DIAGRAMAS HARKER E OS PROCESSOS EVOLUTIVOS (CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA E FUSÃO PARCIAL) ENVOLVIDOS NA DIFERENCIAÇÃO DAS ROCHAS METAMÁFICO-

ULTRAMÁFICAS DA REGIÃO DE FAGUNDES-ITATUBA

Os diagramas de variação tipo Harker para elementos maiores em forma de óxidos foram projetados contra o #Fe = (FeOt/FeOt+MgO), o qual representa um bom índice para avaliar a diferenciação de rochas máfico-ultramáficas, ferro-magnesianas (Figura 4.10).

Observa-se em todos os diagramas uma nítida separação entre as rochas gabróicas e as anortosíticas. Esta separação reflete os processos de diferenciação atuantes nas rochas máfico- ultramáficas, quando da cristalização de fases cristalinas máficas (ferro-magnesianas) em líquidos basálticos mantélicos introduzidos por underplating na base da crosta inferior e aprisionados em bolsões, que promovem fusão parcial nas rochas crustais adjacentes.

Esta cristalização das fases máficas é refletida nos trends de empobrecimento no líquido em MgO e CaO, produzindo piroxênios+granadas nas rochas

gabróicas de fácies granulito e anfibólios nas rochas gabróicas de fácies anfibolito. A cristalização dos plagioclásios, fase mais aluminosa, pode ser visualizada no diagrama Al2O3 versus #Fe que mostra dois trends paralelos de empobrecimento de Al nos líquidos gabróicos e anortosíticos. Esta

Estudo Geológico, Geoquímico e Isotópico da Região Compreendida entre Fagundes e Itatuba (PB)... Carmona, L.C.M. 2006. PPG/UFPE separação, com a diferenciação do líquido basáltico em porções mais gabróicas e mais anortosíticas, também fica bem evidente no diagrama SiO2 versus #Fe, que exibe claramente dois grupos de rochas, um mais pobre em sílica (gabros) e um mais rico em sílica (anortositos). Alguns óxidos exibem teores muito baixos (K2O e P2O5) refletindo a ausência de fracionamento de K-feldspato e apatita (ou presença em proporções mínimas), enquanto leve enriquecimento em TiO2 nos anfibólio- gabros sugere a ausência de fracionamento de titanita nos mesmos, ao contrário dos piroxênio- gabros que mostram um trend de empobrecimento em TiO2 sugerindo fracionamento de titanita e/ou opacos. O diagrama Na2O versus #Fe também mostra dois trends antagônicos: um positivo para os anfibólio-gabros sugerindo a ausência de fases sódicas cristalizadas (ou seja, enriquecimento em Na2O no líquido) e negativo para os anortositos e piroxenitos (que apresentam fases sódicas: os plagioclásios dos anortositos são oligoclásios a andesinas, relativamente sódicos; e nos piroxênios dos piroxênio-gabros há um componente sódico nos diopsídios). O diagrama MnO versus #Fe não introduz nenhuma inferência, pelo baixo teor de MnO nestas rochas.

Figura 4.10 Diagramas de variação tipo Harker dos elementos maiores contra o

#Fe=(FeOt_/FeOt_{+MgO), mostrando a cristalização das principais fases minerais para as rochas} metamáfico-ultramáficas da região de Fagundes-Itatuba. Legenda: Hornblenda-gabros: ;Piroxênio- gabros: z;Anortositos: ‹.

Estudo Geológico, Geoquímico e Isotópico da Região Compreendida entre Fagundes e Itatuba (PB)... Carmona, L.C.M. 2006. PPG/UFPE Nos diagramas de variação tipo Harker para elementos traços compatíveis (Figura 4.11) observa-se, conforme esperado para rochas máficas, empobrecimento no líquido para Cr, Ni e Co, com a diferenciação das rochas segundo o #Fe. Quanto aos elementos Cu, Pb, Zn e V, apresentam os seguintes comportamentos: o diagrama Cu vs #Fe exibe dois trends negativos paralelos, sugerindo cristalização de fases metálicas (minerais opacos) contendo Cu (os sulfetos calcopirita e covellita) em ambos anfibólio-gabros e piroxênio-gabros, sendo os teores mais baixos (maior empobrecimento no líquido) nas rochas piroxeníticas. Pb, Zn e V não apresentam empobrecimento no líquido, sugerindo o não fracionamento de fases metálicas contendo estes minerais nas rochas MUM da região pesquisada.

