Contexto geotectônico do grupo Grão Pará

A afinidade magmática das rochas estudadas pode ser definida através de diagramas binários com as razões entre certos elementos traço incompatíveis ou diagramas discriminantes de ambiente geotectônico para rochas basálticas. O diagrama ternário de Pearce e Cann (1973) mostra que os basaltos do Grupo Grão Pará possuem afinidade cálcio-alcalina (Fig. 8.1a). Apesar da mobilidade apresentada pelo Y (Fig. 5.4d), a maioria das rochas concentra-se homogeneamente no campo dos basaltos cálcio-alcalinos, exceto por quatro amostras. De acordo com o diagrama ternário de Cabanis e Lecolle (1989), novamente, a maioria das amostras dispõe-se no campo dos basaltos cálcio-alcalinos, com algumas amostras dispostas nos campos dos basaltos de back-arc e continental (Fig. 8.1b). Outra evidência de magmatismo cálcio-alcalino é o fracionamento de ETRL, mostrada no item 5.1.3 sobre ETR.

O diagrama de multielementos de Pearce (1996) usa alguns elementos traço normalizados a N-MORB (basaltos de cadeia meso-oceânica normal) para discriminar o ambiente tectônico das rochas basálticas. De acordo com este diagrama, os metabasaltos do presente estudo mostram o seguinte comportamento geoquímico (Fig. 8.2):

1) significativa anomalia de Nb em relação a Th e Ce – característica de basaltos de arco vulcânico;

2) enriquecimento de Nb – característico de basaltos de arco vulcânico com caráter cálcio-alcalino;

3) enriquecimento e empobrecimento de Zr – os basaltos cálcio-alcalinos são enriquecidos e os toleiíticos são empobrecidos em Zr;

4) empobrecimento de TiO2 e Y – típico de basaltos de arco tanto toleíticos quanto cálcio-alcalinos.

Figura 8.1 - Diagramas ternários de discriminação tectônica para os metabasaltos do Grupo Grão

Pará. (a) Ti/100-Zr-3Y segundo Pearce e Cann (1973). D: Basalto intraplaca; B: basalto de fundo oceânico (MORB); A, B: toleíto de baixo K; C, B: basalto cálcio-alcalino. (b) Y/15-La/10-Nb/8 segundo Cabanis e Lecolle (1989). Campo 1: basaltos de arco vulcânico; Campo 2: basaltos continentais; Campo 3: basaltos oceânicos. Subdivisão dos campos – 1A: basaltos cálcio-alcalinos; 1C: toleítos de arco vulcânico; 1B: sobreposição 1A e 1C; 2A: basaltos continentais; 2B: basaltos de bacia back-arc (embora menos bem definido); 3A: basaltos alcalinos de rift intercontinental; 3B: MORB tipo E (enriquecido); 3C: MORB tipo E (fracamente enriquecido); 3D: MORB tipo N (normal).

Figura 8.2 - Diagrama de multielementos para os metabasaltos normalizados segundo N-MORB

Os diagramas acima apresentados mostram que os metabasaltos do Grupo Grão Pará têm afinidade magmática cálcio-alcalina e sugerem que os mesmos formaram-se em ambiente de arco vulcânico. O diagrama binário Zr/Y vs. Nb/Y (Condie 2005) mostra que os metabasaltos posicionam-se no campo dos basaltos que não se formaram a partir de plumas mantélicas (Fig. 8.3), sugerindo mais um indício para zona de subducção.

Figura 8.3 - Diagrama Zr/Y vs. Nb/Y mostrando os campos de basaltos de origem mantélica e não

mantélica (Condie (2005). Os metabasaltos do Grupo Grão Pará posicionam-se no campo dos não matélicos. Símbolos – círculos cheios: clorita metabasaltos; círculos vazios: clorititos; triângulos: hematita clorititos; cruzes: metagabros (clorititos e hematita clorititos).

Além do componente de zona de subdcção, os metabasaltos estudados apresentam indícios de contaminação por crosta continental. Os diagramas Zr/Y vs. Zr e Th/Yb vs. Nb/Yb (Pearce 1983), mostram que as rochas basálticas enquadram-se no campo dos basaltos de arco continental (Fig. 8.4a, b). Evidências de contaminação crustal também são apresentadas por dados isotópicos pelos seguintes autores:

• Gibbs et al. (1986): análises de Rb/Sr em rochas máficas vulcânicas forneceram valores de 87Sr/86Sr = 0,7057, levando os autores a sugerir incorporação de Sr através de contaminação crustal.

