1.1 DIQUES MÁFICOS

Distinguem dois tipos petrográficos de diques máficos em Serrinha. O tipo predominante é porfirítico, com fenocristais de plagioclásio imersos em matriz ofitica mais vidro. O plagioclásio está quase totalmente substituído por sericita, e a magnetita possui textura esqueletal (SE VIIe e SE VIC). Sua composição modal aproximada é matriz vítrea (40%), plagioclásio (25%), augita (25%) e magnetita (10%).

O segundo tipo de dique é mineralogicamente semelhante ao dique porfirítico. Porém sua textura é granular-hipidiomórfica média a fina, subofítica (prancha 2.1-a). A magnetita está bem cristalizada e a matriz vítrea, ausente.

O plagioclásio se encontra por vezes zonado, variando de andesina a labradorita (АпЗЗ а  An56) e o piroxênio possui fórmula estrutural média (Mg0,83Ca0,68Fe2+0,38Fe3+0,04Al0,02) (Si1,93Al0,07)O6. Clorita, sericita, pirita e raramente actinolita constituem os minerais secundários.

Visando à caracterização química e discriminação tectônica dos diques máficos para sua melhor compreensão no contexto do Depósito Serrinha, procedeu-se ao estudo químico de amostras representativas. Os resultados analíticos (anexo 2) demonstram serem as amostras estudadas quimicamente homogêneas, provavelmente representantes de uma única câmara magmática.

Posicionados no diagrama TAS (Le Maitre, 1984; Le Bas et al, 1992), os diques máficos de Serrinha são classificados como basalto médio-K (figura 2.2). Com base na relação SiO2 x (K2O + Na2O), o basalto é subalcalino (Irvine & Baragar,1971). No diagrama AFM de Irvine & Baragar (1971) (figura 2.3), como também nos diagramas de Miyashiro (1974), as amostras analisadas seguem trend toleítico, com proeminente enriquecimento em FeO*.

Os valores de SiO2 variam de 48,2 a 50,6% e os de MgO situam-se entre 5,3 e 8,5%. As amostras analisadas possuem TiO2 < 2%, à semelhança dos resultados obtidos por Kuyumjian (1998) para diques paleoproterozóicos e/ou arqueanos intrudidos no Maciço de Goiás.

Em comparação com valores típicos de MORB e de basaltos toleíticos havaianos, as rochas estudadas são enriquecidas em K2O e empobrecidas em CaO e TiO2, sendo comparáveis a basaltos continentais da província de Deccan, Bacia do Paraná, Columbia e Etendeka (Carlson, 1991). Relativamente ao Ti, Carlson (1991) assinalou que os basaltos continentais são semelhantes às lavas de margens continentais primitivas.

Os valores de Ni (49-168) e de #Mg (33-55) mostram que os diques de Serrinha representam magmas basálticos diferenciados, pois os líquidos toleíticos derivados diretamente do manto possuem número de #Mg acima de 68 e valores de Ni entre 300 e 500 ppm (Kuyumjiam, 1998).

Nos diagramas discriminantes de ambiente tectônico propostos por Pearce & Cann (1973) e Meschede (1986), os diques estudados podem ser classificados como basaltos intra- placa (figuras 2.4 e 2.5).

Figura 2.4- Amostras do dique máfico posicionadas em diagrama de Pearce & Cann (1973).WPB: basaltos intra-placa; OFB: basaltos de fundo oceânico; LKT: toleitos baixo-potássio; CAB: basaltos cálcio-alcallnos.

Figura 2.5 - Amostras de dique máfico plotadas no diagrama discriminante de ambiente tectônico de Meschede (1986). WPA: basaltos alcalinos intra- placa; WPT: toleitos intra-placa; P MORB; N MORB: basaltos de cadelas meso-oceânicas; VAB: basaltos de arcos vulcânicos.

Na figura 2.5, as amostras estudadas apresentam praticamente as mesmas relações entre Nb, Zr e Y e se situam quase totalmente no campo dos toleitos intra-placa, psicionando-se uma no campo dos toleitos intra-placa, no limite com basaltos alcalinos intra-placa.

As amostras de dique de diabásio analisadas possuem razões Zr/Nb e Y/Nb baixas a moderadas - respectivamente 9,09-12,4 e 1,33-2,09, desconsiderando-se o valor anormalmente baixo de Nb da amostra SE VIC - e são enriquecidas em ETR leves (LaN/SmN = 1,77-2,93), valores próximos aos obtidos por Melluso et al. (1995) para basaltos com alto Ti e toleitos potássicos de Deccan (Zr/Nb = 3-12 e Y/Nb = 0,6-2,1), em oposição às razões encontradas nos basaltos com baixo Ti (Zr/Nb = 10,4-16,6 e Y/Nb = 2,1-9,3). Melluso et ai. (1995) consideraram as razões obtidas para os basaltos com alto Ti e toleitos potássicos típicas de basaltos intra-placa ou de basaltos enriquecidos, E-MORB (le Roex et ai., 1985).

Os padrões de elementos terras raras normalizados a condrito das amostras estudadas (figura 2.6) são fracionados, com razão média LaN/YbN = 8,2, semelhantes aos padrões de derrames basálticos continentais. As amostras SE 1.3.7 e SE VII e.l apresentam fraca anomalia negativa de Eu (Eu/Eu* = 0,8), indicando que houve pouco fracionamento de plagioclásio.

Os diques estudados são enriquecidos nos elementos mais higromagmatófilos relativamente ao manto primordial, da mesma forma que os basaltos continentais (Carlson,

1991). Na figura 2.7 estão apresentados os padrões de distribuição de elementos relativamente ao manto primordial, estando os elementos dispostos em ordem crescente de coeficiente de distribuição, conforme proposta de Wood et al. (1979).

