4.2.4 - PROCESSOS RETRÓGRADOS EM MIGMATITOS

Ashworth and McLellan (1985) descreveram intercrescimento de Bt-Sil-Qz e interpretaram que era uma substituição primária das texturas formadas por reações retrógradas entre o restito e a fusão cristalizada in situ. Segundo os autores ocorre nucleação de novos grãos nos limites dos minerais formados anteriormente à migmatização. A anatexia tende a destruir as estruturas anteriores, enquanto que a diferenciação metamórfica sob pressão pode mudar a forma de elongação e orientação dos grãos. Similarmente, intercrescimento de granada foi também atribuída a reação retrógrada incompleta por outros trabalhos (Waters, 1988, 2001); Spears et al., 1990; Spears and Florence, 1992; Spears and Parrish, 1996; Kohn et al., 1997).

Powel & Downes (1990) mostraram que a extração da massa fundida muda a composição da rocha encaixante e retro-reações entre o restito e a massa fundida restante, cristalizando in situ pode modificar a assembléia de minerais que não foi atingida pelas reações progradantes. Para Kriegsman & Hensen (1998) as retro-reações têm implicações importantes para a geotermobarometria e para a determinação da trajetória P-T de migmatitos. Spear et al., (1999) determinaram que biotita + silimanita retrógrada substituindo granada ou cordierita ou formando um orla de máficos (melanossoma) adjacente ao leucossoma deve ser comum quando a massa fundida não foi extraída.

Clemens and Droop (1998) enfatizaram que:(i) as rochas sofrendo fusão na presença de fluidos deveriam aumentar sua densidade, dessa forma inibindo a extração da fusão e promovendo reação retrógrada restito-fusão; (ii) massas de fundidos formadas por fusão na ausência de fluidos são mais propícias para ser extraída; (iii) e se a massa fundida não for extraída, ela deveria, da mesma forma, resfriar na temperatura de formação ou, dependendo da trajetória P-T, liberando fluido e cristalizando no solidus.

Kriegsman (2001) defende que o produto final da migmatização parece ser devido a quatro processos sucessivos: (i) fusão parcial progressiva; (ii) extração da massa fundida próximo ao pico de temperatura; (iii) retro-reações incompletas entre o restito e a cristalização

in situ da massa fundida; e (iv) cristalização do restante da massa fundida no solidus. Esse autor ainda define ‘retro-reação sensu lato’ como qualquer reação com a massa fundida se cristalizando in situ, se caracterizando numa recristalização por re-hidratação e ‘retro-reação sensu stricto’ aquelas reações retrogradas com uma massa fundida se cristalizando in situ, sendo a reação reversa das progradantes que produziram a massa fundida.

Para Kriegsman (2001) há três possibilidades para a origem do melanossoma em migmatitos estromáticos: (i) o melanossoma é o sítio de extração da massa fundida se constituindo no restito; (ii) foi formado por retro-reação entre a massa fundida e o restito; (iii) o melanossoma representa o sítio onde os minerais máficos da massa fundida acumularam-se. Segundo o autor, uma combinação dessas três possibilidades é provavelmente mais realístico para explicar a presença e a razão do volume de leucossoma e melanossoma em migmatitos estromáticos.

4.2.5 – GEOQUÍMICA DE ELEMENTOS TERRAS RARAS (ETRs)

Os ETRs possuem propriedades física e químicas muito similares, isso resulta do fato de todos eles formarem íons estáveis com carga 3+ e tamanho apresentando pouca diferença.

Certas diferenças no comportamento químico, quando existe, é conseqüencia de um pequeno decréscimo no tamanho iônico e acréscimo do número atômico. Segundo Rollinson (1993) são muito úteis em todo estudo envolvendo ETRs, sobretudo aplicados na petrologia das rochas ígneas, metamórficas e sedimentares.

