ÁCIDAS DO TIPO CHAPECÓ - Cristalização Fracionada em Equilíbrio

7. ESTRATIGRAFIA

8.1 Cristalização Fracionada em Equilíbrio

8.1.3 ÁCIDAS DO TIPO CHAPECÓ

Na Tabela 12, foram testadas quatro passagens de basaltos alto-Ti (Paranapanema e Pitanga) e andesito para rochas ácidas do tipo ATC (Guarapuava, Ourinhos e Tamarana). Pode-se afirmar que todas as passagens testadas são pouco prováveis de acontecer devido ao ajuste dos elementos-traço serem ruins.

8.2 CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA RAYLEIGH

Foram testados os ajustes dos elementos traço em um processo de cristalização fracionada em desequilíbrio para as passagens de basalto de alto-Ti (Paranapanema e Pitanga) para ácidas do tipo ATC (Guarapuava, Tamarana e Ourinhos). A cristalização fracionada em desequilíbrio Rayleigh é dada pela equação: C1,L = C0 x F (D-1) : onde C1,L = concentração do

elemento “1” no líquido final, F = fração líquida residual, D = coeficiente de partição global

Para a realização destes testes foi levado em consideração o fato de nas análises petrográficas das rochas ácidas do tipo ATC possuir fenocristais de plagioclásio com bordas corroídas, indicando um desequilíbrio deste mineral com o líquido magmático residual. O plagioclásio utilizado para os cálculos apresenta valor de An63, por corresponder ao plagioclásio mais comum nos basaltos. O passo seguinte foi calcular as composições químicas das rochas ATC subtraindo 5, 10 e 15% de plagioclásio (An63), tabelas 13 e 14.

Pelo fato de algumas seções colunares das regiões central e norte da PMP as rochas ATP coexistirem com basaltos de alto-Ti, Figuras 7.14 e 7.15, era de se esperar que o processo de cristalização fracionada fosse possível um basalto gerar as ATCs. Como os resultados mostraram que isso não era possível de acontecer, foi então testado o processo de cristalização fracionada em desequilíbrio. Os resultados das passagens testadas podem ser encontrados nas tabelas 15 a 17, a seguir.

Tabela 13. Composições químicas do Guarapuava subtraindo 5, 10 e 15% de plagioclásio (An63) e

5% de plagioclásio (An63) das rochas do tipo Tamarana.

Guarapuava 5% Guarapuava 10% Guarapuava 15% Tamarana 5% SiO2 66,68 67,49 68,40 67,28 TiO2 1,54 1,63 1,72 1,50 Al2O3 11,94 10,94 9,81 12,69 FeOt 7,13 7,50 7,90 7,11 MnO 0,17 0,18 0,19 0,19 MgO 1,41 1,49 1,58 1,12 CaO 2,56 1,99 1,34 1,94 Na2O 3,64 3,61 3,58 3,52 K2O 4,44 4,68 4,94 4,19 P2O5 0,48 0,51 0,54 0,46 SOMA 100,00 100,00 100,00 100,00

Tabela 14. Composições químicas do Tamarana subtraindo 10 e 15% de plagioclásio (An63) e 5, 10 e

15% de plagioclásio (An63) das rochas do tipo Ourinhos.

Tamarana 10% Tamarana 15% Ourinhos 5% Ourinhos 10% Ourinhos 15% SiO2 67,98 68,91 67,48 68,33 69,29 TiO2 1,58 1,68 1,32 1,39 1,48 Al2O3 11,70 10,63 12,33 11,36 10,27 FeOt 7,46 7,86 7,16 7,52 7,93 MnO 0,20 0,22 0,14 0,15 0,15 MgO 1,18 1,25 1,04 1,10 1,17 CaO 1,32 0,63 1,83 1,22 0,53 Na2O 3,47 3,44 3,33 3,29 3,24 K2O 4,62 4,88 4,99 5,26 5,56 P2O5 0,49 0,52 0,35 0,37 0,39 SOMA 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

Foram feitos testes de balanço de massa pelo programa Petrograph para as passagens de basalto alto-Ti (Pitanga e Paranapanema) para ATC, os resultados destas passagens estão nas tabelas 15 a 17.

Tabela 15. Resultados obtidos por meio de cálculos de cristalização fracionada a 5, 10 e 15%, dos

basaltos alto-Ti (Pitanga e Paranapanema) para Guarapuava. (10) = 3Aug + An56 + 2Mag.

