................................................74 Foto 4.20: Melanossoma representado por corpo máfico alongado segundo a foliação principal (Seta amarela) em diatexito com granada. O martelo indica o norte.........................75 14 Foto 4.21: Concentrações de minerais máficos (biotita, anfibólio?) formando estrutura schlieren em migmatito diatexítico. Visada em planta para ESE............................................75 Foto 4.22: Diatexito com granada estruturado em dique. Notar paleossoma do metatexito estromático (apontado pela seta). Visada em planta. O martelo indica o norte........................76 Foto 4.23: Matacão do diatexito sem granada com neossoma composto por leucossoma com mesoestrutura pegmatoidal e por schlieres de biotita marcando o paleossoma. Visada em perfil para NE............................................................................................................................77 Foto 4.24: Neossoma do diatexito sem granada exibindo um leucossoma com pórfiros euédricos a subédricos de feldspato potássico. Notar orientação de fluxo magmático. Observar no canto esquerdo da rocha o aspecto de schlieres de minerais máficos. Visada em perfil para W...............................................................................................................................................77 Foto 4.25: Schlieres de biotita, acima do martelo, em migmatito diatexítico sem granada. Notar presença de porções pegmatoidais, além da orientação dos constituintes em matacão do migmatito. Visada em perfil para SE........................................................................................78 Foto 4.26: Estrutura schöllen em migmatito diatexítico sem granada. Observar no canto direito contato brusco com o augen gnaisse. Visada em planta. O martelo indica o W...........78 Foto 4.27: Migmatito diatexítico sem granada com estrutura schöllen. Visada em planta para SSW..........................................................................................................................................79 Foto 4.28: Estrutura nebulítica, acima da ponta do martelo, no migmatito diatexítico sem granada evidenciando uma alta intensidade de fusão. Observar, no canto inferior direito, margem difusa entre o neossoma granítico porfirítico e o paleossoma, o que sugere fusão parcial in situ de acordo com Sawyer (2008). Encraves máficos ocorrem com frequência. Visada em perfil para SW.........................................................................................................79 15 Foto 4.29: Migmatito diatexítico sem granada com neossoma estruturado em diques. Visada em planta...................................................................................................................................80 Foto 4.30: Agregado de magnetita em leucossoma granítico porfirítico no diatexito sem granada. Visada em planta........................................................................................................80 Foto 4.31: Dique leucocrático com magnetita em diatexito sem granada. Observar zoneamento concentrando o metálico no centro da intrusão. Visada em planta. A ponta da bússola indica o norte................................................................................................................81 Foto 4.32: Aspecto do paleossoma do diatexito sem granada. Biotita gnaisse. Visada em planta. A bússola indica o norte................................................................................................82 Foto 4.33: Diatexito sem granada com estrutura nebulítica. O neossoma ocorre bem distribuído por toda a rocha. Visada em planta. O martelo indica o norte................................82 Foto 4.34: Aspecto macroscópico do granodiorito. Notar isotropia e faturamento circular devido ao intemperismo físico com formação de esfoliação esferoidal. Visada em planta.........................................................................................................................................83 Foto 4.35: Encrave microgranular máfico com forma elipsoidal e alongado segundo a foliação de fluxo magmático em granodiorito. Visada em perfil para SSW..........................................84 Foto 4.36: Dique granítico com anfibólio (pontos pretos) em granodiorito. Observar que o dique está dobrado. Visada em perfil........................................................................................84 Foto 4.37: Encrave de rocha gnáissica em granodiorito. Notar semelhança desse encrave com os migmatitos paraderivados metatexíticos. Visada em planta. O lápis indica o norte............85 Foto 4.38: Encrave félsico em granodiorito. Visada em planta. O martelo indica o norte.......85 Foto 4.39: Associação entre granitoide e granodiorito truncada por zona de cisalhamento. Visada em planta. O martelo indica o norte..............................................................................86 16 Foto 4.40: Dique granítico dobrado em granodiorito. Visada em perfil para NNW. O martelo indica o norte.............................................................................................................................86 Foto 4.41: Dique granítico dobrado truncando o granodiorito. Visada em perfil para E. O martelo indica o norte...............................................................................................................87 Foto 4.42: Diques graníticos segmentados. Visada em planta. O martelo indica o norte.........87 Foto 4.43: Mistura química (mixing) entre um granitoide intrusivo e o granodiorito encaixante. Visada em perfil.....................................................................................................88 Foto 4.44: Mineral do grupo do epidoto no granodiorito. Visada em planta............................88 Foto 4.45: Encraves máficos associados ao granitoide. Visada em planta. O martelo indica o norte..........................................................................................................................................89 Foto 4.46: Encrave máfico associado ao migmatito metatexítico estromático e ao ortognaisse. Notar diques félsicos truncando as rochas. Visada em perfil para SSW..................................90 Foto 4.47: Encraves máficos no ortognaisse. Observar que alguns deles são truncados pelo encaixante, o que sugere que, além da mistura física, houve mistura química. Visada em planta. A bússola indica o norte................................................................................................90 Foto 4.48: Dique félsico granítico pegmatítico truncando o ortognaisse. Visada em planta. A bússola indica o norte................................................................................................................91 Foto 4.49: Dique granítico truncando dique máfico. Observar bifurcação, o que indica que se propagou de ESE para WNW. Notar o crescimento dos grãos de feldspato ortogonal às paredes da encaixante máfica. Visada em planta. A caneta indica o norte...............................91 Foto 4.50: Afloramento do granitoide. Visada em seção para W.............................................92 17 Foto 4.51: Encraves máficos associados ao granitoide. Visada em perfil para E. O martelo indica o norte.............................................................................................................................92 Foto 4.52: Dique granítico com pórfiros de feldspatos alcalinos orientados segundo a foliação magmática (S0). Visada em planta. A bússola indica o norte...................................................93 Foto 4.53: Dique félsico em contato brusco bem marcado com a encaixante ortognáissica. Visada em planta. A bússola indica o norte..............................................................................94 Foto 4.54: Detalhe do nível pegmatoide do ortognaisse com feições sugerindo o “entelhamento” dos grãos durante o fluxo magmático. Visada em planta. A bússola indica o norte..........................................................................................................................................94 Foto 4.55: Concentração de magnetita em dique félsico no migmatito sem granada. Visada em planta e perfil para NW. A bússola indica o norte....................................................................95 Foto 4.56: Dique máfico com geometria tabular e contatos bruscos e retos com o ortognaisse. Observar espessura de aproximadamente 1,2 m. Notar segmentação para a esquerda. Visada em perfil para NW. O martelo indica o norte...........................................................................96 Foto 4.57: Dique máfico tabular de menor espessura. Visa em perfil. O martelo indica o norte..........................................................................................................................................96 Foto 4.58: No primeiro plano observam-se diques de granitos truncando ortognaisse bem como o encrave máfico deformado. No segundo plano tem-se um dique máfico cortando as rochas. Visada panorâmica e o martelo indica o norte.............................................................97 Foto 4.59: Diques félsicos truncando o dique máfico. Observar contato irregular com encaixante gnaissificada. Visada em planta. O martelo indica o norte.....................................97 Foto 4.60: Dique granítico truncando dique máfico. Visada em planta. O martelo indica o norte........................................................................................................................................98 18 Foto 4.61: Xenólito do ortognaisse no dique máfico. Visada em planta. A bússola aponta para o norte.....................................................................................................................................98 Foto 4.62: Bifurcação apresentada por dique máfico mais novo. Visada em seção para SE..99 Foto 4.63: Esfoliação esferoidal visível próximo ao cabo do martelo no dique máfico indeformado. Visada em planta. O martelo indica o norte.....................................................99 Foto 4.64: Aspecto macroscópico das rochas carbonáticas. Visada em planta......................100 Foto 4.65: Vista panorâmica dos ortoconglomerados. Visada em perfil para NE..................101 Foto 4.66: Vista panorâmica com fragmentos de rocha rolados e areias de praia. Visada em perfil para NW........................................................................................................................101 Foto 4.67: Estrutura do tipo augen contornada pela xistosidade, que é marcada, principalmente, por grãos de biotita. Visada em planta..........................................................103 Foto 4.68: Dobras desenvolvidas no ortognaisse (augen-milonito). Visada em planta. A caneta indica o norte...........................................................................................................................104 Foto 4.69: Lineação de estiramento mineral de baixo rake associada ao paragnaisse migmatítico. Visada em planta................................................................................................105 Foto 4.70: Lineação de estiramento mineral de alto rake em paragnaisse migmatítico metatexítico estromático. Visada em perfil para NW.............................................................105 Foto 4.71: Dobras intrafoliais, isoclinais, sem raiz, associadas ao leucossoma do migmatito estromático. Foliação Sn’, em verde, que está paralelizada à foliação Sn”, em vermelho, formando a superfície Sn’//Sn”. Visada em planta. A bússola indica o norte........................106 Foto 4.72: Bandamento e xistosidade dobrados no metatexito estromático. Visada em planta. A bússola indica o norte..........................................................................................................107 19 Foto 4.73: Dobra fechada, harmônica, com chaneira arredondada em metatexito estromático. Visada em planta. O martelo indica o norte...........................................................................107 Foto 4.74: Leucossoma do migmatito estromático dobrado. Visada em planta. A bússola indica o norte...........................................................................................................................108 Foto 4.75: Dobras parasíticas, assimétricas, em “Z” no paragnaisse migmatítico. Visada em planta. A bússola indica o norte..............................................................................................108 Foto 4.76: Figura de interferência em laço, do tipo 3 de Ramsay (1967), em paragnaisse migmatítico. Visada em planta. A bússola indica o norte.......................................................109 Foto 4.77: Zona de cisalhamento dúctil-rúptil com movimento aparente dextral em paragnaisse migmatítico sem granada. Observar que o dique granítico também é afetado pelo deslocamento. Visada em planta. A bússola indica o norte....................................................110 Foto 4.78: Zona de cisalhamento truncando granodiorito. Visada em planta. O martelo indica o norte.....................................................................................................................................111 Foto 4.79: Juntas de resfriamento tranversais próximas ao contato entre o dique máfico e o paragnaisse migmatítico. Visada em planta. O martelo indica o norte...................................111 Foto 4.80: Falha com deslocamento aparente dextral em dique félsico que trunca o dique máfico mais velho. Visada em planta.....................................................................................112 Foto 4.81: Dobras de arrasto em dique máfico. Visada em planta. A bússola indica o norte........................................................................................................................................112 20 LISTA DE ANEXOS Apêndice 1.................................................................................................................................... 21 CAPÍTULO 1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS 1.1. Introdução Na Praia do Farol de Itapuã, região metropolitana de Salvador, afloram rochas de alto grau metamórfico, polideformadas e metamorfisadas que, por vezes, estão migmatizadas. Esses litotipos estão inseridos na porção setentrional do Cráton do São Francisco (ALMEIDA, 1977) onde ocorre o Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá (BARBOSA & SABATÉ, 2003). Esse orógeno compreende dois principais segmentos: um mais a oeste, denominado Cinturão Itabuna-Salvador-Curaçá, e outro mais a leste, denominado Cinturão Salvador-Esplanada. Essa monografia teve como foco o estudo petrográfico e estrutural de um conjunto de afloramentos que ocorrem nessa praia com vistas a colaborar com o modelo de evolução deformacional e tectônica regional dessa porção do Cráton do São Francisco. 1.2. Localização e acesso A área de estudo localiza-se nas proximidades do Farol de Itapuã, na cidade de Salvador, Estado da Bahia (Figura 1.1). Partindo do Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia (IGEO-UFBA), o acesso à área pode ser feito por meio de veículos de duas (bicicleta ou moto) ou quatro rodas (carro ou ônibus) através de via asfaltada (Figura 1.2). 22 Figura 1.1: a) Mapa com os limites do Estado da Bahia; b) Mapa de situação da área de trabalho. Fonte: Mapa de Divisão Político-Administrativa do estado da Bahia, SEI-BA (2000). Figura 1.2: Mapa de localização da área de estudo. Fonte: Google Earth (2013). 