UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
Curso de Pós-Graduação em Geologia Área de Petrologia, Metalogênese e Exploração Mineral
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
PETROLOGIA DO STOCK LITCHFIELDÍTICO
ITAJU DO COLÔNIA, SUL DA BAHIA
Eraldo Bulhões Cabral
Orientador:
Prof. Dr. Herbet Conceição
Co-Orientadora:
Profa. Dra. Débora Correia Rios
SALVADOR – BAHIA - 2013 -
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
Curso de Pós-Graduação em Geologia Área de Petrologia, Metalogênese e Exploração Mineral
PETROLOGIA DO STOCK LITCHFIELDÍTICO
ITAJU DO COLÔNIA, SUL DA BAHIA
ERALDO BULHÕES CABRAL
Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Geologia pela Universidade Federal da Bahia.
Orientador: Prof. Dr. Herbet Conceição Co-Orientadora: Profa. Dra. Débora Correia Rios
SALVADOR – BAHIA - 2013 -
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C117 Cabral, Eraldo Bulhões.
Petrologia do Stock Litchfieldítico Itaju do Colônia, sul da Bahia / Eraldo Bulhões Cabral. - Salvador, 2013.
80f. : il.
Orientador: Prof. Dr. Herbert Conceição
Dissertação (Mestrado em Geologia) – Universidade Federal da Bahia, Instituto de Geociências, 2013.
1. Petrologia – Itaju do Colônia (BA). 2. Rochas ígneas alcalinas. 3. Química mineralógica. 4. Geoquímica. I. Conceição, Herbert. II. Universidade Federal da Bahia. Instituto de Geociências. III. Título.
CDU: 552.33 (813.8)
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D E D I C A T Ó R I A
- iv - Í N D I C E DEDICATÓRIA ... iii SUMÁRIO... iv AGRADECIMENTOS ... vi RESUMO ... vii ABSTRACT ... viii ÍNDICE DE FIGURAS ... ix ÍNDICE DE PRANCHAS ... x ÍNDICE DE TABELAS ... xi CAPÍTULO I: INTRODUÇÃO ... 1 I.1. APRESENTAÇÃO 2 I.2. OBJETO DE ESTUDO E MOTIVAÇÕES 4 I.3. LOCALIZAÇÃO E ACESSO 5 I.4. METODOLOGIA 5 I.4.1. Levantamento Bibliográfico 5 I.4.2. Seleção de Amostras 7 I.4.3. Estudos Petrográficos 7 I.4.4. Química Mineral 7 I.4.5. Difratometria de Raios X 9 I.4.6. Química de Rocha 9 I.4.7. Tratamento dos Resultados 9 I.5. ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO CAPÍTULO II: GEOLOGIA REGIONAL E LOCAL ... 11
II.1. INTRODUÇÃO 12 II.2. ROCHAS DO ARQUEANO E PALEOPROTEROZOICO 12 II.3. ROCHAS DO MESOPROTEROZOICO 14 II.4. ROCHAS DO NEOPROTEROZOICO 14 II.4.1. Grupo Rio Pardo 14 II.4.2. Província Alcalina do Sul da Bahia 15 II.5. SEDIMENTOS 16 II.6 GEOLOGIA DO STOCK ITAJÚ DO COLÔNIA 17 II.7. CONCLUSÕES 17 CAPÍTULO III: PETROGRAFIA ... 21
III.1. INTRODUÇÃO 22
III.2. FÁCIES SIENITO COM 12% A 15% DE SODALITA 22
III.3. FÁCIES SIENITO COM 37% A 45% DE SODALITA 28
III.4. FÁCIES SIENITO COM MAIS DE 64% DE SODALITA 32
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CAPÍTULO IV: QUIMÍCA MINERALOGIA ... 40
IV.1. INTRODUÇÃO 41
IV.2. FELDSPATOS ALCALINOS 41
IV.3. AEGIRINA 41
IV.4. NEFELINA 47
IV.5. MAGNETITA 47
IV.6. BIOTITA 47
IV.7. MICA BRANCA 53
IV.8. SODALITA 53 IV.9. ANALCIMA 53 IV.10. CANCRINITA 53 IV.11. CARBONATO 53 CAPÍTULO V: GEOQUÍMICA ... 58 V.1. INTRODUÇÃO 59 V.2. CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA 59
V.2.1. Diagrama total de álcalis versus SiO2 de Cox 59
V.2.2. Diagrama total de álcalis versus SiO2 de Currie 63
V.2.3. Parâmetros de Shand 63
V.3. NORMA 66
V.4. DIAGRAMAS DE VARIAÇÃO 66
V.4.1. Elementos maiores e menores 67
V.4.2. Elementos-Traço 67
V.4.3. Elementos Terras Raras 72
CAPÍTULO VI: CONCLUSÕES ... 74
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A G R A D E C I M E N T O S
Ao fim desse trabalho, gostaria de agradecer a todos que de alguma forma contribuíram para a conclusão dessa dissertação. Contudo, devo citar algumas pessoas que, com certeza, influenciaram muito no desenvolvimento desse trabalho. Antes e acima de tudo agradeço a Deus, todos os dias, por me acompanhar e abençoar sempre, me proporcionando ter tido mais esse objetivo alcançado.