De: Paranapanema Paranapanema Paranapanema Pitanga Pitanga Pitanga Para: Guarapuava 5% Guarapuava 10% Guarapuava 15% Guarapuava 5% Guarapuava 10% Guarapuava 15% mineralogia (10) (10) (10) (10) (10) (10) Olivina 0 0 0 0 0 0 Augita 40,25 39,45 38,69 41,6 40,95 40,32 pigeonita 0 0 0 0 0 0 anortita 46,36 47,44 48,46 46,46 47,31 48,12 magnetita 13,39 13,11 12,85 11,94 11,74 11,56 apatita 0 0 0 0 0 0 F. crist. 73,35 74,95 76,54 77,8 79,14 80,46 F. líq 26,65 25,05 23,46 22,2 20,86 19,54 ∑resíduos2 0,3557 0,3582 0,3612 0,7649 0,7649 0,7652

Tabela 16. Resultados obtidos por meio de cálculos de cristalização fracionada a 5, 10 e 15%, dos

basaltos alto-Ti (Pitanga e Paranapanema) para Tamarana. (10) = 3Aug + An56 + 2Mag.

De: Paranapanema Paranapanema Paranapanema Pitanga Pitanga Pitanga Para: Tamarana 5% Tamarana 10% Tamarana 15% Tamarana 5% Tamarana 10% Tamarana 15% mineralogia (10) (10) (10) (10) (10) (10) olivina 0 0 0 0 0 0 augita 41,16 40,4 39,65 42,32 41,7 41,08 pigeonita 0 0 0 0 0 0 anortita 45,65 46,7 47,7 45,92 46,73 47,52 magnetita 13,19 12,9 12,65 11,76 11,57 11,39 apatita 0 0 0 0 0 0 F. crist. 74,14 75,66 77,19 78,59 79,81 81,08 F. líq 25,86 24,34 22,81 21,41 20,19 18,92 ∑resíduos2 0,2684 0,2867 0,2896 0,9025 0,8556 0,8549

Tabela 17. Resultados obtidos por meio de cálculos de cristalização fracionada a 5, 10 e 15%, dos

basaltos alto-Ti (Pitanga e Paranapanema) para Ourinhos. (10) = 3Aug + An56 + 2Mag.

De: Paranapanema Paranapanema Paranapanema Pitanga Pitanga Pitanga Para: Ourinhos 5% Ourinhos 10% Ourinhos 15% Ourinhos 5% Ourinhos 10% Ourinhos 15% mineralogia (10) (10) (10) (10) (10) (10) olivina 0 0 0 0 0 0 augita 40,86 40,11 39,39 42,07 41,46 40,87 pigeonita 0 0 0 0 0 0 anortita 46,04 47,04 48 46,22 47 47,76 magnetita 13,1 12,85 12,61 11,71 11,54 11,37 apatita 0 0 0 0 0 0 F. crist. 74,75 76,25 77,73 79,08 80,32 81,54 F. líq 25,25 23,75 22,27 20,92 19,68 18,46 ∑resíduos2 0,3021 0,3015 0,3015 0,8889 0,8859 0,8831

De todos os testes realizados, cujos resultados estão nas tabelas 15 a 17, todos podem ser considerados viáveis de acontecer, já que os valores da soma dos resíduos ao quadrado são menores que 1, embora em alguns casos seja mais difícil de acontecer.

As passagens do basalto do tipo Paranapanema para Guarapuava e Tamarana podem ser consideradas possíveis de acontecer descontado da composição 5% de An63, pois nestas passagens a ∑res2_{são mais próximas de zero quando comparadas com os resultados obtidos a}

partir da retirada de 15% de plagioclásio; já a passagem de basalto para Ourinhos, o valor da ∑res2_{é melhor para as rochas ATC descontados por 10 ou 15% de plagioclásio.}

Os testes de Pitanga para Tamarana e Ourinhos são considerados possíveis de acontecer quando descontados de 15% de fenocristais de plagioclásio das rochas ATC, pois possuem melhores valores de ∑res2_{quando comparados às demais tentativas; já a passagem}

de basalto para rochas ATC-Guarapuava é possível de acontecer quando descontados 5 ou 10% de fenocristais de plagioclásio.

Também foi possível observar que os melhores resultados da ∑res2 (mais próximos de zero) foram obtidos com o basalto do tipo Paranapanema em todas as passagens envolvendo os diversos tipos de ATC. Para melhor entendimento, as evoluções dessas rochas foram esquematizadas na Figura 8.2.

9. CONCLUSÕES

As análises petrográficas das rochas vulcânicas ácidas mostraram que as do tipo ATC possuem maior quantidade média de fenocristais, 8,36%, em relação à ATP, com 1,07%.