Enquanto os diagramas anteriores (Harker maiores vs #Fe e Harker compatíveis vs #Fe) são mais usados para explicar os processos de cristalização fracionada envolvidos na evolução destes magmas basálticos (relacionados com o fracionamento de fases minerais), diagramas usando elementos traços incompatíveis (especialmente aqueles cujo coeficiente de partição sólido/líquido se aproxima de zero, como Nb e Zr) são mais úteis para investigar processos de fusão parcial operantes na gênese destas rochas (Sial & McReath, 1984 Pág. 126; Accioly, 2000). Os diagramas de elementos traços Sr/Zr vs Ti/Zr e Zr/Nb vs Zr (Figura 4.12A) mostram que processos de fusão parcial foram importantes na geração dos magmas basálticos que originaram as rochas MUM da região estudada, provavelmente extraídos de um protólito do manto superior de composição lherzolítica deixando no manto um resíduo harzburgítico (Silva, 2004), Figura 4.12B. Magmas basálticos de composição komatiítica e toleiítica como são os magmas que deram origem às rochas MUM da região pesquisada, sugerem altas taxas (%) de fusão parcial do manto lherzolítico.

Magmas podem ser gerados a partir da fusão parcial do manto e/ou da crosta, por processos tais como: a) descompressão adiabática do manto produzida em zonas de tectônica expansional (bacias oceânicas, bacia de back-arc) e ambientes intraplaca (rifts); b) rebaixamento da curva do

solidus do manto, pela adição de fluidos, produzidas em ambientes associados às zonas de subducção (arcos de ilha, arcos continentais) e c) anomalias geotérmicas localizadas (hot-spots) o seja, pontos estacionários sob placas continentais ou oceânicas, determinando ambientes intraplacas oceânicos (ilhas oceânicas, dorsais oceânicas, platôs oceânicos) ou intraplacas continentais (domos, zonas de vulcanismo fissural, rifts continentais) (Silva, 2004).

A composição do magma, em qualquer das situações acima referidas, depende da composição do manto e da taxa de fusão. Altas taxas de fusão levam a geração de magmas ricos em elementos compatíveis com o manto (Mg, Fe, Cr, Ni...), exemplos: magmas komatiíticos e toleíticos, por outro lado, baixas taxas de fusão promovem geração de magmas pobres em elementos compatíveis e ricos em incompatíveis com o manto (Na, K, ETR, Nb, P, Sr, etc...), exemplo: magmas alcalinos.

Estudo Geológico, Geoquímico e Isotópico da Região Compreendida entre Fagundes e Itatuba (PB)... Carmona, L.C.M. 2006. PPG/UFPE Figura 4.11 Diagramas de variação tipo Harker dos elementos compatíveis (Cr, Ni, Co, V, Pb, Zn e

Cu) contra o #Fe = FeOt_/(FeOt_{+MgO), mostrando a cristalização de opacos contendo Cu (os sulfetos} calcopirita e covellita) e a não-cristalização de opacos contendo Pb e Zn, para as rochas metamáfico- ultramáficas da região de Fagundes-Itatuba. Legenda: Hornblenda-gabros: ; Piroxênio-gabros: z; Anortositos: ‹.

Estudo Geológico, Geoquímico e Isotópico da Região Compreendida entre Fagundes e Itatuba (PB)... Carmona, L.C.M. 2006. PPG/UFPE Figura 4.12 A Diagramas de variação tipo Harker (elementos traços Sr/Zr vs Ti/Zr e Zr/Nb vs Zr) dos

elementos incompatíveis mostrando os processos de fusão parcial (1) e cristalização fracionada (2), referidos em Sial & McReath (1984) e Accioly (2000) (com modificações) que deram origem às rochas metamáfico-ultramáficas da região de Fagundes-Itatuba. Legenda: Hornblenda-gabros:; Piroxênio- gabros: z;Anortositos: ‹.

Figura 4.12 B Principais tipos de magmas que podem ser gerados a partir da fusão parcial do manto. Fonte: Silva (2004).