A minha esposa Brisa, pelo carinho e seus incentivos diários.
A minha avó Virginia e minha tia Edna que sempre me motivaram, reforçando a necessidade de continuar meus estudos.
Aos meus pais, Antônio e Neuza, irmãos, Wagner e Neyla. E aos meus sobrinhos, Aira, Letícia, Ricardo e Francisco, que estão sempre ao meu lado, tornando alegres os momentos mais difíceis.
Ao meu orientador e amigo, professor Herbet Conceição, que sempre admirei, tanto como pessoa, quanto como profissional. Muito obrigado pela sua inestimável paciência e incentivo, os quais foram fundamentais para que eu pudesse chegar à conclusão desse trabalho.
A professora Débora Correia Rios, minha co-orientadora, pela atenção, observações preciosas e a usual atenção e carinho, gostaria de externar meus sinceros agradecimentos.
A professora Maria de Lourdes da Silva Rosa pelo apoio e dedicação meu muito obrigado.
Aos amigos André, Denise, Gilcimar, Henrique Rossiter e Valdirene pelo apoio constante.
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R E S U M O
Esse estudo teve por objetivos compreender melhor a evolução das texturas, química dos minerais e a geoquímica de rocha total das rochas do Stock Litchfieldítico Itaju do Colônia. Esse stock localiza-se no sul da Bahia, aflora por aproximadamente 1 km2, e a sua idade U-Pb em titanita de 732 ± 8 Ma, o correlaciona a Província Alcalina do Sul do Estado da Bahia. Ele contém a maior reserva brasileira de sodalita sienito de cor azul a qual é explotada para fins ornamentais e artefatos de joalheria.
O corpo em estudo tem forma elipsoidal e encontra-se encaixado em metamorfitos arqueano-paleoproterozoicos. Os contatos com as encaixantes fazem-se de forma brusca, sendo frequentemente marcados pela presença de diques de sienito. O estudo petrográfico realizado permitiu identificar a presença de três conjuntos foidolitos tendo-se por base o conteúdo modal da sodalita: (i) 12% a 15%, (ii) 37% a 45% e (iii) 64%. Essas rochas têm como minerais, além da sodalita, o feldspato alcalino pertítico, aegirina, nefelina, albita, cancrinita, biotita, mica branca e minerais acessórios de carbonatos, zircão, titanita, apatita e minerais opacos.
Os dados químicos dos minerais permitiram identificar a presença de aegirina praticamente pura, feldspatos reequilibrados a baixas temperaturas, nefelina com baixo conteúdo na molécula de quartzo, biotita rica na molécula de annita (Fe/[Fe+Mg]>96), sodalita com conteúdos de cloro entre 6 e 7%, e ainda a presença de analcima, calcita, magnetita e paragonita.
Os dados geoquímicos destes sienitos revelaram que eles apresentam conteúdo total de álcalis superior aos dos nefelina sienitos usuais da literatura. Eles são peralcalinos (dominantemente miasquíticos, com algumas amostras com afinidade agpaíticas) e a sua evolução química é similar as observadas nas suítes sub-saturadas em óxido de silício da Província Alcalina do Sul do Estado da Bahia. Em diagramas de Harker observa-se decréscimo em todos os elementos dosados com a diminuição do SiO2, exceto para o Na2O e Al2O3, refletindo a cristalização importante da nefelina e sodalita no final. Nota-se que alguns destes sienitos apresentam coríndon normativo traduzindo tendência evolucional para termos peraluminosos. Os ETR mostram tendência de diminuição de seus conteúdos com a diferenciação, onde os termos menos evoluídos tendem a apresentar fraca anomalia negativa em Eu, e os mais evoluídos apresentam menor conteúdo total de ETR e forte anomalia positiva em Eu.