23 1.3. Contextualização e apresentação do problema Rochas metamórficas de alto grau se formam em condições de alta pressão e temperatura associadas ao metamorfismo regional. Em especial, as rochas paraderivadas apresentam uma mineralogia particular que muitas vezes é indicativa das condições de pressão e temperatura às quais foram submetidas. A cidade de Salvador, integrante do Cinturão Salvador-Esplanada, possui um rico acervo de rochas granulíticas e estruturas deformacionais que podem servir como um laboratório natural no estudo da evolução geológica da porção setentrional do Cráton do São Francisco e do Cinturão SalvadorEsplanada. Nos afloramentos do Farol de Itapuã ocorrem boas exposições de rochas orto e paraderivadas as quais foram submetidas a fases de deformação progressivas e ao metamorfismo regional, bem como rochas de ígneas indeformadas. Nesse sentido, surgem as seguintes questões: qual a constituição litológica das rochas dos afloramentos do Farol de Itapuã? Qual a relação geológica entre as rochas ígneas e as metamórficas, orto e paraderivadas desses afloramentos? Qual a história evolutiva, deformacional e metamórfica, das rochas cartografadas? Responder a essas perguntas representa dar um passo significativo no entendimento da evolução do Cinturão Salvador-Esplanada. 1.4. Objetivos Este trabalho tem como objetivo principal, contribuir com o entendimento da geologia do Cinturão Salvador-Esplanada. Como objetivos específicos, tem-se: a) identificar e classificar os litotipos que ocorrem no lado leste do Farol de Itapuã; b) inventariar o arcabouço estrutural da área e as relações estruturais entre as unidades aflorantes; c) propor um modelo geológico evolutivo para a área de trabalho. 1.5. Justificativa Apesar de estar inserido no Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá, poucos estudos foram realizados contemplando o Cinturão Salvador-Esplanada. Em sua porção sul, alguns trabalhos científicos já foram realizados com ênfase nas rochas de alto grau da cidade de Salvador, podendo ser citados os trabalhos de Fujimori & Allard (1966), Jesus (1978), Fujimori (1988), 24 Barbosa et al. (2005), Cruz et al. (2005), Souza (2008, 2009), Abrahão Filho (2009), Oliveira (2010), Souza-Souza (2010) e Souza (2013), dentre outros. Esses trabalhos foram de fundamental importância à busca pelo conhecimento dessa porção do Cinturão SalvadorEsplanada. Embora o afloramento do Farol de Itapuã já tenha sido alvo de estudo por Jesus (1978), incertezas ainda persistem sobre a relação e assinatura estrutural entre as unidades cartografadas e sobre as paragêneses minerais associadas com o metamorfismo. Além disso, embora hajam rochas migmatíticas, ainda pouco se sabe sobre esses tipos morfológicos a luz dos novos conceitos publicados por Sawyer (2008) e Sawyer & Brown (2008). Visando contribuir com o entendimento da evolução geológica desse cinturão, foi realizada a análise petrográfica e análise estrutural em rochas paraderivadas, as quais possuem paragêneses índices que podem permitir estimar condições de temperatura e pressão do metamorfismo ocorrente, e ortoderivadas e, dessa forma, proceder a uma pesquisa científica para a área de trabalho. 1.6. Método de trabalho Para efetuar os objetivos propostos, foram realizadas as seguintes atividades: a) Revisão bibliográfica através do levantamento de artigos científicos, monografias de Graduação, Dissertações de Mestrado, Teses de Doutorado e livros didáticos que abordem temas relacionados à área de estudo. b) Trabalhos de campo visando o mapeamento geológico na escala 1:1000 e coleta de amostras. Esses trabalhos totalizaram 20 dias efetivos. c) Levantamento do arcabouço estrutural através da metodologia clássica da análise estrutural com posicionamento espacial das estruturas identificadas. Os dados obtidos foram organizados em tabelas do Excell e tratados através do programa Stereonet (DUYSTER, 2000). d) Estudos petrográficos em 31 seções delgadas visando a identificação dos litotipos existentes na área de estudo e a determinação das paragêneses minerais associadas com o metamorfismo. e) Organização dos dados e elaboração da versão final da Monografia. 25 CAPÍTULO 2 - GEOLOGIA REGIONAL 2.1. O Cráton do São Francisco A área de trabalho integra a porção setentrional do Cráton do São Francisco, definido por Almeida (1977), cujo substrato mais velho que 1,8 Ga foi consolidado no período Orosiriano (2050-1800 Ma). Essa unidade tectônica aflora em quase todo o Estado da Bahia e se prolonga até os estados de Minas Gerais, Sergipe, Pernambuco e Goiás. Seus limites são marcados pelas faixas de dobramentos e cavalgamentos Sergipana, a nordeste, Riacho do Pontal, a norte, Rio Preto, a noroeste, Brasília, a oeste, e Araçuaí, a sudeste (ALMEIDA, 1977). Como unidades de cobertura têm-se as rochas metassedimentares paleo/meso e neoproterozóicas dos supergrupos Espinhaço e São Francisco, respectivamente (ALKMIM et al., 1993). Além disso, ocorrem rochas sedimentares e sedimentos do Fanerozóico (Figura 2.1). Recentemente, Cruz & Alkmim (2006) sugeriram que a região a sul da latitude 13°S, e que compreende parte do Bloco Gavião, na zona de interferência entre o Aulacógeno do Paramirim (sensu PEDROSA-SOARES, 2001) e a Faixa Araçuaí, seja descratonizada, tendo em vista a existência de deformações endodérmicas envolvendo o substrato desse aulacógeno. Na sua porção setentrional, o Cráton do São Francisco foi dividido nos blocos Gavião, Serrinha, Jequié, Itabuna-Salvador-Curaçá por Barbosa & Sabaté (2002, 2003, 2004), que na realidade correspondem a placas tectônicas. Recentemente, baseado nas pesquisas de Oliveira et al. (2002, 2004a, b, 2010) foi proposta a existência do Bloco Uauá, cuja área de exposição anteriormente estava inserida no contexto do Bloco Serrinha por Barbosa & Sabaté op. cit.. Durante o Paleoproterozóico, a colisão desses blocos estruturou o Orógeno Itabuna-SalvadorCuraçá compartimentado nos cinturões granulíticos Itabuna-Salvador-Curaçá e SalvadorEsplanada. 26 Figura 2.1: Mapa geológico simplificado do Cráton do São Francisco e suas coberturas paleo/meso e noeproterozóicas representadas pelas sequências Espinhaço/Macaúbas/Bambuí, além das faixas marginais brasilianas e coberturas fanerozóicas. Destaca-se a nova delimitação com a Faixa Araçuaí. A área de estudo encontra-se na região Salvador ressaltada em vermelho. Fonte: Modificado de Alkmim (2004). 2.2. Unidades do Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá O Bloco Gavião é representado por litotipos arqueanos do tipo tonalito/trondhjemito/granodiorito-TTG que estão intercalados com anfibolitos e apresentam estrutura gnáissica bem marcante (Figuras 2.2 e 2.3). Sequências metavulcano-sedimentares e do tipo Greenstone Belts ocorrem distribuídas nesse bloco. De acordo com Bastos Leal (1998), Barbosa & Sabaté (2003) e Barbosa et al. (2012), três grupos geocronológicos de TTG’s foram individualizados pelo método U-Pb. Essas rochas encontram-se gnaissificadas e migmatizadas e, nesse contexto, feições do tipo 27 nebulítica, schlieren, estromática, dentre outras, são presentes (Bastos Leal 1998). O primeiro grupo foi datado de 3,4 a 3,2 Ga, sendo interpretado por Martin et al. (1991), através de modelagens geoquímicas, como produto de fusão de basaltos toleiíticos deixando anfibolitos ricos em granada ou eclogitos como resíduos. Com base em análises isotópicas U-Pb (SHRIMP, Laser Ablation e evaporação), e idades modelo Sm-Nd, em zircão, os litotipos deste bloco foram qualificados como os mais antigos da América do Sul, com idades de até 3,4 e 3,6 Ga (SANTOS PINTO et al., 1998; BARBOSA et al. 2012). O segundo grupo, de origem similar ao grupo anterior, mas com contaminação crustal, apresentou idades entre 3,2 a 3,1 Ga. O terceiro grupo, de composição granítica-granodiorítica, foi datado de 2,8-2,7 Ga e interpretado como produto da fusão parcial de crosta continental mais antiga, TTG, por Santos-Pinto (1996). Além dos TTG’s, no Bloco Gavião ainda podem ser identificadas sequências do tipo Greenstone Belts e similares, tais como Contendas-Mirante, Umburanas, Guajeru, Mundo Novo, Lagoa do Alegre, Salitre-Sobradinho, Barreiro-Colomi, Tiquara, Brumado, IbitiraUbiraçaba, Riacho de Santana, Boquira, Caetité-Licínio de Almeida, Urandi e Ibiajara que, de acordo com Mascarenhas & Silva (1994), Marinho (1991), Cunha et al. (1996) e Bastos Leal (1998), se formaram em bacias intracratônicas com produção inicial de rochas vulcânicas continentais com idades em torno de 3,3 Ga. Ainda integram esse conjunto granitoides arqueanos a neoproterozóicos que foram individualizados por Barbosa et al. (2012) a partir de uma integração de dados. Aqui, enfatizar-se-ão os de idade riaciana a orosiriana. Esses se encontram principalmente no Lineamento Contendas-Mirante/Jacobina e são representados pelos granitoides Campo Formoso, Carnaíba, Cachoeira Grande, Flamengo, Jaguarari, Serra do Meio, todos da parte norte do Bloco Gavião. Nas porções central, sul e oeste, estão localizados os granitoides Aracatu, Mariana, Serra da Franga, Umburanas, Rio do Paulo, Caculé, Iguatemi, Espírito Santo, Gameleira, Anagé-Pau de Colher, Riacho das Pedras, Caetano e Aliança, Lagoa Grande e Lagoinha, Guanambi-Urandi, Cara Suja, Ceraíma, Estreito, Jussiape, Ibitiara, Boquira, Veredinha e Lagoa Real. O Bloco Serrinha (Figura 2.4) foi dividido por Oliveira et al. (2010) no Complexo Santa Luz e no Cinturão Caldeirão, além de corpos de granitoides riacianos e orosirianos. No Complexo Santa Luz, substrato do Greenstone Belt Serrinha/Rio Itapicuru (MASCARENHAS, 1976; KISHIDA, 1979), afloram orto/paragnaisses e migmatitos com anfibolitos subordinados, no geral na fácies anfibolito. Na porção sul do Complexo Santa Luz 28 ocorre o Peridotito Cromitífero de Santa Luz, onde são feitas atividades explotatórias de cromo (BARBOSA et al. 2012). De acordo com Oliveira et al. (2010), análises geoquímicas dos elementos maiores e do grupo da platina (EGP) para os cromititos maciços sugeriram assinatura ofiolítica para essas rochas. Por sua vez, no Cinturão Caldeirão (OLIVEIRA et al., 2010) afloram rochas paraderivadas, quartzíticas e anfibolíticas que foram gnaissificadas. Zircões encontrados nos quartzitos foram datados pelo método U-Pb (SHRIMP) por Oliveira et al. (2002) e Mello et al. (2006) e apresentaram idades de cristalização entre 3.204 e 3.051 Ma e de metamorfismo em 2.076±10 Ma. Figura 2.2: Bloco Gavião, parte norte. Fonte: Barbosa et al. (2012). 29 Figura 2.3: Bloco Gavião, partes oeste, central e sul. Fonte: Barbosa et al. (2012). 30 Figura 2.4: Compartimentação geológica do Bloco Serrinha. Fonte: Barbosa et al. (2012). De acordo com Oliveira et al. (2002, 2004a, b, 2010), o Bloco Uauá (Figura 2.5) representa um corpo alóctone que foi deslocado de sul para norte e aglutinado à parte oriental do Bloco Serrinha durante a tectônica riaciana-orosiriana que estruturou o Orógeno ItabunaSalvador-Curaçá. Esse bloco foi subdividido nos complexos Uauá e Lagoa da Vaca e no Greenstone Belt do Rio Capim. Além disso, ocorrem corpos de granitoides, ademais uma malha de diques máficos responsável pela discriminação do referido bloco, de acordo com Barbosa et al. (2012). Segundo estes autores, o Complexo Uauá é composto por ortognaisses, migmatitos e granitoides, além de rochas básicas e ultrabásicas subordinadas, que são muito semelhantes ao Complexo Santa Luz do Bloco Serrinha. Idades entre 3,2 e 2,9 Ga foram 31 obtidas em zircões através dos métodos U-Pb e Pb-Pb (SHRIMP e ID-TIMS) para rochas desse complexo (PAIXÃO & OLIVEIRA, 1998; OLIVEIRA et al. 2002a, b; MELLO et al., 2006; RIOS et al., 2009). Cordani et al. (1999) obtiveram idade modelo (TDM) de 3,4 Ga para alguns gnaisses na porção central desse complexo (BARBOSA et al. op cit.). Paixão & Oliveira (1998) consideraram o Complexo Lagoa da Vaca como o corpo ígneo intrusivo anortosítico mais velho do Cráton do São Francisco, com idade isocrônica (Pb-Pb) em rocha total de 3.161±65 Ma. O Bloco Jequié (Figura 2.6), por sua vez, compreende rochas arqueanas, granulíticas e migmatizadas, com encraves de rochas supracrustais com idade modelo Sm-Nd (TDM) em torno de 3,0 e 2,9 Ga (WILSON 1987, MARINHO 1991, MARINHO et al. 1994). Essas litologias são intrudidas por rochas graníticas a granodioríticas de alto e baixo Ti, que foram datadas de 2,8 a 2,7 Ga pelos métodos Rb-Sr e Pb-Pb (em rocha total) e U-Pb SHRIMP (zircão) e que foram metamorfisadas e transformadas em granulitos charnockíticos, charnoenderbíticos e enderbíticos (WILSON, 1987; ALIBERT & BARBOSA, 1992; FORNARI & BARBOSA, 1994; SILVA et al., 2002; MACEDO, 2006; TEIXEIRA-SOUZA, 2012). A característica intrusiva desses granitoides é evidenciada pela ocorrência de megaencraves de migmatitos/granulitos em alguns domínios segundo Teixeira-Souza (2012). Ainda de acordo com esse autor, essas intrusões fundiram parcialmente rochas supracrustais preexistentes originando granitos do tipo “S”, além de servirem de força motriz para a formação de estruturas dômicas. Tanto o componente mais antigo como o mais novo deste bloco constituíram o embasamento de bacias (BARBOSA et al., 2003), onde basaltos e andesitos basálticos, cherts, formações ferríferas bandadas, grafititos e kinzigitos se acumularam (BARBOSA, 1990). Durante a colisão paleoproterozóica, riaciana-orosiriana, essas rochas também foram intensamente deformadas e re-equilibradas na fácies granulito (BARBOSA et al., 2012). 32 Figura 2.5: Compartimentação geológica do Bloco Uauá. Fonte: Modificado de Barbosa et al., 2012. O Bloco Itabuna-Salvador-Curaçá (Figuras 2.7 e 2.8) consiste de tonalitos e trondhjemitos de idade mesoarqueana a paleoproterozóica, que foram interpretados como resultado da fusão de crosta oceânica toleiítica, e monzonitos shoshoníticos de 2,4 Ga, além de monzodioritos (BARBOSA & SABATÉ, 2003). Este segmento do cráton também inclui corpos charnockíticos de 2,6 Ga e faixas de rochas supracrustais (quartzitos com granada, gnaisses alumino-magnesianos com safirina, grafititos e formações manganesíferas), além de gabros/basaltos de fundo oceânico e/ou bacias back-arc (TEIXEIRA, 1997). Todos esses litotipos foram re-equilibrados na fácies granulito durante a colisão riaciana-orosiriana 33 (BARBOSA et al., 2012). Baseado em diversos autores, Barbosa & Sabaté (2003) propuseram que zonas de subducção, arcos de ilhas e bacias back-arc de idade neoarqueana foram os ambientes predominantes durante a construção do Bloco Itabuna-Salvador-Curaçá. Especificamente para as rochas granulíticas, Barbosa & Sabaté (2002) identificaram dois cinturões principais, que denominaram de Cinturão Salvador-Esplanada, a leste, e Cinturão Itabuna-Salvador-Curaçá, a oeste. A área de estudo situa-se no primeiro. Figura 2.6: Compartimentação geológica do Bloco Jequié. Fonte: Barbosa et al. (2012). 34 Figura 2.7: Bloco Itabuna-Salvador-Curaçá, parte norte. Fonte: Barbosa et al. (2012). 35 Figura 2.8: Bloco Itabuna-Salvador-Curaçá, parte sul. Fonte: Barbosa et al. (2012). 36 O Cinturão Salvador-Esplanada (BARBOSA & DOMINGUEZ, 1996) (Figura 2.9) ou Faixa Salvador-Esplanada, se estende desde a cidade Salvador (BA) até Boquim (SE) e apresenta orientação geral N045°. Em Sergipe o embasamento comporta os Complexos Gnáissico-Migmatítico e Granulítico onde ocorrem biotita gnaisses migmatíticos deformados com encraves de anfibolitos, granitoides aluminosos e alcalinos, ortognaisses migmatíticos granodioríticos metatexíticos bandados a diatexíticos nebulíticos, biotita ortognaisses tonalíticos a granodioríticos, além de augen gnaisses graníticos, bem como corpos gábricos e diques máficos (OLIVEIRA JÚNIOR, 1990; DALTON DE SOUZA et al., 2001). Na porção baiana, Oliveira-Júnior (1990) subdividiu esse cinturão em dois domínios estruturais. No ocidental, individualizou o que ele denominou de Zona de Aporá-Itamira e Suíte Granitoide Teotônio-Pela Porco, e no oriental, a Zona Salvador-Conde. A primeira compreende, majoritariamente, milonitos retrógrados. Nos locais onde houve pouca ou nenhuma milonitização pode-se reconhecer migmatitos do tipo dobrado, schlieren e estromático, granulitos, além de ortognaisses com termos félsicos, tonalítico-granodioríticos, e máficos, gabróicos (BARBOSA et al., 2012). Segundo Oliveira Júnior (1990), esta Zona tem aproximadamente 75 km de extensão e cerca de 10 km de largura, possui direção NE-SW, e as estruturas de cisalhamento possuem movimentação geral sinistral. A foliação milonítica com mergulhos de 75 a 85° para noroeste seria resultante da transposição de uma foliação ou bandamento anterior e os processos de deformação foram acompanhados de retrometamorfismo (BARBOSA et al., 2012). Nas partes menos cisalhadas as paragêneses são da fácies anfibolito, enquanto nas mais cisalhadas predominam as paragêneses da fácies xisto verde (OLIVEIRA JÚNIOR, 1990). Na Suíte Granitoide Teotônio-Pela Porco encontram-se granitos e quartzo-monzogranitos cálcio-alcalinos e metaluminosos (OLIVEIRA JÚNIOR, 1990). Silva et al. (2002) realizou estudos geocronológicos U-Pb (SHRIMP, em zircão) no Granodiorito Gnáissico Aporá, tendo obtido a idade 2.924±25 Ma, que foi interpretada como sendo a de cristalização dessas rochas. 