As rochas do tipo Caxias do Sul possuem maior quantidade média de fenocristais (2,16%) enquanto que os tipos Clevelândia e Anita Garibaldi são afíricas. Por região, as amostras localizadas na região sul da Bacia, Santa Maria, Caxias do Sul e Salto do Jacuí possuem mais fenocristais em comparação com aquelas da região central.

As rochas ATC do tipo Guarapuava presentes na região central da Bacia do Paraná são mais fortemente porfiríticas, possuem uma média da quantidade de fenocristais de 11,11% e aquelas dos tipos Tamarana e Ourinhos, presentes na região norte da bacia, possuem médias respectivas de 4% e 2,5% na quantidade de fenocristais.

As rochas ácidas ocorrem de forma compartimentada pela Bacia do Paraná. Aquelas do tipo Palmas ocorrem preferencialmente na porção sul enquanto as do tipo Chapecó, nas porções norte e central.

As rochas ATP do tipo Caxias do Sul são as mais volumosas em comparação com os demais tipos e parece ser o mais antigo em relação com as demais rochas do tipo ATP. Cronologicamente, o Caxias do Sul é sobreposto pelas rochas do tipo Salto do Jacuí, Anita Garibaldi e Santa Maria. Já para as rochas do tipo ATC, Guarapuava corresponde a que possui maior volume na área.

Pode-se afirmar que na região sul, de acordo com os perfis estudados, que a Formação Botucatu faz contato com andesitos e com o Gramado, as altitudes destes contatos são menores a leste e maiores a oeste, devido ao fato desta região ter sofrido um tectonismo intenso, como falhamentos com deslocamento vertical. As ácidas do tipo ATP se sobrepõem a andesitos e basaltos. As espessuras das ácidas são maiores a oeste e menores a leste. As intercalações entre as camadas de basaltos, andesitos e ácidas são mais frequentes a leste. Nesta região o basalto do tipo Gramado ocorre em áreas topograficamente mais baixas e quanto às ácidas, o Santa Maria e o Caxias do Sul possuem ampla ocorrência. O Caxias pode ser considerado o litotipo mais antigo em comparação com o Santa Maria (KLS), Jacuí (KRA) e Anita Garibaldi (KGB). O Santa Maria nos perfis KSO-2 e KSE se sobrepõem ao Jacuí e no KLS, é mais jovem em comparação com o Caxias do Sul.

De acordo com os perfis estudados, na região central a exposição da Formação Botucatu é menor em relação à região sul e faz contato com basaltos. Ocorrem os dois tipos de rochas ácidas, ATP e ATC, sendo que as do tipo ATP se sobrepõem a andesitos e basaltos enquanto que as do tipo ATC se sobrepõem a basaltos e a ácidas do tipo ATP. Nesta região as ácidas predominantes são o Clevelândia (ATP) e o Guarapuava (ATC).

Já na região norte, de acordo com os dois perfis estudados, ocorre somente o tipo ATC que se sobrepõem aos basaltos. Não há ocorrência de Botucatu nem de andesitos. Não foi possível observar a estratigrafia entre os subtipos de rochas ácidas do tipo ATC.

Nos perfis topográficos KSO e KLS é possível observar que o Santa Maria ocorre associado a platôs e que o Salto do Jacuí (KSO), o Caxias do Sul (KLS) e o Gramado (perfis KSO e KLS) parecem estar relacionados com relevos mais baixos.

Nos cálculos do balanço de massa e do ajuste dos elementos-traço, foi possível observar que cinco foram os testes das evoluções de rochas que mais se aproximaram de resultados favoráveis: de Gramado para andesito, entre andesitos, de andesitos para ácidas do tipo Palmas e entre diferentes grupos de ATP.

No caso da associação alto-Ti verificou-se que é possível gerar rochas ácidas do tipo ATC a partir dos basaltos. As passagens de basaltos do tipo Pitanga e Paranapanema para Guarapuava e Tamarana podem ocorrer com a subtração de 5% de cristais de plagioclásio (An63) da composição das rochas e para as passagens de Pitanga para Tamarana e Ourinhos são subtraídos 15% dos cristais de plagioclásio. Os melhores resultados das passagens testadas foram obtidos com o basalto do tipo Paranapanema envolvendo os diversos tipos de ATC.

A partir de todos os resultados obtidos a partir do balanço de massa e do ajuste dos elementos-traço, foi possível concluir que o processo de cristalização fracionada foi um processo importante para a evolução dos litotipos existentes na área, mas não foi um processo único, pode também ter envolvido outros processos como fusão parcial e contaminação crustal. Isto pode ser afirmado devido ao fato de que nem todas as passagens testadas foram possíveis de acontecer somente com o processo da cristalização fracionada.

10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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