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A B S T R A C T
This study aimed to better understand the evolution of textures, mineral chemistry and whole rock geochemistry of the rocks from the Itaju do Colônia Litchfieldite Stock. This stock is located in southern Bahia, has about 1 km2 and an U-Pb age of titanite at 732 ± 8 Ma, the correlates Alkaline Province of South Bahia. It contains the largest reserve Brazilian sodalite syenite blue color which is exploited for ornamental purposes, and articles of jewelry.
The body has a ellipsoid shape and is emplaced in metamorphic Archean-Paleoproterozoic. The contacts with the host rocks make up abruptly, often marked by the presence of syenite dykes. The petrographic study has allowed us to identify the presence of three sets foidolitos taking as a basis the modal content of the sodalite: (i) 12% to 15%, (ii) 37% to 45% and (iii) 64%. These rocks have as minerals, sodalite beyond the pertítico alkali feldspar, aegirine, nepheline, albite, cancrinite, biotite, white mica and carbonate accessory minerals, zircon, titanite, apatite and opaque minerals.
The chemical data of minerals possible to identify the presence of substantially pure aegirine, feldspar rebalanced at low temperatures, nepheline with a low quartz content in the molecule, biotite rich in annita molecule (Fe/[Fe + Mg]> 96), with content sodalite Chlorine between 6 and 7%, and the presence of analcime, calcite, magnetite and paragonita.
The geochemical data of these syenites revealed that they have total alkali content greater than that of nepheline syenite usual literature. They are peralkaline (dominantly miasquíticos, with some samples affinity agapaíticas) and its chemical evolution is similar to the suites observed in sub-saturated silicon from Alkaline Province of South Bahia. In Harker diagrams observed decrease in all measured elements with decreasing SiO2 except for Na2O and Al2O3, reflecting the important crystallization of nepheline and sodalite in the end. Some of these syenites exhibit has normative corundum translating tendency for evolutionary terms peraluminous. The REE show decreasing trend of its contents with differentiation, where the terms tend to be less evolved weak anomaly, and in the more evolved have lower total REE content and strong positive anomaly in Eu.
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Í N D I C E D E F I G U R A S
Figura 1 Localização da Província Alcalina do Sul do Estado da Bahia e
mapa geológico simplificado dessa província ... 3
Figura 2 Mapa de localização e acesso da área em estudo ... 6
Figura 3 Contorno do Stock Litchfieldítico de Itaju do Colônia sobre imagem de satélite ... 18
Figura 4 Diagrama APF aplicado as rochas estudadas ... 23
Figura 5 Textura macroscópica de sodalitito apresentando os veios brancos investigados por Difratometria de Raios X. Apresenta-se igualmente os difratogramas ... 36
Figura 6 Imagem macroscopia dos planos pretos de onde foi extraído o material para analise por Difratometria de Raios X, assim como o difratograma resultante ... 37
Figura 7 Esquema gráfico sintetizando a ordem de cristalização nos sienitos estudados ... 39
Figura 8 Diagrama An-Ab-Or aplicado aos feldspatos estudados ... 44
Figura 9 Diagramas para piroxênios Q-J e Q-Jd-Ae ... 46
Figura 10 Diagrama Qz-NeKs ... 49
Figura 11 Diagrama Al-Mg-Fe2+ aplicado aos cristais de biotita ... 52
Figura 12 Diagrama total de álcalis versus SiO2 (Cox et al. 1979) ... 62
Figura 13 Diagrama total de álcalis versus SiO2 (Currie 1976) ... 64
Figura 14 Diagrama ANK – ACNK ... 65
Figura 15 Diagramas de Harker ... 68
Figura 16 Diagramas de Correlação Zr versus Y, Hf, Yb e Ta ... 69
Figura 17 Diagramas de Correlação Ta versus Nb e Hf ... 70
Figura 18 Diagramas de Correlação Ce versus Ta, La e Y ... 71
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Í N D I C E D E P R A N C H A S
PRANCHA 1:
Foto 1. Imagem geral do morro que corresponde a intrusão do stock estudado ... 19
Foto 2 Imagem macroscópica de sienito com textura pintada de sodalita, o mais abundante no stock estudado ... 19
Foto 3 Textura usual do sodalita sienito ... 19