Figura 2.6 -Padrão de elementos terras raras para amostras do dique de diabásio normalizados ao condrito de Nakamura (1974),

Os padrões de distribuição multielementares das amostras de Serrinha normalizados a valores de Wood et al. (1979), comparados com os resultados obtidos por Holm (1985) para trinta províncias diferentes, são semelhantes aos de toleítos continentais, cujo padrão geral apresenta inclinação negativa, com significativa anomalia negativa de Nb. Em oposição, os toleítos de ilhas oceânicas têm padrão de U invertido, anomalia positiva de Nb e inclinação negativa para Sm-Ti-Y-Yb; os toleítos de fundo oceânico caracterizam-se por inclinação positiva e os de arcos de ilhas e de margens continentais apresentam inclinação negativa, quase obscurecida por várias anomalias, destacando-se as anomalias negativas de Nb e Th e a anomalia positiva de Sr.

Holm (1985) avaliou a influência de alteração hidrotermal e contaminação por crosta continental sobre diabásio continental da Groelândia e concluiu que o padrão multielementar fica distorcido; mas anomalias importantes são preservadas, permitindo que o ambiente tectônico seja reconhecido. O principal efeito do aumento da contaminação é o aumento da inclinação negativa, além de as anomalias tornarem-se mais pronunciadas, principalmente no segmento La-Ti.

No diagrama multielementar da figura 2.7, os diques de Serrinha apresentam anomalia negativa de Nb e positiva de Ti e Rb. As amostras SE I.3.7 e SE I.IA apresentam anomalia negativa de P, enquanto as demais possuem anomalia positiva de P. Comportamentos semelhantes desses elementos são apresentados por basaltos continentais, como ocorre com os basaltos da Bacia do Paraná, que são geralmente empobrecidas em Nb, Ta, P e Ti e enriquecidas em Pb, Ba e Rb, características comumente associadas à crosta continental (Mantovani et al, 1985; Carlson, 1991). O toleíto Kilauea e os basaltos com alto P e Ti da

Bacia do Paraná e de Deccan também são enriquecidos em Ti. Carlson (1991) salientou que em uma mesma província podem haver basaltos com comportamentos de elementos-traço opostos, como a existência de basaltos com alto P e Ti em oposição a basaltos com baixo P e Ti da Bacia do Paraná. O grupo com baixos Ti e P apresenta uma forte assinatura litosférica. Entretanto, permanece o debate na literatura se tal assinatura representa contaminação durante a passagem do líquido basáltico pela litosfera ou se é evidência de fonte no manto litosférico subcontinental para esses magmas.

Arndt et al. (1993) salientaram que a grande maioria dos derrames vulcânicos continentais e rochas hipabissais associadas é moderada a fortemente enriquecida em todos os elementos incompatíveis com minerais mantélicos, exceto Ta e Nb, sendo as anomalias mais acentuadas as dos picritos da Província do Karoo e de diques de diabásio dos crátons precambrianos. Os autores sugeriram existir dois controles principais para as composições de derrames basálticos continentais. O primeiro é a espessura da litosfera, que influencia fortemente a profundidade e o grau de fusão mantélica de uma fonte astenosférica ou de uma pluma. Onde a litosfera é espessa, os líquidos fundem a elevada pressão, existe presença de granada, o grau de fusão é baixo e as concentrações de elementos-traço são elevadas. Este tipo de magma evolui para a produção de basaltos continentais com alto Ti. Onde a litosfera é mais fina, a fonte ascende a níveis mais rasos, a porcentagem de fusão é maior, a granada deve ter sido exaurida e os magmas possuem menores conteúdos de elementos-traço. Estes magmas fornecem basaltos com baixo Ti.

Figura 2.7 - Diagrama de distribuição de elementos para amostras de dique máfico, normalizados ao manto primordial (valores de normalização propostos por Sun & McDonough, 1989).

O segundo controle é o processamento de magmas em câmaras periodicamente supridas com novo material, enquanto os magmas permanecem em fracionamento contínuo e assimilação das rochas crustais encaixantes. Estes processos impõem uma assinatura crustal nos magmas, expressa mais fortemente pelas concentrações de elementos incompatíveis, como as anomalias de Nb e Ta, e por suas características isotópicas (Arndt et al., 1993).

No diagrama de distribuição de elementos normalizados segundo Thompson et al. (1984), a amostra SE VIC apresenta acentuadas anomalias negativas Th, Ta, Nb e Ba e as demais amostras apresentam padrões semelhantes ao obtido para SE VIC, considerando-se os elementos analisados, também apresentando anomalia negativa de Nb (figura 2.8).

Comparando-se com os diagramas elaborados por Thompson et al. (1984), os padrões obtidos para as amostras de Serrinha são semelhantes aos de derrames basálticos continentais composicionalmente distintos de basaltos de ilhas oceânicas. Thompson et al. (1984) atribuíram essa distinção principalmente à contaminação dos magmas na sua ascensão a partir de fontes de basaltos de ilhas oceânicas - fontes astenosféricas subcontinentais - durante seu equilíbrio pré-eruptivo dentro da crosta siálica. Os autores preferiram essa hipótese à de que os basaltos continentais tenham sido gerados em uma litosfera subcontinental antiga.

Os dados obtidos para os diques máficos de Serrinha sugerem que eles intrudiram o Granito Matupá quando a região já estava cratonizada.

Figura 2.8 - Diagrama de distribuição de elementos para amostras de dique máfico. Os elementos foram duplamente normalizados, sendo os fatores de normalização utilizados conforme Thompson et aL (1984).