37 Figura 2.9: Compartimentos geológicos do Cinturão Salvador-Esplanada. Fonte: Modificado de Barbosa et al., (2012). 38 Na Zona Salvador-Conde, onde se encontra a área de estudo, poucos foram os trabalhos acadêmicos realizados, sendo concentrados na região de Salvador, podendo ser citados Fujimori & Allard (1966), Jesus (1978), Corrêa Gomes et al. (1996), Barbosa et al. (2005), Cruz et al. (2005), Souza (2008, 2009); Abrahão Filho (2009); Souza et al., (2010), Oliveira (2010), Souza-Souza (2010) Souza & Barbosa (2011), Cruz (2013), Alves (2013) e Alem Marinho (2013), dentre outros. No geral, predominam rochas granulíticas, orto e paraderivadas, que serão descritas no item 3.4 desse capítulo. 2.3. A Colisão paleoproterozóica e desenvolvimento do Orógeno Itabuna-SalvadorCuraçá Durante o Riaciano e o Orosiriano (2.3 a 1.8 Ga) as placas continentais Gavião, Jequié, Itabuna-Salvador-Curaçá e Serrinha colidiram originando o Orógeno ItabunaSalvador-Curaçá (BARBOSA & SABATÉ, 2002). Segundo esses autores, essa colisão ocorreu de forma oblíqua e com aproximação das placas segundo a orientação NW-SE (FIGURA 2.10). Nesse contexto houve a formação de zonas de cisalhamento reversas dúctilrúpteis e dobras recumbentes geradas durante a fase tangencial de deformação. Essas estruturas foram sucedidas por um segundo conjunto de dobras normal-horizontais e por zonas de cisalhamentos transcorrentes tardias com orientação geral N-S (ALVES DA SILVA & BARBOSA, 1997). Segundo Barbosa et al. (2012), lineações de estiramento mineral, no geral, de baixa obliquidade, marcadas por quartzo, plagioclásio, clino e ortopiroxênio, hospedam-se em foliações e apresentaram um paralelismo com os eixos de dobras intrafoliais. Indicadores cinemáticos do tipo S/C sugeriram movimento real predominante sinistral a sinistral reverso para zonas de cisalhamento (BARBOSA et al., 2007). Essas deformações tardias foram responsáveis pela formação de zonas de cisalhamento retrógradas. Corpos sieníticos tardiorogênicos (Itiúba, São Félix), com idades de 1.9 a 2.1 Ga se alojaram nessas zonas e intrudiram os granulitos (CONCEIÇÃO et al., 1993; ROSA et al., 2001; OLIVEIRA et al., 2002). De acordo com Sabaté (1991), o Lineamento Contendas-Jacobina foi uma das estruturas resultante dessa convergência, sendo marcada pela intrusão de numerosos plútons de granitoides sin a tarditectônicos. A geometria final relacionada com as transcorrências está associada com uma estrutura em flor positiva de caráter regional que superpôs rochas de alto grau metamórfico sobre litotipos de médio e estes sobre os de baixo grau. 39 Figura 2.10: Posições postuladas para as placas paleoproterozóicas durante a colisão riaciana-orosiriana Fonte: Barbosa & Sabaté (2003). No metamorfismo de alto grau, associado com a evolução do Orógeno ItabunaSalvador-Curaçá, de idade riaciana-orosiriana, no setor sul desse orógeno predominaram condições de pressões em torno de 7 kbar e temperaturas de cerca de 850°C (BARBOSA, 1990, 1997), com idade de pico metamórfico em, aproximadamente, 2,05 Ga (PEUCAT et al., 2011). A geração desses granulitos estaria associada com processos tectônicos colisionais que levaram a um espessamento crustal. Em granulitos alumino-magnesianos que afloram nesse setor do orógeno, Silva (1991 apud BARBOSA et al., 2012) identificou a paragênese safirina + quartzo indicando pressões acima de 9 kbar. Barbosa et al. em preparação, para os mesmos granulitos aluminomagnesianos e tonalíticos com granada, indicaram pressões de 10 kbar e temperaturas em torno de 1000°C (BARBOSA et al. op cit.). 40 Nos gnaisses de alto grau do setor norte do Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá, reações de destruição das paragêneses granada + quartzo ou granada + cordierita e produção de simplectitos de ortopiroxênio + plagioclásio têm sido interpretadas como indicação de alívio de pressão associada com a formação de grandes thrusts, estes responsáveis por trazerem blocos de rochas de grandes profundidades para as partes mais rasas da crosta (BARBOSA & SABATÉ, 2003). Em granulitos básicos com granada desse mesmo setor, Barbosa (1986) identificou a reação granada + quartzo = ortopiroxênio + plagioclásio como relacionada ao metamorfismo progressivo, além de determinar temperaturas de equilíbrio metamórfico de 820 a 830°C e pressões de 4 a 5 kbar. Por sua vez, Barbosa (1986) e Barbosa & Fonteilles (1989) propuseram a seguinte reação: hornblenda + quartzo = ortopiroxênio + plagioclásio ± clinopiroxênio + H2O para explicar a textura coronítica de piroxênio em hornblenda. Além disso, identificaram a presença de titânio no anfibólio e com isso justificaram a preservação deste mineral em condições granulíticas (>800°C). Estudando pares de clinopiroxênio + ortopiroxênio e granada + clinopiroxênio, Barbosa (1994) definiu temperaturas de 830 a 850°C e pressões de 5 a 7 kbar para o background do metamorfismo. Paragêneses portadoras de safirina e subsaturadas em sílica presentes em encraves de granulitos alumino-magnesianos posicionados na parte norte do orógeno, indicam temperaturas em torno de 1000°C e pressões de 8 a 10 kbar e permitem interpretar um metamorfismo como de ultra alta temperatura, onde houve a fusão parcial desses granulitos com produção de granitos do tipo S (LEITE et al., 2009). Peucat et al. (2011) obteve a idade média de 2083±5 Ma, riaciana, para o metamorfismo paleoproterozóico na porção sul do Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá. Barbosa et al. (2004) sugeriu temperaturas acima de 900°C para a paragênese hercinita + quartzo nas encaixantes do Domo de Brejões no Bloco Jequié. De acordo com esses autores, essas temperaturas podem ser explicadas pelo calor da intrusão charnockítica que ocorreu no pico do metamorfismo responsável também pela produção de granitos do tipo S a partir da fusão parcial de granulitos alumino-magnesianos. Para o metamorfismo regressivo, nos granulitos básicos granatíferos, Barbosa (1986) sugeriu a seguinte reação: ortopiroxênio + plagioclásio = granada + quartzo para explicar a diminuição de temperatura e pressão. Nos granulitos charnockíticos, charnoenderbíticos e enderbíticos, simplectitos de hornblenda + quartzo e biotita + quartzo ao redor de piroxênio e opacos evidenciam queda de pressão e temperatura do metamorfismo durante a ascensão das rochas à superfície devido a uma estrutura em flor positiva (BARBOSA, 1986). 41 A figura 2.11 mostra o zoneamento metamórfico do Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá e áreas contíguas. Figura 2.11: Mapa do zoneamento metamórfico do Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá. Fonte: Barbosa et al., (2012). 2.4. Geologia da cidade de Salvador Os granulitos da cidade de Salvador representam o embasamento da Bacia do Recôncavo. Baseado na tectônica extensional mesozóica, jurássica superior a cretácia inferior, Barbosa et al. (2005) subdividiram a cidade de Salvador em três domínios geológicos principais (Figura 2.12): I. Alto de Salvador: representa um horst limitado a oeste pela Falha de Salvador e a leste pela Falha do Jardim de Alah e secionado em duas partes pela Falha do Iguatemi. Na porção ocidental, de altitudes maiores que 60m, ocorrem rochas granulíticas. Na oriental, predominam rochas da fácies anfibolito, e altitudes menores que 30m; 42 II. Bacia do Recôncavo: preenchida por sedimentos predominantemente terrígenos, siliciclásticos, mesozóicos a cenozoicos. Na cidade de Salvador afloram as unidades da Formação Salvador e do Grupo Ilhas; III. Margem Costeira Atlântica: compreende rochas miocênicas do Grupo Barreiras, sedimentos neógenos e quaternários, inconsolidados, areno-argilosos e conglomeráticos, além de beach rocks. Figura 2.12: Modelo digital de terreno onde se encontra a área de estudo. Notar contraste topográfico e controle estrutural. BR–Bacia do Recôncavo, HS–Horst de Salvador e MCA–Margem Costeira Atlântica. Fonte: Adaptado de Oliveira (2010). As rochas granulíticas do Alto de Salvador foram estudadas em detalhe. De acordo com Jesus (1978), Corrêa Gomes et al. (1996), Barbosa et al. (2005), Souza (2008, 2009), Abrahão Filho (2009), Souza et al., (2010), Oliveira (2010), Souza-Souza (2010) Souza & Barbosa (2011), Cruz (2013), Alves (2013) e Alem Marinho (2013), na cidade de Salvador ocorrem migmatitos, granulitos paraderivados, alumino-magnesianos que, por vezes, estão associados a quartzitos com granada e ortopiroxênio, bem como granitos granadíferos. Rochas granulíticas básicas a ultrabásicas apresentam-se como encraves usualmente em forma de boudins. Granulitos ortoderivados tonalíticos a monzocharnockíticos e quartzo monzodioríticos também ocorrem. 43 Recentemente, Souza (2013) publicou o Mapa Geológico da cidade de Salvador, tendo sido discriminados granulitos ortoderivados charnoenderbíticos, tonalíticos, quartzomonzodioritos e monzocharnockíticos, granulitos praderivados alumino-magnesianos, granulitos básicos, quartzitos, diques máficos e sieno-monzograníticos (Figura 2.13). Esses litotipos frequentemente apresentam estrutura gnáissica. De acordo com Barbosa et al., (2005), os granulitos alumino-magnesianos são restitos da fusão parcial de pelitos Segundo esses autores, associados a estes granulitos ocorrem leucogranitos anatéticos a granada e, por vezes, cordierita, considerados como os “líquidos” dessa fusão. Os quartzitos com granada, também associados aos granulitos alumino-magnesianos, são produtos do metamorfismo de cherts impuros (BARBOSA & FONTEILLES, 1989). Por outro lado, Fujimori & Fyfe (1984) propuseram para as rochas ricas em granada e minerais aluminomagnesianos do Farol da Barra protólitos paleossolos aluminosos. De acordo com Barbosa et al. (2005), os granulitos básicos representam basaltos que foram metamorfisados. Desta forma, segundo estes autores, os encraves ultramáficos são produtos da cristalização de magmas toleiíticos magnesianos e os gabróicos de magmas toleiíticos com alto Ti e Fe ou toleiíticos a cálcio-alcalinos ricos em SiO2 e Al2O3 que posteriormente foram metamorfisados. Além disso, as rochas tonalíticas e charnoenderbíticas representam um magmatismo intermediário de baixo K e de alto K, respectivamente, com química cálcio-alcalina. Truncando os granulitos ocorrem diques composição monzo-sienogranítica e diabásica. Os diques máficos de Salvador foram estudados por Mestrinho et al. (1988), Moraes-Brito et al. (1989), Moraes Brito (1992) apud BARBOSA et al. op cit.; Corrêa Gomes et al. (1996); Cruz, (2013), dentre outros. Essas rochas foram agrupadas em dois conjuntos por Moraes-Brito et al. (1989): uma mais antigo e outro mais jovem. O conjunto mais antigo encontra-se deformado e apresenta química cálcio-alcalina. Os mais jovens estão indeformados e apresentam assinatura toleiítica. Esses diques não metamórficos são típicos de ambiente intraplaca e provenientes de fonte enriquecida (BRITO et al., 1991; MORAESBRITO et al., 1993; CRUZ, 2013). Segundo Barbosa et al. (2005), os diques graníticos mostram tendência subalcalina e peraluminosa. Um granitoide da Praia da Paciência foi datado por Souza et al. (em elaboração), pelo método U-Pb Laser Ablation, em zircão, tendo obtido a idade de 2.064±6 Ma (BARBOSA et al., 2012). 44 Figura 2.13: Mapa geológico simplificado da cidade de Salvador com indicação da área de estudo. Fonte: Adaptado de Souza-Souza (2010). 45 A partir de estudos na parte oeste do Horst de Salvador, Barbosa et al. (2005) e Cruz et al. (2005) identificaram pelo menos duas fases dúcteis, uma dúctil-rúptil e uma rúptil. Inicialmente, se formaram dobras fechadas a isoclinas, recumbentes, com planos axiais pouco inclinados e eixos sub-horizontais, bem como lineações de estiramento mineral dip-slip. Houve sequente redobramento, estruturando dobras abertas a fechadas com planos axiais subverticais com charneiras de baixo caimento. Posteriormente, zonas de cisalhamento transcorrentes foram nucleadas aproveitando as superfícies axiais sub-verticais anteriores com formação de lineação de estiramento mineral strike-slip (Figura 2.14). Figura 2.14: Configuração em três dimensões das diferentes fases de deformação dúcteis e dúctil-rúptil das rochas metamórficas do Alto de Salvador. Fonte: Barbosa et al., (2005). Em relação às estruturas rúpteis, de acordo com Barbosa et al. (2005), essas estruturas foram organizadas em ordem de idade decrescente a seguir com relação à sua orientação da seguinte forma: 1) N60-90°: diques máficos metamórficos e metamonzo-sienograníticos, deformados; 2) N40-70°: diques monzo-sienograníticos, indeformados; 3) N120-160°: diques máficos, indeformados; 4) N30-40°: falhas de Salvador e Iguatemi; 5) N130-140°: falhas transferentes da Bacia do Recôncavo; 46 De acordo com Barbosa et al. (2005), durante a ativação e propagação das fraturas N60-90°, diques máficos metamórficos e metamonzo-sienograníticos penetraram na crosta continental Salvador-Esplanada. Neste conjunto de fraturas ocorrem estruturas do tipo comingling sugestivas de colocação de grandes volumes de magma basáltico de altas temperaturas na crosta. Ainda segundo estes mesmos autores, os magmas contrastantes máfico e félsico, com composição próxima da dos “líquidos”, puderam ser injetados mais ou menos simultaneamente nessas fraturas. Para elas, como foram de dimensões reduzidas, o resfriamento das injeções foi relativamente rápido o que resultou em misturas de co-mingling heterogêneas. Quanto ao metamorfismo, de acordo com Fujimori (1988), rochas com paragênese hiperstênio + safirina e plagioclásio + K-feldspato em equilíbrio foram estudadas na região do Rio Vermelho por Stormer (1973) e Stormer & Whitney (1977), respectivamente. Esses autores sugeriram temperaturas de aproximadamente 1000°C para as primeiras. Para as últimas 750 a 800°C e pressões de 4-8 kbar, para as últimas. Ao estudar as paragêneses minerais e o metamorfismo dos granulitos do Farol da Barra, Fujimori op. cit. interpretou que essas rochas foram submetidas a três condições de pressão e temperatura: (i) a primeira, em torno de 7,5 – 9 kbar e 840 – 900ºC, representa o pico metamórfico sob condições de fácies granulito de pressão intermediária; (ii) a segunda, com pressões entre 3 kbar e temperaturas de 750ºC, corresponde a um retrometamorfismo com abaixamento de pressão; (iii) a terceira, com pressões entre 6 – 7 kbar e temperaturas entre 525 – 550ºC, sugere um sequente episódio metamórfico. Silva et al. (1997) datou um granulito tonalítico do Farol da Barra pelo método U-Pb (SHRIMP) tendo obtido uma idade de cristalização de 2.561±7Ma nos centros dos zircões. O metamorfismo foi datado nas bordas dos zircões pelo mesmo método tendo sido obtido a idade de 2.089± 11Ma. Mascarenhas et al. (1986), pelo método K-Ar, sugeriram que os diques máficos metamórficos da cidade são mais velhos que 1,5 Ga. Para os diques máficos indeformados da porção oeste do Alto de Salvador, foram obtidas idades de 0,92 a 1,1 Ga (D’AGRELLA FILHO et al., 1989 e RENNE et al., 1990 pelo método Ar40-Ar39; HEAMAN, 1991 pelo método Pb207-Pb206). Essas idades foram interpretadas como estando associadas com a cristalização dessas rochas. Através de observações de campo, Corrêa Gomes et al. (1989, 1991) sugeriram que a propagação dos diques de 1,0 Ga ocorreu de SE para NW. 47 A partir de estudos petrológicos, deformacionais e geocronológicos, Souza (2013) estimou condições de P-T-t para as fases de deformação paleoproterozoica para rochas da cidade de Salvador. Essa autora propôs que esses litotipos passaram por, pelo menos, duas fases de natureza dúctil denominadas de Dn, onde foi formada a foliação principal Sn paralela ao bandamento gnáissico, e Dn+1, marcada pela nucleação de zonas de cisalhamento subverticais, predominantemente dextrais. Para a primeira, os estudos termobarométricos mostraram condições de pressão em torno de 8.6 kbar e temperatura por volta de 830°C. Zircões metamórficos encontrados nas rochas granulíticas foram datados pelo método U-Pb e apresentaram idades de aproximadamente 2,09 Ga, apontado que essa fase é contemporânea ao metamorfismo de alto grau que afetou essas rochas. Para a segunda, forma estimadas condições de pressão de 7.5 kbar e temperatura de 780°C. Em granulitos com granada do afloramento do Farol da Barra, idades U-Th, em monazitas, apontaram valores de 2.06 Ga para a colocação dos corpos e veios monzo-sienograníticos tardi-tectônicos da cidade de Salvador. Esses litotipos foram classificados geoquimicamente como subalcalinos e peraluminosos, enriquecidos em ETRL, e com forte anomalia negativa de Eu. Ademais exibiram valores negativos de ΣNd(t) (-6,08) sendo qualificados como granitos derivados de material crustal. Além disso, exibiram idade-modelo (TDM) em torno de 2,9 Ga para a idade do protólito que deu origem a esses corpos. 