Foto 4 Imagem do sodalitito de cor azul intensa ... 19
Foto 5 Veio de aeriginito em sodalita sienito ... 19
Foto 6 Bolsão pegmatítico com sodalita e biotita em sodalita sienito ... 19
Foto 7 Dique de carbonatito no stock estudado ... 19
PRANCHA 2: Fotomic. 1 Textura do contato microscópio entre nefelina, feldspato alcalino, sodalita e carbonado ... 25 Fotomic. 2 Textura com cristais de cancrinita, nefelina, albita e feldspato alcalino ... 25
Fotomic. 3 Textura de sienito com estrutura isotrópica e textura porfirítica, tendo como fenocristais o feldspato alcalino com geminações segundo as leis Carlsbad e Albita-Periclina ... 25
Fotomic. 4 Textura do cristais de aegirina ... 25
Fotomic. 5 Textura do feldspato alcalino onde esse cristal apresenta elevado grau de alteração ... 25
Fotomic. 6 Textura apresentando a cristalização intersticial da sodalita, feldspato alcalino e carbonato ... 25
PRANCHA 3: Fotomic. 7 Textura de exsolução em feldspato alcalino em contato com sodalita ... 30
Fotomic. 8 Textura exibindo padrão angular dos cristais de albita, sendo visível a geminação segundo as leis Albita-Carlsbad ... 30
Fotomic. 9 Textura de cristal de albita em padrão angular tendo no interior a cristalização da sodalita ... 30
Fotomic. 10 Textura exibindo kink em cristais de albita e microclina ... 30
Fotomic. 11 Textura onde se percebe cristais de aegirina incluindo mineral opaco ... ... 30
Fotomic. 12 Textura de cristal de nefelina coroado por cancrinita ... 30
PRANCHA 4: Fotomic. 13 Textura em cristal de nefelina anédrico ... 33
Fotomic. 14 Textura apresentando cristal de nefelina com vermiculas de sodalita ... 33
Fotomic. 15 Textura de exsolução em microclina ... 33
Fotomic. 16 Textura apresentando inclusão de albita em cristal de microclina pertítica ... 33
Fotomic. 17 Textura apresentando cristal de nefelina circundando por cristais de cancrinita ... 33
Fotomic. 18 Textura apresentando cristal de nefelina com coroa descontinua de cancrinita ... 33
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Í N D I C E D E T A B E L A S
Tabela 1 Listagens das amostras estudadas de sienitos pelas fácies ... 22
Tabela 2 Dados modais de rochas da Fácies Sienito com 12% a 15% de sodalita ... 24
Tabela 3 Dados modais de rochas da Fácies Sienito com 37% a 45% de sodalita ... 28
Tabela 4 Dados modais de rochas da Fácies Sienito com mais que 64% de sodalita ... 32
Tabela 5 Análises químicas de cristais de feldspatos alcalinos ... 42
Tabela 6 Análises químicas de cristais de aegirina ... 45
Tabela 7 Analises químicas de cristais de nefelina ... 48
Tabela 8 Analises químicas de cristais de magnetita ... 50
Tabela 9 Analises química de cristais de biotita ... 51
Tabela 10 Análises químicas de cristais de paragonita ... 54
Tabela 11 Análises químicas de cristais de sodalita ... 55
Tabela 12 Análises químicas de cristais de cancrinita e analcima ... 56
Tabela 13 Analises químicas de cristais de calcita ... 57
Tabela 14 Análises químicas dos elementos maiores e minerais normativos das amostras estudadas ... 60
1
Capítulo I
2
I.1 - APRESENTAÇÃO
A Província Alcalina do Sul do Estado da Bahia (PASEBA, Fig. 1), devido as suas dimensões, constitui a mais importante expressão do magmatismo alcalino neoproterozoico do Brasil.
O conceito de província para a PASEBA foi definido nos anos setenta por Silva Filho et al. (1974), quando confeccionou o mapa geológico para o sul da Bahia. Todavia, na pesquisa bibliográfica feita para essa dissertação não se obteve sucesso em identificar a existência de aportes de novas informações geológicas, petrográficas, geoquímicas e geocronológicas após os trabalhos pioneiros (Silva Filho et al., 1974; Fujimori, 1978) sobre essas rochas nas décadas seguintes, 80 e 90. A partir de 2002, um volume de dados importante foi obtido sobre a PASEBA resultado de projetos de pesquisa realizados por pesquisadores do Grupo de Petrologia Aplicada da UFBA, apoiados pelos seguintes órgãos de fomento ou pesquisa: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), Companhia Baiana de Pesquisa Mineral, Fundação de Amparo á Pesquisa no Estado da Bahia (PRONEX FAPESB-CNPq) e Coordenação de Aperfeiçoamento do Pessoal de Nível Superior (CAPES).