• Olszewsky et al. (1989): amostras de basaltos com valores de Nd(t) de –2 e –7, levando os autores a sugerir assimilação de material crustal mais antigo.

• Lobato et al. (2005a): análises Sm/Nd em jaspilitos do Grupo Grão Pará forneceram valor de Nd(t) = –4,2 (considerando que os jaspilitos são produto de exalações hidrotermais submarinas, o valor negativo de Nd(t) é indicativo de contaminação com crosta mais antiga).

Figura 8.4 - Diagramas dividindo os basaltos de arco em ambiente de arco oceânico e ambiente de arco continental, segundo Pearce (1983). (a) Zr/Y vs. Zr; (b) Th/Yb vs. Nb vs. Yb. Mesmos símbolos da Figura 8.3.

O Supergrupo Itacaiúnas é formado pelas seqüências vulcanossedimentares Grão Pará, Igarapé Salobo, Igarapé Pojuca, Igarapé Bahia e Buritirama. Estas unidades têm em comum a associação litológica dominada por vulcanismo máfico intercalado com rochas sedimentares químicas, sobrepostos por rochas sedimentares clásticas. Entretanto, ao mesmo tempo, as seqüências apresentam diferenças entre si quanto ao grau metamórfico, à intensidade de

deformação e aos tipos de depósitos minerais que hospedam. Até o presente momento, não há uma definição clara sobre a contemporaneidade ou não destas unidades.

Em relação ao ambiente de formação das seqüências vulcanossedimentares, que implica no ambiente tectônico da própria Província Mineral de Carajás, há duas idéias básicas:

1) as unidades do Supergrupo Itacaiúnas são rochas vulcânicas e sedimentares desenvolvidas sobre crosta continental adjacente a zonas de rifte ou bacias intracratônicas (Gibbs et al. 1986; Olszewsky et al. 1989; Machado et al. 1991; Lindenmayer 1992; Santos 2003; Tallarico et al. 2005; Grainger et al. 2007).

2) as seqüências vulcanossedimentares são formadas em ambientes de arco e envolvem, conseqüentemente, a presença de zona de subducção (Meirelles e Dardenne 1991; Teixeira 1994; Lobato et al. 2005a; Rosière et al. 2006).

Olszewsky et al. (1989) sugerem que as rochas vulcânicas e sedimentares do Grupo Grão Pará desenvolveram-se sobre crosta continental adjacente a zonas de rifte. Segundo os autores, a ausência de lavas em almofadas, a íntima associação das vulcânicas máficas com rochas sedimentares clásticas ricas em quartzo e as evidências de contaminação crustal ( Nd(t) com valores negativos) sugerem formação sobre ou perto de crosta continental. Os mesmos concluem que as rochas máficas do Grupo Grão Pará têm características químicas de basaltos continentais. As rochas vulcânicas estudadas pelos autores diferem daquelas de zonas de subducção por apresentarem vulcanismo bimodal, sem termos de composição intermediária andesítica. Quanto aos greenstone belts, os autores afirmam que as rochas vulcânicas do Grupo Grão Pará são quimicamente distintas das rochas de greenstone belts, pois o enriquecimento em álcalis nestas últimas são muito menores do que aquele presente nas rochas de Carajás.

Para Meirelles e Dardenne (1991), as rochas basálticas do Grupo Grão Pará representam um magmatismo predominantemente shoshonítico, que possivelmente ascendeu até a superfície por um sistema de riftes formado em ambiente de crosta continental, ligado geneticamente a uma orogênese vizinha. De acordo com os autores, o mecanismo de rifteamento está relacionado a um processo de subducção, que se assemelha em muitos aspectos com a evolução do mar do Japão.