48 CAPÍTULO 3 – MIGMATITO E METAMORFISMO DE ALTO GRAU 3.1. Migmatito: definição, gênese e classificação O termo migmatito é usado para denominar uma rocha metamórfica, heterogênea em escala de afloramento, que apresenta duas, ou mais, partes petrologicamente relacionadas e petrograficamente diferentes resultantes dos processos de fusão parcial (anatexia), segregação e migração (SAWYER, 2008; SAWYER & BROWN, 2008; SAWYER et al., 2011; BROWN, 2012). Os migmatitos são discutidos na literatura desde o início do século XX, onde se destacou estudo pioneiro feito por Sederhlom em 1907 (MEDEIROS, 2013). Atualmente, Sawyer (2008) e Sawyer & Brown (2008) sintetizaram as informações relevantes sobre esses litotipos (Figura 3.1) com intuito de simplificar os critérios classificatórios, tendo em vista as dificuldades decorrentes das inúmeras classificações existentes. Essas rochas podem ocorrer nas partes internas das auréolas metamórficas contato, nos sítios de alto grau dos cinturões metamórficos de baixa pressão e alta temperatura, nos metamorphic core complexes que expõem grandes áreas da crosta continental média e inferior (PASSCHIER et al., 1993; WINGE, 1995; MEDEIROS JR, 2009, BROWN, 2012). De acordo com Winkler (1977), os migmatitos são representantes das condições metamórficas de alto grau e se encontram associados aos terrenos de mais alta temperatura do metamorfismo regional. Essas rochas se formam quando a pressão de fluido for maior que a pressão litostática, caso contrário formar-se-ão os granulitos (WINKLER op cit.; WINGE, 1995). Caso não haja relativa quantidade de fluido no sistema a ocorrência da “fusão a seco”, também conhecida como Fluid-Absent (Dehydration) -Melting (THOMPSON & CONNOLLY, 1995) e Water-Undersatured Partial Melting Reactions (BOM, 2011) ou Vapor-Absent Melting Reactions (GRANT, 1985 apud BOM, 2011), se efetiva. A fonte de água nessas condições pode ser oriunda de minerais como os filossilicatos (moscovita e biotita) e os anfibólios (BROWN, 2012). Para a execução dessa monografia, adotou-se a nomenclatura proposta por Sawyer (2008), Sawyer & Brown (2008), Sawyer et al. (2011) e Brown (2012). 49 Figura 3.1: Partes de um migmatito. Fonte: Sawyer (2008). (i) anatexia: fusão parcial de componentes crustais, independente do grau de fusão; (ii) protólito ou rocha parental (rocha fértil): rocha a partir da qual o neossoma foi derivado e que tem composição que lhe permita iniciar a fusão parcial; (iii) paleossoma (rocha infértil): porção do migmatito que não foi afetada pela fusão parcial devido à sua composição, ou seja, resistiu às condições metamórficas de migmatização; (iv) neossoma: parte do migmatito formada por fusão parcial e consiste nas frações magma-derivada (melt-derived) e residual. O neossoma pode ou não sofrer segregação magmática. O neossoma é subdividido em leucossoma e melanossoma (resíduo). O leucossoma, em geral, apresenta granulação mais grossa que o paleossoma, pois a presença de magma facilita o crescimento dos grãos; (v) resíduo: fração sólida deixada no migmatito após a fusão parcial e extração de parte ou de todo o magma; 50 (vi) leucossoma: parte do migmatito derivada do magma segregado parcialmente e que apresenta cor clara. Essa rocha não necessariamente apresentará a composição original do magma anatético, uma vez que os processos de cristalização fracionada e contaminação podem modificá-la; (vii) melanossoma: tipo de resíduo composto predominantemente por minerais ferromagnesianos, como biotita, granada, cordierita, anfibólio ou piroxênio, dentre outros. De acordo com Sawyer & Brown (2008), três tipos de leucossoma podem ser distinguidos (Figura 3.2), quais sejam: Figura 3.2: Diferentes tipos de leucossoma. 1) In situ. 2) Na fonte (in source). 3) Em veio ou diques. Fonte: Sawyer & Brown (2008). 1) leucossoma in situ: encontrado em contato, geralmente difuso, com o resíduo ou rodeado pelo melanossoma. Sua composição corresponde ao “líquido” anatético inicial ou a uma composição cumulática derivada do magma inicial. 2) leucossoma na fonte (in source): derivado do magma que migrou do local de formação, mas continua no sítio de migmatização. Por esse motivo, pode ser discordante e ter contatos bruscos com a encaixante. Apesar disso, muitos desses leucossomas podem estar orientados paralelos ao acamadamento/bandamento composicional herdado do protólito e possuir contatos ora difuso ora bem marcados. Em termos de composição, pode apresentar as mesmas características do leucossoma in situ ou de um magma anatético fracionado; 3) leucossoma em veios leucocráticos ou diques: derivado do magma anatético que se afastou do resíduo e se cristalizou em outro lugar do migmatito, como por exemplo, no 51 paleossoma, em camadas resistentes (resister layer) ou no domínio de outro neossoma. Os contatos com a encaixante são bruscos. Auréolas (selvedges) podem se desenvolver contornando o limite veio/dique versus rocha hospedeira. Quanto à composição, apontam derivação do magma anatético fracionado, contudo alguns apresentam procedência do magma inicial outros do cumulático; Recentemente, Cesare et al. (2011) e Sawyer et al. (2011) sugeriram o estudo de inclusões de magma (ex: “nanogranitos”) que ocorrem em minerais cristalizados a partir de um magma anatético a fim de entender a evolução desse magma na crosta, pois acreditam que essas micropartículas sejam o material com a composição mais próxima do “líquido primitivo” gerado pela migmatização e seu produto (Figura 3.3). Figura 3.3: (a) Inclusões de magma (melt inclusions) com arranjo zonal em granada. (b) Imagem de elétrons retroespalhados de um "nanogranito" (6 µm) trapeado num cristal de granada. Fonte: Cesare et al. (2011). A primeira classificação morfológica de migmatitos foi proposta por Mehnert (1968) e está apresentada na figura 3.4. Essa classificação foi utilizada por diversos autores, mas recentemente Sawyer (2008) propôs uma simplificação dos doze tipos morfológicos de Mehnert (1968) para apenas oito (Figura 3.5). Nessa nova proposta de Sawyer (2008), os termos estromático, schöllen, nebulito, schlieren foram mantidos, os demais foram abandonados. Alguns novos termos foram propostos por Sawyer (2008). Entretanto, de acordo com Sawyer & Brown (2008), antes da aplicação dos termos morfológicos, além dos aspectos resultantes do processo de fusão parcial, devem ser levados em conta os fatores que contribuem com a aparência final do migmatito, tais como, a natureza das rochas antes da 52 fusão parcial (grau de fertilidade), a extensão dessa fusão (volume de magma gerado), a taxa de resfriamento (texturas e estruturas) e se ou não as rochas foram deformadas quando continham magma (morfologia). A partir disso, Sawyer (2008) propôs a retomada dos termos metatexitos e diatexitos para esses litotipos baseados na fração de magma e na intensidade de deformação (Figura 3.5). A classificação morfológica de Mehnert (1968) foi simplificada por esse autor tal como sumarizada nessa figura. Figura 3.4: Classificação morfológica dos migmatitos segundo Mehnert (1968). (a) Agmatito. (b) Dictionito ou Dictionítico. (c) Migmatito-Schöllen. (d) Flebítico. (e) Estromático. (f) Migmatito surreítico. (g) Migmatito com dobras. (h) Veios ptigmáticos. (i) Estrutura oftálmica ou augen. (j) Estrutura estictolítica. (k) Estrutura schlieren. (l) Estrutura nebulítica. Fonte: Medeiros (2013). 53 Figura 3.5: Classificação dos migmatitos. Fonte: Sawyer (2008). O metatexito é um tipo de migmatito no qual as estruturas pré-fusão parcial (bandamento, foliações e dobras) foram preservadas. Podem ser divididos em: (i) patch: a fusão parcial ocorre em pequenos locais discretos. São preservados nos locais de baixa deformação. O efeito da transposição pode transformá-lo em estromático; (ii) dilatante: a distribuição e geometria dos leucossomas são controladas principalmente pelas estruturas dilatantes, locais de mais baixa pressão (porções interboudins, sombras de pressão, locais de ruptura por cisalhamento, zonas de charneira, fraturas de extensão ou tension gashes) e influenciadas pela deformação e pela distribuição dos litotipos mais competentes. Assemelha-se ao migmatito surreítico de Mehnert (1968); (iii) net estruturado ou em rede: é o resultado da interseção de veios do neossoma paralelos e ortogonais ao bandamento, sendo os últimos localizados em estreitas zonas de cisalhamento. Formam uma estrutura em rede que trunca o paleossoma. Pode ser comparado ao dictionito ou, quando não há sinal cisalhamento, ao agmatito de Mehnert (1968); (iv) estromático: o leucossoma ocorre disposto em camadas paralelas, contínuas, ao bandamento composicional ou à foliação. O melanossoma e/ou o neossoma não segregado podem estar associados. Além disso, pode ser relacionado ao migmatito estromático de Mehnert (1968). Quatro principais mecanismos foram propostos para explicar a origem deste tipo morfológico. 54 1. fusão lit-par-lit e múltiplas injeções de magma anatético ao longo de planos paralelos à foliação ou qualquer outra zona de fraqueza adjacente. Nesse caso, o leucossoma não é in situ; 2. segregação curta (short-range segregation) do magma a partir do resíduo. Segundo Brown et al. (1995), nesse caso há associação entre o leucossoma e o material residual complementar e o leucossoma é in situ ou na fonte (in source); 3. fusão parcial de uma sequência de finas camadas férteis de diferentes composições, de acordo com Johannes et al. (1995). O neossoma é segregado no leucossoma e no melanossoma rico em biotita nas margens sendo ambos gerados in situ; 4. transposição do migmatito enquanto este contém magma (PARK, 1983 apud SAWYER & BROWN, 2008). Geralmente estão associados a zonas de cisalhamento (SOLAR & BROWN, 2001); Por sua vez, diatexito é um migmatito no qual o neossoma (parte fundida) domina e as estruturas pré-fusão parcial foram obliteradas e substituídas por estruturas de fluxo sinanatéticas e representadas por minerais placóides ou tabulares, mais comumente plagioclásio e biotita, orientados por foliação de fluxo magmático ou sub-magmático. Podem ser subdivididos em: (i) nebulítico: quando não há deformação durante a fusão parcial, consequentemente não há separação da fração do magma e do resíduo. O resultado consiste num paleossoma com aspecto de fantasma (ghost-like), de granulação grossa, disperso no neossoma mesocrático, difuso. Por outro lado, pode ser encontrado em áreas restritas de deformação de fluxo sin-anatético. Equivale ao nebulito de Mehnert (1968); (ii) schöllen: caracterizado pela presença de encraves ou fragmentos isolados do paleossoma ou do resíduo no neossoma. Podem apresentar sinas de rotação ou cisalhamento. Equivalem ao migmatito-schöllen de Mehnert (1968); (iii) schlieren: tipificado pela presença de finas camadas, em geral menores que 10 cm, compostas por minerais orientados, placóides ou elongados, mais comumente biotita, podendo ocorrer plagioclásio, sillimanita, ortopiroxênio ou anfibólio. Evidenciam grande mobilidade dos constituintes. É análogo ao migmatito com estrutura schlieren de Mehnert (1968); 55 Há também uma terceira ordem de classificação para os migmatitos face às estruturas presentes encontradas nos metatexitos e diatexitos. As morfologias representantes dessa ordem são em veio e em dobra e serão descritas a seguir. a. migmatito estruturado em veio/dique: há a presença de um ou mais conjuntos de veios ou diques leucocráticos que são superimpostos ao migmatito já consolidado, independente da ordem de classificação. Este tipo de migmatito pode evoluir para o estruturado em dobras. Os veios são tipicamente colocados após o pico da anatexia, mas antes da solidificação do migmatito. É similar ao flebítico de Mehnert (1968); b. migmatito estruturado em dobra: metatexito ou diatexito que foi dobrado enquanto continha magma. Comparável com o migmatito com dobras de Mehnert (1968). Em condições de elevada temperatura, e ao longo do tempo geológico, a anatexia é um importante processo que propicia o retrabalhamento e diferenciação geoquímica da crosta continental, além de ser principal processo de formação dos migmatitos (WERNICK, 2004; SAWYER, 2008; SOLA, 2009; BROWN, 2012). Os locais de acumulação de magma/fuidos são controlados pelas propriedades mecânicas/físicas da crosta e pelo campo de tensão atuante, bem como pelas estruturas tectônicas (RUMBLE, 1989 apud CARNEIRO et al., 1996; BROWN et al., 2011; SAWYER et al., 2011). Com o aumento da temperatura as rochas fundem e a ductilidade do sistema aumenta, favorecendo a deformação. Na microescala as deformações sin-migmatização são controladas pela presença de um magma que favorece a diminuição da tensão necesária para deformar a rocha. A figura 3.6 exemplifica a contribuição dos processos mecânicos e químicos no aumento da ductilidade (melt-weakening processes) das rochas afetadas por fusão durante a deformação para rochas quartzo-feldspáticas milonitizadas em um modelo postulado por Schulmann et al. (2008b apud JAMIESON et al., 2011). De acordo com essa figura, a presença de um magma gerado por anatexia favorece a deformação por deslizamento do magma ao longo das bordas dos grãos (melt-enhanced sliding) e redistribuição do magma em cavidades geradas durante a fusão (3.6a). A presença desse magma favorece o aumento da ductilidade do sistema e de fases minerais como os feldspatos, o que resulta na formação de minerais e agregados alongados segundo a foliação da rocha (3.6b). As reações que acompanham a deformação e a fusão causam a resorção dos cristais do protólito e 56 precipitação de novos minerais, produtos das reações metamórficas, o que leva a uma desintegração da trama (fabric) original (3.6c). Figura 3.6: (a) O magma reveste os grãos de plagioclásio e preenche os espaços em formato de cunha (wedgeshaped pockets) entre os grãos de K-feldspato. (b) Os produtos da fusão são precipitados ao longo das bordas dos grãos e fraturas intergranulares nos grãos de K-feldspato em um alto ângulo em relação ao estiramento (stretching lineations). (c) A infiltração do magma e o fluxo reativo (reactive porous flow) resultam numa desintegração progressiva da trama original da rocha. Fonte: Jamieson et al. (2011). 3.2. Metamorfismo de Alto Grau As condições metamórficas de alto grau ou grau forte (T > 650°C e 3 < p < 15 kbar) coincidem com aquelas das fácies anfibolito superior e granulito (WINKLER, 1977; PASSCHIER et al., 1993; MORAES et al. 2004; SAWYER & BROWN, 2008) (Figura 3.7). Nessas condições as rochas podem sofrer modificações texturais e estruturais em busca do equilíbrio físico-químico. Além disso, nessas condições processos anatéticos são esperados. A temperatura máxima à qual as rochas foram submetidas é entendida por Passchier et al. (1993) como sendo as condições do pico metamórfico que, segundo Clark et al. (2011), são tipicamente seguidas por descompressão. 