Segundo Rollinson (1998) os padrões de ETRs de uma rocha ígnea são controlados pela química de ETRs de sua fonte e o equilíbrio fusão-cristal que tenha permanecido durante sua evolução. As anomalias de Eu são controladas, principalmente, pelos feldspatos, particularmente em magmas félsicos, pelo fato de que o Eu no estado divalente é compatível com o plagioclásio e feldspato potássico, já os ETRs trivalentes são incompatíveis. Com isso, a saída dos feldspatos de um magma félsico por cristalização fracionada ou fusão parcial de uma rocha em que o feldspato foi retido na fonte deverá promover uma anomalia negativa no fundido. Em menor extensão, a hornblenda, titanita, clinopiroxênio, ortopiroxênio e granada também podem contribuir para uma anomalia em magmas félsicos, porém com resultados opostos ao dos feldspato.

Enriquecimento em ETRs médio relativos aos leves e pesados é comandado pela hornblenda, pois os ETRs são incompatíveis na hornblenda em líquido félsico e intermediário e os coeficientes de partições mais alto estão entre Dy e Er, portanto a presença de 20 a 30% de hornblenda vai influenciar na forma do padrão de ETRs. O mesmo efeito pode ser observado com clinopiroxênio, embora o coeficiente de partição não seja tão elevado. Titanita também pode afetar o padrão de ETRs de forma similar porque ela está presente normalmente em baixas concentrações, o efeito pode ser mascarado por outras fases.

O empobrecimento extremo de ETRs pesados com relação aos leves é mais provável indicar a presença de granada na fonte, por ter uma grande variação nos coeficientes de partição nos ETRs. Hornblenda em líquidos félsicos também pode contribuir para um extremo enriquecimento de ETRs leves relativo aos pesados, embora a faixa de coeficientes de partição não sejam tão grandes como no caso da granada.

Nos líquidos félsicos, fases acessórias como titanita, zircão, allanita, apatita e monazita podem ter grande influência no padrão de ETRs, embora eles estejam presente somente em pequenas quantidades, geralmente <1% do volume da rocha. Eles têm uma média de coeficiente de partição muito elevado causando uma influencia desproporcional no padrão de ETRs. O zircão também pode ter um efeito similar ao da granada e poderá causar empobrecimento em ETRs pesados; titanita e apatita têm partição em ETRs médio relativo aos leves e pesados, e monazita e allanita causam empobrecimento em ETRs leves. Os

coeficientes de distribuição dos ETRs em mineral/massa fundida apresentada por Hanson (1978) mostrada na Figura 4.7, onde pode-se observar o comportamento dos ETRs e das anomalias de Eu em cada fase mineral.

Figura 4.7 – Coeficientes de distribuição dos Elementos Terras Raras (ETRs) para Mineral/massa fundida de dacitos e riolitos (Hanson, 1978)

Segundo Chavagnac et al., (1999) os estudos de elementos traços é muito útil para avaliar quantitativamente a extensão do fracionamento, os estudos da distribuição dos elementos traços mostram que nem sempre é atingido o equilíbrio químico entre a massa fundida e o resíduo, mostrando que as fases acessórias como os minerais zircão, monazita, allanita, apatita, titanita e xenotime podem dominar a distribuição dos elementos traços como Zr, Hf, U, Th, Y e ETRs em migmatitos e em rochas granitóides. Esses minerais podem inibir ou retardar o equilíbrio entre a massa fundida e seu resíduo. Para esses autores, no caso em

0.1 0.05 1 10 50 100 400 Ce Nd Sm Eu Gd Dy Er Yb K-Feldspato Plagioclásio Biotita Hornblenda Apatita Granada Zircão Mi n e ral /M at riz

que os minerais acessórios e os maiores não sofram um completo reequilíbrio químico durante o metamorfismo, eles não darão informações precisas sobre a idade de um evento de migmatização. Por essa razão, é muito importante que se entenda os mecanismos que governam a distribuição dos ETRs durante a migmatização para as interpretações dos estudos petrogenéticos e de geoquímica isotópica.