Com base nas características geoquímicas dos ETR, elementos de grande raio iônico e de alto campo de força, Teixeira (1994) sugere que as rochas máficas do Grupo Grão Pará formaram-se em ambiente de arco magmático, geradas por fusão parcial sobre uma zona de subducção. De acordo com o desenho esquemático apresentado pelo autor, o vulcanismo máfico teria ocorrido na região do arco. Silva et al. (2005) e Lindenmayer et al. (2005) seguem a proposta de Teixeira (1994) de ambiente de arco magmático e zona de

subducção. Entretanto, de acordo com o desenho esquemático apresentado em ambos trabalhos, os autores sugerem que a formação do Grupo Grão Pará ocorreu em ambiente de

forearc.

No presente trabalho, em relação ao ambiente tectônico da seqüência vulcanossedimentar, os metabasaltos têm elementos traço e ETR com características geoquímicas de:

1) magmatismo cálcio-alcalino de arco continental (Pearce 1983), 2) assinatura geoquímica de zona de subducção e

3) contaminação crustal.

O ambiente tectônico que engloba as características acima é um sistema de arco magmático. Entretanto, de acordo com Pearce (1996), o ambiente continental atenuado pode ser uma litosfera continental “normal” atenuada (aspas do autor) ou uma litosfera continental

back-arc atenuada. No caso da segunda situação, deve-se ter associado uma sedimentação

vulcanogênica de arco e uma grande assinatura de subducção (Th). Os basaltos estudados do Grupo Grão Pará apresentam estes dois critérios: tufos hialoclásticos, brechas e rochas vulcanoclásticas (conforme associação litológica de arco descrita por Condie 1997) e Th com assinatura de subducção (Fig. 8.2 e 8.4b). Assim, as rochas vulcânicas do Grupo Grão Pará mostram características geoquímicas de vulcanismo que extravasou sobre crosta continental atenuada em ambiente de back-arc (tipo Mar do Japão; Sandeman et al. 2006). Entretanto, para confirmar se as características geoquímicas representam realmente tal ambiente geotectônico, são necessárias mais informações sobre as associações litológicas do Supergrupo Itacaiúnas e o modo de ocorrência das mesmas.

Greenstones arqueanos são associações dominadas por rochas vulcânicas máficas e

rochas sedimentares vulcanoclásticas submarinas, formadas em arcos de margem continental, platôs submarinos, arcos vulcânicos, ilhas oceânicas e crosta oceânica (Condie 1997). Os

greenstone belts ocorrem em graus metamórficos variando de fácies xisto verde baixo a

granulito (de Wit e Ashwal 1997). Muitas rochas encontram-se afetadas por metassomatismo, cujos efeitos variam desde processos dominados por H2O (tais como arcos vulcânicos e cadeias divergentes atuais) até aqueles dominados por CO2 (tais como os inferidos para a crosta inferior e manto superior). Estes autores afirmam, também, que não há um ambiente tectônico único para todos os greenstone belts e que os mesmos contêm misturas de componentes de mais de um tipo de ambiente. Tomlinson (2004), fazendo uma revisão sobre os greenstone belts da Província Superior (Canadá), sugere que os mesmos são colagens que contêm mais de uma seqüência de rochas, com diferentes idades e histórias. Há várias associações estratigráficas encontradas nestes greenstone belts e suas feições indicam diferentes ambientes de formação.

O Grupo Grão Pará é formado por uma seqüência metavulcanossedimentar, de ambiente submarino, constituída predominantemente por rochas máficas vulcânicas e vulcanoclásticas, intercaladas com jaspilitos, recobertos por rochas sedimentares clásticas. Os metabsaltos mostram características geoquímicas de ambiente tectônico tipo back-arc magmático. Caso isto seja confirmado por pesquisas futuras e, de acordo com os critérios acima expostos, a seqüência vulcanossedimentar do Grupo Grão Pará pode ser chamada de greenstone belt, como já feito por Hirata et al. (1982), Meireles et al. (1984), Araújo e Maia (1991) e Faraco

et al. (1996). Além disso, a distribuição linear das seqüências vulcanossedimentares do

Supergrupo Itacaiúnas (grupos Grão Pará, Igarapé Salobo, Igarapé Pojuca, Igarapé Bahia e Buritirama) pode representar colagens formadas por tectônica acrescionária, geradas em diferentes ambientes tectônicos (tipo Província Superior; Tomlinson 2004).