57 A figura 3.8 mostra um apanhado geral dos ambientes onde ocorre o metamorfismo de alto grau, de acordo com Newton (1987 apud PASSCHIER et al., 1993). Winge (1995) faz uma súmula sobre a diversidade de ambientes que essas rochas podem ocorrer. Figura 3.7: Diagrama de fácies metamórfica. A condições de alto grau metamórfico está hachurada em amarelo, e em verde, está demonstrada as condições do metamorfismo de ultra-alta temperatura (UHT). Fonte: Winter (2001). 58 Figura 3.8: Ambientes tectônicos variados produzindo rochas metamórficas de alto grau (segundo Newton, 1987). (a) Hot-spot. (b) Subducção-A (intracontinental). (c) Subducção continental global (Underthrusting). (d) Colisão continental. Fonte: Passchier et al. (1993). No mecanismo de hot spot (Figura 3.8a), uma anomalia térmica mantélica se desloca, por contraste de densidade e viscosidade, até atingir a base da litosfera continental ou oceânica onde permanece constituindo um underplate. Bohlen & Mezger (1989 apud PASSCHIER et al., 1993) sugerem que os magmas produzidos e armazenados nessas condições podem fornecer o calor necessário para o metamorfismo de alto grau, além de poder gerar a desidratação da crosta inferior (PASSCHIER op. cit.). Na subducção do tipo A (Figura 3.8b), ocorre o desplacamento/delaminação e afundamento de porções da litosfera por instabilidades térmica e gravitacional do sistema crosta-manto. Com isso, são iniciados mecanismos de convergência e espessamento crustal com ascensão da astenosfera mantélica quente, formação de uma tectônica de nappes e empurrões com intensa reativação do embasamento e transporte de rochas supracrustais para grandes profundidades e geração de condições para o metamorfismo de alto grau (KRÖNER, 1983 apud PASSCHIER op. cit.; BRITO NEVES, 1985; PASSCHIER op. cit.). Para o underthrusting em escala continental global (Figura 3.8c) há uma duplicação crustal, devido a uma subducção de crosta oceânica e colisão do tipo continente versus 59 continente (PASSCHIER op. cit.). De acordo com este mesmo autor, rochas supracrustais podem ser afundadas a grandes profundidades e em condições de alta pressão e temperatura. Por fim, no modelo de colisão continental (Figura 3.8d). Segundo Mattauer (1986 apud PASSCHIER et al., 1993), underthrusting continental, associado ao empilhamento de nappes e aos cavalgamentos resultará numa crosta superespessada. O metamorfismo de alto grau ocorrerá nas porções mais profundas dessa colisão. Segundo Zen (1988 apud PASSCHIER op. cit.), o intervalo de tempo para o metamorfismo de alto grau e anatexia após o empilhamento tectônico é de várias dezenas de milhões de anos. Os magmas ascendentes da zona de subducção e gerados por anatexia do manto ou da crosta oceânica podem ser fonte de calor para o metamorfismo de alto grau (PASSCHIER op. cit.). Nos ambientes de altas temperatura e pressão a presença e a circulação de fluidos (H2O, CO2, CH4, HCl, H2S, por exemplo) se torna bastante restrita e limitada aos espaços inter e intragranulares dos minerais e às zonas de cisalhamento em escalas micro e macroscópica. Quando a pressão de fluidos se iguala à pressão total da rocha ocorre a devolatilização dos minerais hidratados durante o metamorfismo progressivo (WALTHER & ORVILLE, 1982). Com isso, o fluido se torna supercrítico e adquire características intermediárias entre um gás e um líquido contribuindo principalmente com a dinâmica das reações metamórficas (YARDLEY, 1989). No Farol de Itapuã ocorrem rochas de alto grau metamórfico, cujos protólitos são, provavelmente, rochas pelíticas, semi-pelíticas que são rochas com alta proporção em silte e pouca argila (BUCHER & GRAPES, 2011), grauvacas e arcóseos. Nas condições de alto grau metamórfico, algumas reações são esperadas envolvendo sistemas composicionais com Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, Ti e H2O podendo ser assim sumarizadas: (i) estaurolita + quartzo = almandina + cianita + H2O (~ 690 °C) (BUCHER & GRAPES, 2011); (ii) moscovita + quartzo = K-feldspato + Al2SiO5 + H2O (~ 700 °C) (BUCHER & GRAPES, 2011); (iii) paragonita + quartzo = albita + Al2SiO5 + H2O (~ 700 °C) (BUCHER & GRAPES, 2011); (iv) moscovita + annita + quartzo = almandina + K-feldspato + H2O (~ 700 °C) (BUCHER & GRAPES, 2011); (v) estaurolita + biotita = granada + cianita (710 °C) (BUCHER & GRAPES, 2011); (vi) Fe-biotita = granada + K-feldspato (720 °C) (BUCHER & GRAPES, 2011); 60 (vii) biotita + sillimanita + quartzo = almandina + K-feldspato + H2O (DE WAARD, 1965 apud WINKLER, 1977); (viii) biotita + quartzo = hiperstênio + almandina + K-feldspato + H2O (DE WAARD, 1965 apud WINKLER, 1977); (ix) estaurolita + moscovita + quartzo = Al2SiO5 + biotita + H2O (WINKLER, 1977); (x) estaurolita + moscovita + quartzo = Al2SiO5 + almandina + biotita + H2O (THOMPSON & NORTON, 1968 apud WINKLER, 1977); (xi) estaurolita + moscovita sódica + quartzo = Al2SiO5 + biotita + moscovita mais rica em K + albita + almandina + H2O (GUIDOTTI, 1970 apud WINKLER, 1977); (xii) estaurolita + quartzo = Al2SiO5 + almandina + cordierita + H2O (WINKLER, 1977); (xiii) estaurolita + quartzo = Al2SiO5 + almandina + H2O (~700 °C) (RICHARDSON, 1968 apud WINKLER, 1977); (xiv) estaurolita + moscovita + quartzo = Al2SiO5 + biotita + H2O (HOSCHECK, 1969 apud WINKLER, 1977); (xv) cordierita = almandina + sillimanita + quartzo (HENSEN & GREEN, 1970; 1971; 1972 apud WINKLER, 1977); (xvi) cordierita + biotita = almandina + K-feldspato + H2O (HENSEN & GREEN, 1970; 1971; 1972 apud WINKLER, 1977); 61 CAPÍTULO 4 - GEOLOGIA LOCAL E ANÁLISE ESTRUTURAL 4.1. Características macroscópicas das rochas e sedimentos aflorantes A área de estudo compreende um polígono com, aproximadamente, 111.375 m² (Figura 4.1). As observações de campo levaram à compartimentação do substrato em paragnaisses migmatíticos, ortognaisse com estrutura augen, granodioritos, além de rochas máficas e graníticas de diferentes gerações. Além disso, foram reconhecidos litotipos conglomeráticos e carbonáticos, bem como sedimentos do período recente. A presença de macrobentos e sedimentos recentes retrabalhados pelas marés amiúde dificulta o reconhecimento dos aspectos macroscópicos das rochas e suas relações de contato. Os migmatitos foram classificados de acordo com Sawyer (2008), Sawyer & Brown (2008) como metatexitos e diatexitos. Como mencionado no Capítulo 3, segundo esses autores, metatexitos são migmatitos nos quais as estruturas pré-fusão parcial (bandamento, foliações e dobras) foram preservadas. Diatexitos são migmatitos nos quais a parte fundida (neossoma) domina em relação à parte que não fundiu (paleossoma), as estruturas pré-fusão parcial foram destruídas e substituídas por estruturas de fluxo sin-anatéticas. Figura 4.1: Foto aérea da área de estudo. Fonte: Luis Pereira (2007). 62 4.1.1. Ortognaisse O ortognaisse ocorre na porção central ocupando 10% da área mapeada (Apêndice 1). O contato dessa unidade é brusco com o paragnaisse migmatítico diatexítico sem granada (Foto 4.1), a oeste, e com diques máficos, na porção central, sendo difuso com o metatexito estromático, a leste. Foto 4.1: Contato entre o ortognaisse e o migmatito diatexítico sem granada. Visada em planta. O martelo indica o norte. Essa unidade apresenta coloração rosa acinzentado e se encontra pouco alterada pelo intemperismo. A rocha é fanerítica média a grossa e composta por feldspato potássico, plagioclásio, quartzo e biotita. Em uma lâmina analisada pôde-se verificar a presença de quartzo, microclina, biotita, plagioclásio, minerais opacos e zircão. Localmente, observa-se um mineral do grupo do epidoto em fraturas. Esse mineral geralmente está associado com as porções mais ricas em feldspatos (Foto 4.2). Dessa forma, é provável que o epidoto seja um dos produtos da alteração hidrotermal do plagioclásio. Em campo também observou-se grãos de limonita, que representam o produto da alteração intempérica de minerais ferromagnesianos dessa rocha. 63 Foto 4.2: Aspecto geral do ortognaisse. Notar a presença de mineral do grupo do epidoto (seta) e a foliação da rocha. Visada em planta. A ponta da bússola indica o norte. Nos domínios de menor deformação algumas estruturas ígneas ainda podem ser observadas, como a presença de pórfiros de feldspato potássico imersos em uma matriz mais fina, que com a deformação foram transformados em porfiroclastos. A rocha apresenta estruturas deformacionais, tais como foliação e dobras. O bandamento composicional é pouco desenvolvido, descontínuo, mas ocorre em locais de maior deformação. Além disso, zonas de cisalhamento dúctil-rúpteis a rúptil-dúcteis truncam esse litotipo. Diques graníticos, pegmatoides a faneríticos finos, com ou sem biotita, ocorrem truncando ou acompanhando a foliação e as zonas de cisalhamento nucleadas nessa unidade litodêmica. Além disso, encraves máficos ocorrem imersos na foliação dessas rochas e se encontram deformados (Foto 4.3). O contato desses encraves com a encaixante é brusco, planar a irregular, e nesse último caso sugere um processo de assimilação crustal pela rocha hospedeira durante a sua colocação. 64 Foto 4.3: Encraves máficos em ortognaisse, além da presença de diques graníticos que truncam essas rochas. Visada em seção para NE. 4.1.2. Paragnaisses Migmatíticos Essa unidade ocupa 30% da área cartografada. Seguindo os critérios de Sawyer (2008) e Sawyer & Brown (2008), os paragnaisses migmatíticos foram divididos em metatexitos e diatexitos. Por sua vez, os diatexitos foram subdivididos em com granada e sem granada. a) Metatexitos Ocorrem distribuídos na porção centro-leste e oeste da área mapeada (Apêndice 1). O corpo da região centro-leste faz contato gradacional, irregular, com o ortognaisse, a oeste, e difuso, provavelmente por assimilação, com o granodiorito posicionado a leste (Foto 4.4). O corpo da região oeste do mapa, por sua vez, encontra-se em contatos difusos ou bruscos por zonas de cisalhamento com o diatexito com granada. Com base nas feições apresentadas por esses litotipos, em campo, foram distinguidos três tipos de migmatitos metatexíticos: (i) estromático; (ii) patch; (iii) net-estruturado; e (iv) com estrutura de dilatação. Essas rochas encontram-se mediamente a pouco alteradas pelo intemperismo. 65 Foto 4.4: Contato do metatexito estromático com o granodiorito. Visada em seção para E. No migmatito com estrutura estromática, o neossoma é constituído por múltiplos corpos de leucossoma (Fotos 4.5, 4.6 e 4.7) que ocorrem paralelamente a um bandamento gnáissico. Em sua maioria, nos migmatitos estromáticos o contato entre o leucossoma e o melanossoma é brusco, especialmente nas estruturas estromáticas (Foto 4.7). Foto 4.5: Aspecto macroscópico do metatexito estromático. Notar melanossoma segregado na borda do leucossoma. Visada em planta. A bússola indica o norte. 66 Foto 4.6: Metatexito estromático exibindo neossomas dobrados. Visada em planta. O martelo indica o norte. Foto 4.7: Metatexito estromático com leucossomas paralelos à foliação principal. Visada em planta. Ponta da caneta indica o sul. Nessas rochas leucossomas de biotita leucogranitos, com ou sem granada, também são encontrados associados com esses migmatitos (Foto 4.8), o que sugere uma associação genética entre esses litotipos, possivelmente relacionada com a fusão parcial dos últimos e geração dos primeiros. Nesses leucossomas, a granada ocorre de forma subordinada (Fotos 4.9 e 4.10). 67 Foto 4.8: Leucogranito com granada associado ao migmatito estromático. Visada em planta. A bússola indica o norte. Foto 4.9: Detalhe do leucossoma granítico com granada, que pode ser classificado como do tipo “na fonte (in source)”. Observar bolsão de biotita. Visada em planta. 68 Foto 4.10: Detalhe do leucossoma no migmatito metatexítico estromático com bordas ricas em melanossoma constituído por biotita, granada e minerais félsicos subordinadamente. Visada em planta. Migmatitos metatexíticos patch são localmente observados, com leucossoma não segregado, descontínuos e pontuais. Formam corpos com comprimento e espessura em torno de 3 cm, em geral de composição quartzo-feldspática, podendo apresentar biotita (Foto 4.11). Foto 4.11: Migmatito metatexítico patch com contatos difusos no migmatito estromático, indicado pela seta. Observar leucossoma na forma de estroma na parte superior da foto. Visada em planta. O martelo indica o norte. 69 Nos migmatitos metatexíticos, o leucossoma pode ocorrer na forma de diques que truncam o paleossoma, compondo o conjunto net-estruturado (Sensu SAWYER & BROWN, 2008). Nesse caso, o contato entre esses componentes do migmatito é brusco e bem marcado (Foto 4.12 e 4.13). O contato bem marcado, como diques, sugere que durante a colocação desses corpos a temperatura da encaixante estava próxima à do solidus (Sawyer, 2008). Nos locais em que os diques truncam a foliação da encaixante, o migmatito também pode ser classificado como estruturado em diques (Foto 4.14) segundo a terceira ordem de classificação de Sawyer & Brown (2008). Foto 4.12: Dique leucocrático de leucossoma truncando o paleossoma do metatexito com contatos bruscos. Visada em planta. A bússola indica o norte. Foto 4.13: Leucossoma em diques leucocráticos truncando o metatexito. Visada em perfil para E. 70 Foto 4.14: Metatexito estruturado em diques de acordo com a terceira ordem de classificação de Sawyer & Brown (2008). Notar dobras no paleossoma. Visada em planta. A bússola indica o norte. Na porção oeste da área, também foi observada uma estrutura de dilatação (Foto 4.15) nesses migmatitos onde a distribuição dos leucossomas é controlada pelas estruturas dilatantes, locais de mais baixa pressão. Foto 4.15: Migmatito metatexítico com estrutura de dilatação. Visada em perfil para NNE. 71 O paleossoma dos migmatitos estromático, patch e net-estruturado apresenta coloração cinza escuro, por vezes, azulado ao creme. São rochas de granulação média a fina, com estrutura bandada. Os minerais observados nessas rochas são quartzo, granada, biotita, plagioclásio, clinopiroxênio, cianita e minerais opacos. De acordo com o conteúdo de biotita e granada, em campo, foram reconhecidos os seguintes litotipos: biotita-quartzo gnaisse, biotita-quartzo gnaisse com granada, granada-biotita-quartzo gnaisse e biotita-granadaquartzo gnaisse com cianita. A presença ou ausência de granada foi controlada, principalmente, pela composição mineralógica/química do protólito e pelas condições de pressão e temperatura que atuaram durante o metamorfismo. Baseado na mineralogia, essas rochas foram consideradas de natureza paraderivada. Provavelmente seus protólitos foram de rochas sedimentares como grauvacas podendo estar presentes pelitos impuros com quartzo e/ou feldspatos e/ou arcóseos intercalados, semelhantes a pacotes turbidíticos. Localmente ocorrem encraves máficos, faneríticos muito finos a afaníticos, compostos por hornblenda, plagioclásio, clinopiroxênio, minerais opacos e quartzo. Além disso, rochas quartzíticas, com ou sem biotita, podem ocorrer na forma de encraves (Foto 4.16). Estruturalmente, o paleossoma desses migmatitos possui uma xistosidade marcada pelo alinhamento preferencial de biotita, bem como um bandamento. O bandamento que comporta essas estruturas está dobrado e truncado por zonas de cisalhamento com orientação geral NE e movimento aparente dextral, além de diques máficos e félsicos. Veios de quartzo em torno de 1cm, discordantes, em relação ao bandamento gnáissico dobrado do paleossoma, ocorrem distribuídos nos afloramentos. Foto 4.16: Domínio quartzítico (limites em amarelo) com biotita encravado no paragnaisse migmatítico próximo ao granodiorito. Visada em perfil para E. 72 b) Diatexitos b.1) Diatexitos com granada Ocorre predominantemente na porção centro-oeste da área cartografada (Apêndice 1). Os contatos dessas rochas com os metatexitos são transicionais ou por zonas de cisalhamento. Com as outras unidades, a visualização do contato é impossibilitada devido à presença das coberturas recentes. Alguma dificuldade é encontrada na caracterização dessa unidade, pois a alteração intempérica oblitera muitas vezes as estruturas. Nesse migmatito o neossoma é representado por corpos de granitoides, por vezes porfiríticos, com fenocristais de feldspatos que podem atingir em torno de 2 cm. Esses fenocristais podem ocorrer orientados segundo uma foliação de fluxo magmático (Foto 4.17). A análise de uma lâmina permitiu identificar granada, biotita, plagioclásio, microclina, mesopertita, quartzo, clorita, epidoto e minerais opacos. A granada ocorre em concentrações de até 20% na rocha (Foto 4.18), ao passo que o volume estimado de biotita varia entre 15 e 25% (Foto 4.19). O melanossona é representado por domínios de granulação fina, compostos por biotita e anfibólio (?), que estão alongados segundo a direção principal da foliação deformacional dessas rochas (Foto 4.20). Foto 4.17: Neossoma com pórfiros de feldspatos em diatexitos. Notar melanossoma. Visada em planta. O martelo indica o norte. 73 Foto 4.18: Neossoma com granada em diatexito. Visada em perfil para E. Foto 4.19: Domínio rico em biotita (melanossoma) no diatexito com granada. Visada em planta para W. 74 Foto 4.20: Melanossoma representado por corpo máfico alongado segundo a foliação principal (Seta amarela) em diatexito com granada. O martelo indica o norte. Predominam migmatitos schlieren (Foto 4.21). Em alguns locais, diques leucocráticos ocorrem truncando esse litotipo, o que pode caracterizá-los como migmatito estruturado em diques, de acordo com a terceira ordem de classificação proposta por Sawyer & Brown (2008) (Foto 4.22). Nessas rochas, quando presentes, o paleossoma é representado por fragmentos do metatexito estromático (Foto 4.22). Foto 4.21: Concentrações de minerais máficos (biotita, anfibólio?) formando estrutura schlieren em migmatito diatexítico. Visada em planta para ESE. 75 Foto 4.22: Diatexito com granada estruturado em dique. Notar paleossoma do metatexito estromático (apontado pela seta). Visada em planta. O martelo indica o norte. b.2) Diatexitos sem granada Essas rochas localizam-se na porção central da área de trabalho e fazem contato brusco com o ortognaisse, a leste, e gradacional ou por zonas de cisalhamento com o diatexito com granada, a oeste (Apêndice 1). Elas foram divididas em diatexitos do tipo schlieren (Fotos 4.23, 4.24, 4.25), schöllen (Fotos 4.26 e 4.27) e nebulítico (Foto 4.28), além de estruturado em diques (Foto 4.29). A estrutura schlieren é marcada pela presença de níveis orientados de biotita imersos no neossoma. Os aglomerados de encraves máficos e/ou ultramáficos imersos no neossoma constituem uma estrutura schöllen. Nessas rochas o neossoma é constituído por: (i) leucossoma, que representa a porção granítica, fanerítica média a fina, com biotita, por vezes, porfirítica, compostas por grãos euédricos a subédricos de feldspato potássico (microclina), bem como por plagioclásio, quartzo, mesopertita e minerais opacos. Os pórfiros do feldspato potássico podem atingir tamanhos maiores que 2cm. Alguns deles apresentam inclusões de biotita e orientação de fluxo magmático marcada principalmente pela orientação preferencial do feldspato alcalino (Foto 4.24). Em alguns corpos desse leucossoma é possível observar agregados de magnetita (Foto 4.30), que ocorre também em diques leucocráticos (Foto 4.31); e (ii) melanossoma, de coloração preta, composto por concentrados de biotita (Foto 4.23). 76 Foto 4.23: Matacão do diatexito sem granada com neossoma composto por leucossoma com mesoestrutura pegmatoidal e por schlieres de biotita marcando o paleossoma. Visada em perfil para NE. Foto 4.24: Neossoma do diatexito sem granada exibindo um leucossoma com pórfiros euédricos a subédricos de feldspato potássico. Notar orientação de fluxo magmático. Observar no canto esquerdo da rocha o aspecto de schlieres de minerais máficos. Visada em perfil para W. 77 Foto 4.25: Schlieres de biotita, acima do martelo, em migmatito diatexítico sem granada. Notar presença de porções pegmatoidais, além da orientação dos constituintes em matacão do migmatito. Visada em perfil para SE. Foto 4.26: Estrutura schöllen em migmatito diatexítico sem granada. Observar no canto direito contato brusco com o augen gnaisse. Visada em planta. O martelo indica o W. 78 Foto 4.27: Migmatito diatexítico sem granada com estrutura schöllen. Visada em planta para SSW. Foto 4.28: Estrutura nebulítica, acima da ponta do martelo, no migmatito diatexítico sem granada evidenciando uma alta intensidade de fusão. Observar, no canto inferior direito, margem difusa entre o neossoma granítico porfirítico e o paleossoma, o que sugere fusão parcial in situ de acordo com Sawyer (2008). Encraves máficos ocorrem com frequência. Visada em perfil para SW. 79 Foto 4.29: Migmatito diatexítico sem granada com neossoma estruturado em diques. Visada em planta. Foto 4.30: Agregado de magnetita em leucossoma granítico porfirítico no diatexito sem granada. Visada em planta. 80 Foto 4.31: Dique leucocrático com magnetita em diatexito sem granada. Observar zoneamento concentrando o metálico no centro da intrusão. Visada em planta. A ponta da bússola indica o norte. Em alguns locais, apesar do elevado grau de anatexia, que dá um aspecto nebulítico à rocha, o paleossoma ainda é visível (Fotos 4.28 e 4.33). Esse componente é um gnaisse paraderivado (Foto 4.32) e é encontrado distribuído em meio ao neossoma. O bandamento, nesse caso, é marcado pela alternância de níveis milimétricos a centimétricos, claros e escuros. Os claros são compostos por feldspatos, quartzo e, de forma subordinada, biotita. Por sua vez, os escuros apresentam a biotita como o mineral mais representativo seguido pelos félsicos. Encraves máficos também são encontrados dispersos e rotacionados de forma assimétrica em meio ao neossoma, o que sugere que os mesmos passaram por estágios de tensão e deformação (Foto 4.26). Nessa rocha pode ser observada uma foliação deformacional, que é marcada pela orientação dos encraves máficos ou pela presença de finas faixas de biotita (Foto 4.23). Além disso, zonas de cisalhamento com movimento cisalhante aparente dextral e diques félsicos aplíticos e pegmatoidais truncam essa unidade. 81 Foto 4.32: Aspecto do paleossoma do diatexito sem granada. Biotita gnaisse. Visada em planta. A bússola indica o norte. Foto 4.33: Diatexito sem granada com estrutura nebulítica. O neossoma ocorre bem distribuído por toda a rocha. Visada em planta. O martelo indica o norte. 4.1.3. Granodioritos Ocorrem nas porções leste e sudoeste da área de trabalho e ocupam cerca de 45% da área total (Apêndice 1). A rocha é cinza escura e, no geral, encontram-se fracamente alterada pelo intemperismo apresentando-se isotrópica (Foto 4.34). Esse granodiorito faz contato difuso com o migmatito estromático, a oeste, na porção leste da área de estudo. Na porção 82 leste do Farol de Itapuã, pode-se observar a presença de uma incipiente foliação de fluxo magmático (Foto 4.35). A macroestrutura da rocha é fanerítica média, sendo composta por biotita, plagioclásio, microclima, quartzo, hornblenda, clinopiroxênio, minerais opacos e apatita. Na maior parte da exposição, a rocha é equigranular. Pórfiros de plagioclásio e quartzo podem ser encontrados. Encraves máficos também são observados nessas rochas (Foto 4.35). A presença local de hidróxidos de ferro (limonita) sugere que houve a alteração intempérica de minerais máficos e/ou opacos. Associado com essa unidade é comum a presença de uma esfoliação esferoidal ou boulder exfoliation (OLLIER, 1969 apud JESUS, 1978) (Foto 4.34). Essa estrutura é formada quando o aquecimento provocado pelos raios solares gera uma diferença de temperatura entre a superfície e a porção interna da rocha. Como a rocha é má condutora de calor, formar-se-á uma superfície aquecida que, por dilatância, se fraturará em “escamas”. No afloramento estudado, é possível verificar a forte influência das fraturas no controle da formação da esfoliação. Foto 4.34: Aspecto macroscópico do granodiorito. Notar isotropia e faturamento circular devido ao intemperismo físico com formação de esfoliação esferoidal. Visada em planta. 83 Foto 4.35: Encrave microgranular máfico com forma elipsoidal e alongado segundo a foliação de fluxo magmático em granodiorito. Visada em perfil para SSW. Truncando essas rochas é comum a presença de diques graníticos, de espessura entre 2 e 25 cm, por vezes com biotita e/ou anfibólio (?) (Foto 4.36). Além disso, foram encontrados também xenólitos de rochas gnáissicas (Foto 4.37), evidenciando caráter intrusivo desse litotipo. Foto 4.36: Dique granítico com anfibólio (pontos pretos) em granodiorito. Observar que o dique está dobrado. Visada em perfil. 84 Foto 4.37: Encrave de rocha gnáissica em granodiorito. Notar semelhança desse encrave com os migmatitos paraderivados metatexíticos. Visada em planta. O lápis indica o norte. Em direção ao Farol de Itapuã algumas estruturas interessantes são observadas nessas rochas: (i) uma forte associação entre o granodiorito e uma rocha félsica, fanerítica média a fina em vários locais do afloramento (Fotos 4.38 e 4.39). Diques de aplitos semelhantes a essas rochas são encontrados truncando migmatitos e encraves máficos; (ii) a presença de dobras envolvendo os diques graníticos dobrados com foliação de fluxo magmático sendo plano axial a essas dobras (Foto 4.40). Em alguns casos formam dobras pitigmáticas (Foto 4.41); (iii) fraturas en èchelon que truncam o granodiorito e hospedam granitoides (4.42). Foto 4.38: Encrave félsico em granodiorito. Visada em planta. O martelo indica o norte. 85 Foto 4.39: Associação entre granitoide e granodiorito truncada por zona de cisalhamento. Visada em planta. O martelo indica o norte. Foto 4.40: Dique granítico dobrado em granodiorito. Visada em perfil para NNW. O martelo indica o norte. 86 Foto 4.41: Dique granítico dobrado truncando o granodiorito. Visada em perfil para E. O martelo indica o norte. Foto 4.42: Diques graníticos segmentados. Visada em planta. O martelo indica o norte. No afloramento foi possível verificar contatos reentrantes entre o granodiorito e uma rocha félsica sugerindo a presença de processos de magma mingling. Em alguns locais é possível observar que houve mistura química entre os magmas, processos envolvendo magma mixing (Foto 4.43). 87 Foto 4.43: Mistura química (mixing) entre um granitoide intrusivo e o granodiorito encaixante. Visada em perfil. Truncando os granodioritos podem ocorrer zonas de cisalhamentos rúpteis, cujos elementos estruturais e campos cinemáticos não puderam ser determinados. Nas cercanias do Farol de Itapuã, fraturas preenchidas por um mineral do grupo do epidoto podem ser observadas (Foto 4.44). A origem desse mineral pode estar relacionada com a circulação de fluidos hidrotermais tardios ao magmatismo que alteraram a rocha hospedeira. Foto 4.44: Mineral do grupo do epidoto no granodiorito. Visada em planta. 0 1 cm 88 4.1.4. Encraves Máficos Os encraves máficos ocorrem em toda área mapeada e encontram-se associados aos granitoides (Foto 4.45) (rochas ainda não descritas), aos migmatitos (Foto 4.46), aos ortognaisses (Foto 4.47) e aos granodioritos. Não são rochas cartografáveis na escala de trabalho, pois as dimensões desses corpos variam entre 5 e 200 cm. Os contatos dessas rochas com as encaixantes são bruscos. Esses corpos apresentam geometria alongada, por vezes, elípticas, nesse caso, em geral, encontram-se posicionados segundo a foliação da rocha encaixante, e angulares constituindo a mesoestrutura schöllen em migmatitos. Quando preservados do intemperismo mostram-se cinza escuros a pretos e quando pouco alterados, cinza a amarronzados. São rochas faneríticas muito finas a afaníticas. Foi analisada uma lâmina dessa rocha e pôde-se verificar a presença de hornblenda, plagioclásio, minerais opacos, clinopiroxênio e quartzo. Usualmente, esses encraves encontram-se truncados por diques de granitoides com orientação diversa. Foto 4.45: Encraves máficos associados ao granitoide. Visada em planta. O martelo indica o norte. Encrave máfico 89 Foto 4.46: Encrave máfico associado ao migmatito metatexítico estromático e ao ortognaisse. Notar diques félsicos truncando as rochas. Visada em perfil para SSW. Foto 4.47: Encraves máficos no ortognaisse. Observar que alguns deles são truncados pelo encaixante, o que sugere que, além da mistura física, houve mistura química. Visada em planta. A bússola indica o norte. 4.1.5. Granitoides Os granitoides ocorrem distribuídos em toda área de estudo representado 3% do total mapeado. Essa unidade se encontra como diques tabulares e descontínuos que truncam as rochas migmatíticas (Foto 4.12), granodioríticas (Foto 4.39), encraves máficos (Foto 4.46), ortognaisses (Foto 4.48) e diques máficos (Foto 4.49). As dimensões desses diques tabulares são variadas, desde 1 a 100 cm de espessura com comprimentos, em geral, maiores que 3 m. 90 Além disso, podem constituir corpos irregulares (Fotos 4.50 e 4.51). Em ambos os casos não são corpos cartografáveis, mas alguns diques estão representados no apêndice 1. As rochas encontram-se pouco alteradas pelo intemperismo. Apresentam coloração rosa claro a escuro, são isotrópicas, em maioria. Contudo, em alguns diques, uma foliação de fluxo magmático foi observada (Foto 4.52). Foto 4.48: Dique félsico granítico pegmatítico truncando o ortognaisse. Visada em planta. A bússola indica o norte. Foto 4.49: Dique granítico truncando dique máfico. Observar bifurcação, o que indica que se propagou de ESE para WNW. Notar o crescimento dos grãos de feldspato ortogonal às paredes da encaixante máfica. Visada em planta. A caneta indica o norte. 91 Foto 4.50: Afloramento do granitoide. Visada em seção para W. Foto 4.51: Encraves máficos associados ao granitoide. Visada em perfil para E. O martelo indica o norte. 92 Foto 4.52: Dique granítico com pórfiros de feldspatos alcalinos orientados segundo a foliação magmática (S0). Visada em planta. A bússola indica o norte. São rochas inequigranulares, faneríticas médias a grossas. Alguns diques formam corpos pegmatoidais. São compostas por proporções variáveis de plagioclásio, K-feldspato, quartzo e biotita. Os contatos são bem marcados com as encaixantes (Foto 4.53). Em alguns diques foram observadas uma foliação primária magmática (Foto 4.52), uma feição de entelhamento de grãos de feldspato potássico (Foto 4.54) e uma concentração de magnetita no centro dessa estrutura (Foto 4.55). Em geral, essas rochas não apresentam estruturas dúcteis. Entretanto, podem estar truncadas por zonas de cisalhamento rúptil-dúcteis a rúpteis com orientação geral N095° e movimento aparente predominante dextral, bem como por fraturas. Alguns diques podem ser utilizados como indicadores de sentido de fluxo magmático e outros como indicadores de paleotensão. No primeiro caso, é observada uma bifurcação onde a abertura dessa estrutura indica o sentido de fluxo. Com relação aos indicadores de paleotensão, isso pode ser obtido em diques em que há o crescimento de fenocristais de feldspato potássico ortogonal à direção das paredes da encaixante (Foto 4.49). 93 Foto 4.53: Dique félsico em contato brusco bem marcado com a encaixante ortognáissica. Visada em planta. A bússola indica o norte. Foto 4.54: Detalhe do nível pegmatoide do ortognaisse com feições sugerindo o “entelhamento” dos grãos durante o fluxo magmático. Visada em planta. A bússola indica o norte. 94 Foto 4.55: Concentração de magnetita em dique félsico no migmatito sem granada. Visada em planta e perfil para NW. A bússola indica o norte. 4.1.6. Diques Máficos Essa unidade aflora na porção central da área (Apêndice 1) e correspondem a, aproximadamente, 2% da área cartografada. Baseado nas relações de corte e aspectos de campo, nos afloramentos foram identificados três corpos principais, sendo dois de uma geração mais nova e um de uma mais antiga. Quanto ao grau de intemperismo, encontram-se pouco alterados. São corpos tabulares (Fotos 4.56 e 4.57) e possuem coloração cinza escuro a preta quando preservadas do intemperismo e amarronzada quando fortemente alteradas. São rochas maciças, isotrópicas e equigranulares na escala de mão, bem como afaníticas a faneríticas muito finas. Além disso, são truncadas por zonas de cisalhamento rúpteis. O dique mais velho possui direção aproximadamente N-S, possui espessura em torno de 2 m e comprimento maior que 10 m. O contato dessa rocha é brusco e irregular com os ortognaisses (Foto 4.58) e com granitoides porfiríticos. Diques félsicos são encontrados truncando essas rochas, em contatos irregulares, difusos e/ou bruscos (Fotos 4.59 e 4.60). Além disso, foi encontrado um xenólito de rocha gnássica engolfado pela encaixante (Foto 4.61). A rocha é fanerítica muito fina a afanítica composta por plagioclásio, clinopiroxênio, clorita e minerais opacos. 95 Foto 4.56: Dique máfico com geometria tabular e contatos bruscos e retos com o ortognaisse. Observar espessura de aproximadamente 1,2 m. Notar segmentação para a esquerda. Visada em perfil para NW. O martelo indica o norte. Foto 4.57: Dique máfico tabular de menor espessura. Visa em perfil. O martelo indica o norte. 96 Foto 4.58: No primeiro plano observam-se diques de granitos truncando ortognaisse bem como o encrave máfico deformado. No segundo plano tem-se um dique máfico cortando as rochas. Visada panorâmica e o martelo indica o norte. Foto 4.59: Diques félsicos truncando o dique máfico. Observar contato irregular com encaixante gnaissificada. Visada em planta. O martelo indica o norte. 97 Foto 4.60: Dique granítico truncando dique máfico. Visada em planta. O martelo indica o norte. Foto 4.61: Xenólito do ortognaisse no dique máfico. Visada em planta. A bússola aponta para o norte. Os dois diques mais novos apresentam direção em torno de N320° e N340°, espessuras em torno de 1,5 e 0,4 m e comprimentos de até 100 e 15 m, respectivamente. Os contatos dessas rochas são retos e bruscos com o granodiorito, ortognaisses e migmatitos, o que sugere que as encaixantes estavam no estado sólido e em condição rúptil durante a intrusão do magma máfico (BARBARIN & DIDIER, 1992; TOMBA, 2012). Em campo foi observado que esse um desses diques apresenta uma bifurcação (Foto 4.62), esse marcador pode ser utilizado como indicador do sentido de colocação do magma que deu origem a essas rochas e propagação da fratura que hospedou essa rocha. A bifurcação apresentada sugere 98 que, para esse exemplo, o sentido de preenchimento foi de SE para NW. Resultado igual a esse também foi observado por Corrêa Gomes et al. (1991) no estudo de diques máficos aflorantes na zona costeira de Salvador. Esses diques estão fraturados e exibem notável esfoliação esferoidal (Foto 4.63). Essa feição é controlada principalmente por direções de fraturas e pela estrutura maciça e granulação uniforme. Foto 4.62: Bifurcação apresentada por dique máfico mais novo. Visada em seção para SE. Foto 4.63: Esfoliação esferoidal visível próximo ao cabo do martelo no dique máfico indeformado. Visada em planta. O martelo indica o norte. 99 4.1.7. Rochas Carbonáticas, Terrígenas e Sedimentos a) Rochas Carbonáticas Ocorrem bem distribuídas em toda a área mapeada em forma de arrecifes. De acordo com a nomenclatura proposta por Dunham (1962), baseado na textura deposicional, foram classificadas como packstones e grainstones. Os componentes principais são fragmentos esqueletais (tubos de vermes e conchas) e siliciclásticos. Na matriz ocorre lama e cimento carbonático. Majoritariamente, grãos de quartzo dos tamanhos areia e grânulo ocupam o arcabouço (Foto 4.64). Nota-se que esses litotipos envolvem matacões e blocos das rochas contíguas. Foto 4.64: Aspecto macroscópico das rochas carbonáticas. Visada em planta. b) Rochas Terrígenas Compreendem ortoconglomerados polimíticos (Foto 4.65). O arcabouço varia de grânulo a matacão. Os clastos são subangulosos a subarrendondados, mal selecionados, compostos por quartzo, rochas granodioríticas, graníticas e máficas, além de gnássicas e migmatíticas. A proporção varia de acordo com a localização desses litotipos. A matriz é composta essencialmente por grãos de quartzo do tamanho areia e carbonatos (fragmentos de conchas e tubos de vermes). O cimento é carbonático e/ou silicoso. 100 Foto 4.65: Vista panorâmica dos ortoconglomerados. Visada em perfil para NE. c) Sedimentos Correspondem a areias de praia retrabalhadas constantemente pela água do mar constituídas por grãos de quartzo, minerais pesados e bioclastos (fragmentos de conchas, espículas de equinodermas e gastrópodes). Ocorrem também rolados de seixos a matacões representados pelos fragmentos das unidades aflorantes contíguas (Foto 4.66). Foto 4.66: Vista panorâmica com fragmentos de rocha rolados e areias de praia. Visada em perfil para NW. 101 4.2. Geologia Estrutural O levantamento estrutural realizado permitiu o reconhecimento de estruturas rúpteis e dúcteis. As estruturas dúcteis apresentam trend geral NE-SW, compatível com a orientação geral do Cinturão Salvador-Esplanada. Com relação às estruturas rúptil-dúcteis, embora alguns indicadores de movimento possam ter sido observados para as zonas de cisalhamento, a lineação não foi observada nessas estruturas. Deste modo, os movimentos são considerados como aparentes e somente relacionados com a componente direcional de cisalhamento. As estruturas foram levantadas, hierarquizadas e organizadas seguindo a “Regra da Mão Direita (Right Hand Rule)” e tratadas através do programa Stereonett. A classificação das estruturas foi baseada em Twiss & Moores (2003), Passchier & Trouw (2007), Van Der Pluijm & Marshak (2007). 4.2.1. Unidades geológicas principais e estruturas associadas Como será demonstrado a seguir, o levantamento do arcabouço estrutural permitiu identificar uma família de estruturas compressionais associadas com duas fases de deformação progressiva, denominadas de Dn e Dn+1. Tendo em vista a superposição de estruturas deformacionais, a fase Dn será subdividida em três estágios. Nessa seção as estruturas deformacionais serão apresentadas separadamente por unidades cartografadas. As estruturas planares e lineares serão descritas e hierarquizadas visando facilitar o entendimento pelo leitor, para em seguida ser realizada a análise estrutural clássica das fases deformacionais em um maior grau de detalhe. Tendo em vista a presença de um plano de deformação marcado pela presença de minerais orientados que foram gerados sob condições metamórficas, pode-se classificar essa estrutura como uma xistosidade, de acordo com as definições da International Union of Geological Sciences Subcomission in the Systematics of Metamorphic Rocks publicadas por Feetes & Demons (2007). a) Ortognaisses Essas unidades apresentam, predominantemente, uma xistosidade (Sn) espaçada, descontínua (rough), anastomótica (Sensu Passchier & Trouw, 2007), e marcada pelo alinhamento preferencial de biotita, quartzo e feldspato potássico. Nessas rochas os grãos de feldspato potássico ocorrem como porfiroclastos com geometria augen, podendo atingir 3 cm de comprimento e estão contornados pela xistosidade (Foto 4.67). Nessas rochas é possível 102 observar a presença de uma matriz de menor granulometria e também a presença de domínios com proporções variáveis de intensidade de estiramento do K-feldspato. A partir dessa observação, considera-se que provavelmente a foliação nessas rochas está associada com o desenvolvimento de zonas de cisalhamentos dúcteis, que levou à redução da granulometria da rocha. Desta forma, de acordo com Passchier & Trouw (2007), essa foliação pode ser classificada como milonítica. Nos domínios de menor deformação, mesomiloníticos, a foliação é anastomótica. Nos domínios de maior deformação, menos frequentes, ultramiloníticos, um bandamento milimétrico a centimétrico e uma foliação contínua podem ser observados. Nesses domínios pode ser interpretado que a deformação estirou fortemente os grãos de feldspatos. A lineação de estiramento mineral não foi observada nessas rochas, tendo em vista que no afloramento não há exposição do plano XY do elipsoide de deformação finita. Foto 4.67: Estrutura do tipo augen contornada pela xistosidade, que é marcada, principalmente, por grãos de biotita. Visada em planta. A foliação milonítica e o bandamento associado a essas rochas encontram-se dobrados. As dobras são predominantemente do tipo chevron, desarmônicas, com charneiras angulosas e flancos retos. De acordo com a classificação de Fleuty (1964), essas estruturas podem ser classificadas como reclinadas. Com relação ao ângulo interflancos, as dobras são fechadas a cerradas. Em algumas dobras é possível verificar um adelgaçamento dos flancos com relação às charneiras (Foto 4.68). 103 Foto 4.68: Dobras desenvolvidas no ortognaisse (augen-milonito). Visada em planta. A caneta indica o norte. Um enxame de diques félsicos e máficos, além de falhas e zonas de cisalhamento com orientação geral N090° e movimento predominante aparente dextral truncam as estruturas anteriormente descritas. No geral, no interior das falhas podem ser observados fragmentos angulosos. Nas zonas dúctil-rúpteis pode ser observada uma foliação espaçada e planar. b) Paragnaisses Migmatíticos Em conjunto, sejam os metatexíticos ou os diatexíticos, essas rochas exibem uma xistosidade (Sn) marcada pelo alinhamento preferencial de grãos de biotita, quartzo e feldspatos. De acordo com Passchier & Trouw (2007), essa estrutura pode ser classificada como xistosidade espaçada, plana e paralela. Uma lineação de estiramento mineral desenvolve-se sobre a estrutura e é marcada, principalmente, por grãos quartzo e feldspatos. Nos planos de xistosidade, a lineação de estiramento mineral pode apresentar baixo (Foto 4.69), médio e alto rake (Foto 4.70), predominando a última. Internamente à foliação dos migmatitos estromáticos, dobras isoclinais intrafoliais sem raiz podem ser observadas (Foto 4.71). 104 Foto 4.69: Lineação de estiramento mineral de baixo rake associada ao paragnaisse migmatítico. Visada em planta. Foto 4.70: Lineação de estiramento mineral de alto rake em paragnaisse migmatítico metatexítico estromático. Visada em perfil para NW. 105 Foto 4.71: Dobras intrafoliais, isoclinais, sem raiz, associadas ao leucossoma do migmatito estromático. Foliação Sn’, em verde, que está paralelizada à foliação Sn”, em vermelho, formando a superfície Sn’//Sn”. Visada em planta. A bússola indica o norte. Paralelamente à xistosidade pode ser observado um bandamento composicional gnáissico que é marcado pela alternância de rochas com proporções variadas de granada, quartzo, feldspatos e biotita, bem como pela presença de níveis ricos em quartzo e pela presença de encraves máficos boudinados. A foliação e a lineação de estiramento encontram-se dobradas. Desta forma, em virtude da lineação estar dobrada juntamente com a foliação que a hospeda, o dado relacionado com o rake, mencionado acima, não pode ser considerado para efeito de análise estrutural. Dobras são observadas em campo, bem como interpretadas a partir da distribuição da foliação em mapa (Apêndice 1) e podem ser classificadas, em geral, como desarmônicas, fechadas, apertadas ou isoclinais, abertas também ocorrem (Foto 4.72). A charneira é arredondada (Foto 4.73). Dobras parasíticas assimétricas em “Z” e em “S” também foram encontradas (Fotos 4.74 e 4.75), além de simétricas em “M” ou “W”. A foto 4.76 exibe a presença de feições de interferência em laço (Sensu Ramsay, 1987) nessas rochas. 106 Foto 4.72: Bandamento e xistosidade dobrados no metatexito estromático. Visada em planta. A bússola indica o norte. Foto 4.73: Dobra fechada, harmônica, com chaneira arredondada em metatexito estromático. Visada em planta. O martelo indica o norte. 107 Foto 4.74: Leucossoma do migmatito estromático dobrado. Visada em planta. A bússola indica o norte. Foto 4.75: Dobras parasíticas, assimétricas, em “Z” no paragnaisse migmatítico. Visada em planta. A bússola indica o norte. 108 Foto 4.76: Figura de interferência em laço, do tipo 3 de Ramsay (1967), em paragnaisse migmatítico. Visada em planta. A bússola indica o norte. Nessas rochas, diversos diques de granitoides truncam as estruturas dúcteis. Zonas cisalhamento dúctil-rúpteis com orientação N065° e movimento aparente dextral (Foto 4.77) e, subordinadamente, zonas de cisalhamento dúctil-rúpteis com orientação N090° truncam as estruturas anteriormente descritas nessas rochas. Nas zonas de cisalhamento os indicadores de movimento observados foram dobras de arrasto e off-sets de marcadores. Localmente, o efeito do cisalhamento fez com que a foliação nessas rochas rotacionasse de NE-SW para N330° a N350°. Em alguns casos, essas estruturas provocam a rotação rígida, levado à verticalização do mergulho da foliação. Fraturas de tração preenchidas por quartzo leitoso foram observadas. Essas estruturas ocorrem truncando a xistosidade, o bandamento e flancos de dobras parasíticas. Entretanto, em virtude das condições de temperatura e pressão confinante que atuaram durante a migmatização, não se pode interpretar a associação dessas estruturas com a presença de processos relacionados com o deslizamento flexural na geração das dobras. 109 Foto 4.77: Zona de cisalhamento dúctil-rúptil com movimento aparente dextral em paragnaisse migmatítico sem granada. Observar que o dique granítico também é afetado pelo deslocamento. Visada em planta. A bússola indica o norte. c) Granodioritos Em sua maior parte, a rocha encontra-se isotrópica. Entretanto, em alguns locais pôde ser observada uma foliação de fluxo magmático (Foto 4.35). A direção dessa estrutura varia de N325° a N355° e o mergulho entre 65° e 85° de NE a SE. Essa unidade apresenta-se truncada por zonas de cisalhamento dúctil-rúpteis e rúpteis e fraturas (Foto 4.78). Diques graníticos são observados truncando essas rochas. Esses diques encontram-se dobrados em meio a uma rocha sem deformação no estado sólido (Foto 4.36, 4.40, 4.41). Dessa forma, sugere-se que a colocação desses diques ocorreu em estágio ainda plástico, mas com a rocha hospedeira já praticamente cristalizada, no estado sub-solidus. Entretanto essa deformação estaria ainda relacionada com estágio magmático e tardiamente às principais fases de deformação dúcteis identificadas para a área de estudo. 110 Foto 4.78: Zona de cisalhamento truncando granodiorito. Visada em planta. O martelo indica o norte. d) Diques máficos e félsicos Os diques não apresentam estruturas dúcteis como foliações e dobras. As principais estruturas deformacionais observadas nessas rochas foram: (i) juntas de resfriamento (cooling joints) (Foto 4.79), possivelmente associadas com deformações durante o resfriamento da rocha; (ii) zonas de cisalhamento rúptil-dúcteis e rúpteis, que foram nucleadas após a rocha estar cristalizada (Foto 4.80); e (iii) dobras de arrasto (Foto 4.81), de acordo com Corrêa Gomes (1992). Foto 4.79: Juntas de resfriamento tranversais próximas ao contato entre o dique máfico e o paragnaisse migmatítico. Visada em planta. O martelo indica o norte. 111 Foto 4.80: Falha com deslocamento aparente dextral em dique félsico que trunca o dique máfico mais velho. Visada em planta. Foto 4.81: Dobras de arrasto em dique máfico. Visada em planta. A bússola indica o norte. 4.2.2. Fases deformacionais compressionais O levantamento estrutural da área de estudo permitiu a identificação de duas fases deformacionais compressionais distintas denominadas de Dn, dúctil, e Dn+1, dúctil-rúptil. Além das estruturas dúcteis e dúctil-rúpteis, fraturas e falhas foram observadas. A fase Dn foi a mais importante na área estudada e responsável pela estruturação dos contatos atuais entre os ortognaisses e paragnaisses migmatíticos. A partir da análise 112 estrutural, foi possível subdividir essa fase em três estágios de deformação progressivos, denominados de Dn’, Dn” e Dn”’. O estágio Dn’ é marcado pela presença da xistosidade e do bandamento (Sn’), que está presente nas dobras intrafoliais, isoclinais (Foto 4.70). Essa estrutura foi transposta por uma foliação do estágio Dn” denominada de Sn’//Sn”. Nesse estágio de deformação houve também a formação da lineação de estiramento mineral (Lxn”) e de dobras intrafoliais, isoclinais, sem raiz. A figura 4.2 apresenta o diagrama de isodensidade polar para a foliação Sn”. Nessa figura pode ser observado que a foliação apresenta um plano máximo posicionado em N056°/67°SE. Nota-se nesse diagrama que há uma forte dispersão dos dados. O mergulho dessa estrutura variou entre 60° e 80° e o azimute entre 340° e 80°. Por sua vez, a lineação de estiramento mineral (Lxn”) orienta-se, preferencialmente, segundo 62° p/ 099° (Figura 4.3). Nesse caso, a distribuição dos dados apresenta menor dispersão com relação aos dados de foliação. A Lb calculada foi de 058° p/ 096°. Figura 4.2: Diagrama de isodensidade polar da foliação Sn” e guirlanda. N = número de medidas. Hemisfério inferior. 113 Figura 4.3: Diagrama de isodensidade polar para a lineação de estiramento Lxn”. N = número de medidas. Hemisfério inferior. A presença de estruturas como foliação, lineação de estiramento e dobras isoclinais, intrafoliais, sugerem que esse estágio de deformação está relacionado com a nucleação de zonas de cisalhamentos. No estágio Dn”’ foram geradas as dobras (Fn’”) que rotacionaram as estruturas das fases anteriores. Essas dobras orientam-se, em geral, segundo NE-SW. A interferência entre os estágios Dn’ e Dn” levou ao desenvolvimento da feição de interferência do tipo Laço (Sensu Ramsay, 1987). A fase Dn+1 de deformação foi responsável por nuclear zonas de cisalhamento dúctilrúpteis com orientação geral N040° e movimento aparente dextral que truncam das estruturas da fase a Dn presentes nos ortognaisses e migmatitos, bem como os granodiorito, granitoides e dique máfico mais antigo. A lineação de estiramento mineral não foi observada nessas estruturas. As fraturas de tração preenchidas por quartzo também podem ter sido geradas durante esse estágio. O diagrama estereográfico apresentado na figura 4.4 mostra a orientação dessas estruturas. A lineação de crescimento mineral da foto 4.49 sugere que esse dique foi gerado durante essa fase de deformação. 114 Figura 4.4: Diagrama de planos de zonas de cisalhamento dextrais encontradas nos afloramentos da área de estudo. Hemisfério inferior; N = número de medidas. As atitudes das zonas de cisalhamento e lineações de estiramento mineral sugerem que as rochas estudadas durante as fases Dn e Dn+1 foram submetidas a um campo de encurtamento com tensão principal segundo NW-SE. Para a fase Dn a tensão mínima posiciona-se verticalmente e para a fase Dn+1 posiciona-se na horizontal segundo NE-SW. A figura 4.5 apresenta uma síntese da evolução estrutural proposta para a área de trabalho. 115 Figura 4.5: Síntese da evolução estrutural da área de trabalho. 116 4.3. Discussões 4.3.1. Discussões sobre aspectos relacionados com os litotipos Na área de estudo ocorrem rochas com estrutura gnáissica para e ortoderivadas. As relações de contato entre as unidades são muito difíceis de serem estabelecidas tendo em vista a grande quantidade de sedimentos na área. O ortognaisse cartografado ocorre associado às rochas paraderivadas. Esses gnaisses apresentam a mesma foliação deformacional que os paragnaisses. Não se tem as idades dessas rochas, mas possivelmente elas são intrusivas nos protólitos metassedimentares. As relações originais não estão preservadas, mas pode-se supor que esses corpos formavam antigos sills que intercalaram-se com sequências estratificadas. No caso dos encraves associados com as rochas migmatíticas, sugere-se que sejam rochas vulcânicas máficas associadas com a sequência sedimentar, supracrustal. Alternativamente, podem ser uma soleira subvulcânica ou diques que foram deformados. Durante as deformações que geraram o bandamento dos paragnaisses, essas rochas foram boudinadas por possuírem alto contraste de competência com a matriz. A partir das relações de corte, duas gerações de diques foram encontradas. Os diques máficos mais velhos estão cortados por diques félsicos. Os diques máficos mais jovens não estão cortados por essas estruturas e são considerados as rochas mais jovens do afloramento. Por sua vez, as relações de contato entre granodiorito e granitoides são sugestivas de que pelo menos uma parte dessas rochas félsicas intrudiram a crosta coetaneamente com os granodioritos. Embora não sejam claras as relações de contato entre o granodiorito e o dique mais velho, como esse dique não está deformado pelas fases de deformação Dn e está truncado pelos granitoides, sugere-se que a idade de cristalização dessa rocha máfica é próxima à idade de cristalização do granodiorito e granitoides associados. Ainda com relação aos granitoides, pode-se também sugerir que os diques faneríticos e pegmatitos encontrados, tanto no paragnaisse quanto no ortognaisse, podem ter sido originados pela migmatização dos paragnaisses cartografados e/ou pela cristalização magmática residual de um magma intrusivo. Um desses candidatos poderia ser o granodiorito cartografado. Na área de ocorrência do granodirito foram observados corpos de granitoides em contato irregular ou formando diques. O contato irregular entre essas rochas sugere a atuação de processos relacionados com magma mingling. Diferenças de viscosidade, temperatura, composição dos diferentes tipos de magmas envolvidos e regime tectônico são os principais fatores que influenciam na imiscibilidade de “líquidos” (SIAL & MCREATH, 1984; 117 FURMAN & SPERA, 1985; SPARKS & MARSHALL, 1986; WERNICK, 2004; FROST & MAHOOD, 1987 apud JACOBS, 2012). Nesse contexto, segundo Barbarin & Didier (1992) e Barbarin (2005), o grau de cristalinidade e a reologia de um magma félsico no momento da injeção de um magma máfico são os elementos fundamentais para determinar se haverá imiscibilidade ou mistura de magmas. Esses autores propuseram uma sequência de quatro estágios para explicar processos envolvendo mistura e não mistura de magmas, quais sejam (Figura 4.6). Figura 4.6: Diferentes tipos de hibridização obtidos por injeção de magma máfico num sistema granítico em diferentes estágios de cristalização do magma félsico. O aumento da cristalinidade e, subsequentemente, da viscosidade do magma félsico reduz progressivamente as interações/trocas entre os magmas coexistentes. CRISTALIZAÇÃO DO MAGMA FÉLSICO Fonte: Barbarin & Didier (1992). Desta forma, os estágios podem ser assim explicados: Estágio 1: Se o magma máfico for introduzido antes do começo da cristalização do magma félsico, haverá um mixing completo envolvendo troca química, mecânica e térmica entre o magma máfico e o magma félsico crustal, o que resultará na gênese de um magma híbrido homogêneo. 118 Estágio 2: Se magma máfico for injetado após um certo intervalo de tempo do começo da cristalização do magma félsico, o contraste de viscosidade entre os magmas coexistentes poderá ser amplo o suficiente para permitir que somente uma mistura mecânica (mingling). O magma máfico se subdividirá e ocorrerá disperso no magma félsico na forma de encraves microgranulares máficos. O mingling resultará em um aumento das superfícies de contato entre os dois componentes e promoverá uma transferência química entre os encraves microgranulares máficos e a rocha hospedeira; Estágio 3: Se o magma máfico for introduzido quando o magma félsico estiver parcialmente cristalizado ele será canalizado para fraturas precoces das rochas graníticas quase sólidas e irá interagir com os “líquidos” félsicos tardios apenas localmente para formar diques sin-plutônicos fragmentados ou compostos. Nesses diques a troca química é limitada de tal modo que não há equilíbrio isotópico entre os encraves e a encaixante segundo Barbarin et al. (1989), Barbarin (1989) apud Barbarin & Didier (1992); Estágio 4: A injeção tardia de magma máfico numa rocha granítica solidificada resultará na formação de diques máficos contínuos. O contraste de reologia entre os dois componentes será tão alto que a maioria das trocas será inibida; As características observadas em campo permitem sugerir que na área de estudo temse mesoestruturas indicativas, principalmente, do estágio 2 de Barbarin & Didier (1992) e Barbarin (2005) para os diferentes tipo de interação entre magmas máficos e félsicos. Com relação aos encraves máficos do granodiorito, possivelmente trata-se de uma mesoestrutura associada com a coexistência de dois magmas num processo de magma mingling semelhante ao que foi interpretado anteriormente. O mineral do grupo do epidoto encontrado em fraturas no ortognaisse e no granodiorito pode ter sido resultante do processo hidrotermal que altera o plagioclásio (saussuritização) das rochas encaixantes dessas estruturas. Esses fluidos migraram através de fraturas e/ou zonas de cisalhamento. 4.3.2. Discussões sobre a Geologia Estrutural No afloramento estudado, a variação do mergulho da foliação Sn ente 060° e 080°. Apesar dessa variação não ser muito intensa, no afloramento pode-se observar inúmeras exposições de dobras que rotacionaram a foliação Sn. Nesse sentido, na seção geológica e no apêndice 1 foram interpretadas algumas dobras. Essas dobras são apertadas e o conjunto sugere a existência de uma envoltória sinformal com vergência para NW. Essa dobra 119 provavelmente representa uma parasítica de dobras de primeira ordem, tendo em vista os resultados obtidos por Alem-Marinho (2013) no afloramento da porção leste da Praia da Paciência em Salvador. Nesse afloramento, a vergência encontrada pelo autor foi para SE. Dessa forma, sugere-se a existência de uma megadobra regional na zona costeira da cidade de Salvador. Nos afloramentos estudados existem zonas de cisalhamento com direção geral N095° e movimento aparente dextral associadas com a fase Dn+1. A partir de comparações de dados obtidos por Barbosa et al. (2005), Souza (2008), Abrahão Filho (2009), Souza-Souza (2010) e Alem Marinho (2013) em outros afloramentos da zona costeira de Salvador pode-se sugerir que essa fase de deformação gerou zonas de cisalhamento anastomóticas na escala adotada nesse trabalho e na escala de mapeamento da cidade de Salvador. O campo de tensão obtido pelos autores supracitados é semelhante ao que foi encontrado no afloramento do setor W do Farol de Itapuã. A distribuição das estruturas deformacionais compressionais observadas em campo permitiu correlacioná-las com as encontradas por Barbosa & Sabaté (2002) e Souza (2013) e relacionadas com a deformação riaciana-orosiriana do Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá. Desta forma, a fase Dn interpretada está vinculada à evolução deformacional de caráter tangencial desse orógeno. Como o paleossoma dos migmatitos estão dobrados e truncados por veios e diques leucocráticos, alvitra-se que a migmatização ocorreu sin a tardi-deformação Dn. Com isso, propõe-se que o pico metamórfico e anatético teria ocorrido no estágio Dn’”. A colocação do granodiorito e da rocha félsica a ele associada, bem como dos diques félsicos, possivelmente se deu tardiamente ao estágio Dn”’, pois essas rochas apresentam xenólitos de ortognaisse com foliação Sn’//Sn” e estão truncados por zonas de cisalhamento da fase Dn+1. A fase Dn+1 está relacionada com a estruturação da mega-flor positiva regional proposta por Barbosa & Sabaté (2002). Um aspecto importante é que tanto as rochas paraderivadas quanto as ortoderivadas possuem o mesmo registro estrutural. As estruturas rúpteis tais como falhas e fraturas possivelmente estão relacionadas com a fragmentação do Rodínia e/ou a abertura do Oceano Atlântico. Alguns diques félsicos e máficos encontrados na área de trabalho mostram bifurcações. De acordo com Corrêa-Gomes et al. (1991, 1992 e 1996) e Tomba (2012), tais bifurcações podem ser utilizadas como indicadores do sentido de propagação das fraturas e do fluxo magmático (Figura 4.7). A partir dos dados levantados em campo, sugere-se que a propagação dos diques máficos na área de estudo foi de SE para NW e dos félsicos de ESE 120 para WNW. Resultado semelhante a esse foi obtido por Gomes et al., (1989 apud OLIVEIRA & KNAUER, 1993) para os diques máficos de Salvador. Figura 4.7: Principais formas dos diques máficos da orla de Salvador. 1) Tabular. 2) Lenticular e zigue zague/segmentado. 3) Bifurcado com ramos estreitos. 4) Bifurcado com ramos largos. As setas indicam o sentido do fluxo magmático. Fonte: Corrêa-Gomes et al. (1991). Ainda com relação aos magmas máficos, juntas de resfriamentos foram observadas nos diques mais novos. A geometria do conduto que hospedará o magma e as posições dos tensores regionais durante a solidificação do magma são os fatores que controlam a orientação das juntas internas nos diques máficos (CORRÊA GOMES et al., 1991). A partir da análise dessas estruturas, foi possível sugerir a direção do campo de tensão atuante durante a cristalização desse dique como estando orientado segundo NNW-SSE de acordo com a figura 4.8. Esse campo é razoavelmente compatível com as tensões regionais associadas com a fase Dn+1, ou seja, sigma 1 e sigma 3 horizontais. Figura 4.8: Orientação das juntas de resfriamento nos diques. 1) Paralela e ortogonal às margens do conduto. 2) Paralelas e ortogonais nas margens e diagonais no centro. 3) Progressivamente curva para dentro. 4) Diagonal. As setas indicam a posição do tensor principal. N Modificado de Corrêa Gomes et al. (1991). 121 CAPÍTULO 5 – CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES A partir do mapeamento geológico e estrutural de campo realizado nas cercanias da Praia do Farol de Itapuã, pode-se declarar que: 1) A área de estudo apresenta paragnaisses migmatíticos, ortognaisses com estrutura augen, granodioritos, granitoides diversos, diques máficos, rochas carbonáticas, terrígenas e sedimentos recentes. 2) Os paragnaisses migmatíticos podem classificados como metatexitos e diatexitos. Os primeiros apresentam as estruturas estromática, patch, net-estruturado ou estruturado em rede e com estrutura de dilatação. Os diatexitos puderam ser cartografados baseado na presença ou não de granada. Esses migmatitos exibem estruturas schlieren, nebulítica e schöllen. Além disso, os diatexitos e os metatexitos também puderam ser classificados com estruturados em diques. A migmatização foi influenciada, principalmente, pelo tipo de rocha e pelo grau metamórfico. 3) A área de estudo foi submetida a duas fases de deformação compressionais distintas denominadas de Dn, dúctil, e Dn+1, dúctil-rúptil. A fase Dn foi subdividida em três estágios deformacionais progressivos designados de Dn’, Dn” e Dn’”. No primeiro, houve a formação do bandamento Sn’ (So?), que se encontra associado com as dobras intrafoliais, isoclinais, sem raiz do estágio seguinte Dn”. Com a evolução da deformação e transposição das estruturas, a superfície Sn’ foi paralelizada à foliação mais nova Sn” estruturando a foliação Sn’//Sn”. No estágio Dn” também foi formada a lineação de estiramento Lxn”. O terceiro estágio Dn”’, foi responsável pela formação de dobras e de uma figura de interferência em laço. Além disso, houve a colocação do corpo granodiorítico. As relações de campo sugerem que a migmatização ocorrem no estágio Dn”’. A fase seguinte, Dn+1, foi caracterizada pela nucleação das zonas de cisalhamento dúctil-rúpteis com orientação geral N040° movimento predominante dextral. Para a fase Dn a tensão principal posicionou-se segundo NW-SE e a tensão mínima foi vertical. Na fase Dn+1 as tensões máxima e mínima são horizontais e posicionadas segundo NW-SE e NE-SW. 4) O levantamento do arcabouço estrutural permitiu sugerir que a área de estudo representa uma dobra parasítica associada com o flanco de uma megadobra regional, cuja posição espacial ainda não foi determinada. 5) A rochas da área de estudo passaram por uma evolução geológica polifásica compressional associada com um evento deformacional, metamórfico e magmático. 122 6) Visto que não foi possível uma análise das seções delgadas litotipos da área de estudo, recomenda-se um estudo detalhado da petrologia, geoquímica e geocronologia das unidades aflorantes, além de estabelecer relações entre elas e as de áreas vizinhas, a fim de caracterizar a evolução crustal local dessa região cratônica. 7) Sugere-se, tembém, um estudo de inclusões de magma (melt inclusions) com intuito de caracterizar a natureza do magma anatético primitivo. 123 CAPÍTULO 6 - REFERÊNCIAS ABRAHÃO FILHO, E.A. 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