A PASEBA é constituída por vários batólitos e grande número de stocks. É principalmente nos stocks que ocorrem mineralizações de sienito para fins de rocha ornamental ou como pedra semipreciosa, devido a presença de cristais de sodalita na cor azul intensa.
O Stock Litchfieldítico Itaju do Colônia (SIC), objeto desse estudo, apresenta idade U-Pb em titanita de 732 ± 8 Ma (Rosa et al., 2005), sendo, sem dúvida, o corpo alcalino mais conhecido da PASEBA. Isto se deve seguramente ao fato dele concentrar as mais importantes reservas de sodalitito de cor azul desta província e do Brasil.
Os resultados apresentados nessa dissertação foram obtidos com os apoios dos projetos citados acima. Ela aporta dada de química mineral e geoquímica de rocha do mais famoso stock da PASEBA que é aquele da Fazenda Hiassu, o SIC.
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Figura 1. Mapa da Bahia com a localização da Província Alcalina do Sul do Estado da Bahia PASEBA [A]. Mapa geológico simplificado da PASEBA [B]. Cidades [1], limite interestadual [2], falhas e fraturas [3], falhas de cavalgamento [4], sedimentos recentes [5], metassedimentos neoproterozoicos [6], rochas alcalinas brasilianas da PASEBA [7], rochas arqueano-paleoproterozoicas [8, a= granito-gnáissico-migmatíticas e b= granulíticas]. Área em rosa destaca o Stock Litchfieldítico Itaju do Colônia (SIC).
4
I.2. OBJETO DO ESTUDO E MOTIVAÇÕES
O objeto deste estudo é o Stock Litchfieldítico Itaju do Colônia (SIC), que é um corpo intrusivo em terrenos polimetamórficos granulíticos do Cinturão Itabuna, localizado no sul do Estado da Bahia (Fig. 1).
Até o momento, mesmo sendo um dos corpos mais importantes da PASEBA e frequentemente citado na literatura, devido as suas características particulares, não existiam até esse estudo dados de química mineral e análises geoquímicas completas de suas rochas. Este fato faz com que as interpretações e inferências sobre a evolução petrológica deste stock tenham sido limitadas. Assim, para que se possa avançar sobre a petrogênese das rochas sieníticas do SIC torna-se imprescindível a compreensão da evolução da química mineral. Esta dissertação se propõe, portanto, diminuir essa lacuna de informação científica, aportando dados de química mineral e análises químicas de rocha completas (elementos maiores, menores, traços com terras raras inclusos) e, dessa forma contribuir para o estabelecimento da evolução petrológica deste stock.
Acessar o SIC não é fácil. Necessita-se de permissões das empresas que o exploram. A permissão mais demorada é aquela que depende daa empresa e cujo escritório do responsável localiza-se no Rio de Janeiro. Isso somente após justificativas. Ante a isso e aos contras-tempo ocorridos, não foi possível realizar campo para coletar as amostras do SIC. Assim, esse trabalho foi realizado em laboratório unicamente, obtendo e tratando dados de amostras coletadas previamente pelos orientadores.
Esta pesquisa tem como objetivos apresentar e discutir os dados de química mineral e de geoquímica de rocha, em amostras-chave de sienitos, assim como a caracterização petrográfica dessas mesmas rochas. E, com base nestas informações investigar a evolução geoquímica dos minerais e rochas presentes nos tipos de sienitos investigados. Nesse contexto, foi objetivo quantificar as condições físico-químicas do equilíbrio das paragêneses minerais primárias. E com isso, inferir a influência da cristalização dos minerais na evolução do magma fonolítico rico em cloro, responsável pela cristalização dos sodalita sienitos neste stock.
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I.3. LOCALIZAÇÃO E ACESSO
O município de Itaju do Colônia localiza-se no sul do Estado da Bahia, a 534 km da cidade de Salvador (Fig. 2). A principal via de acesso partindo de Salvador é a BR-324 até as proximidades da cidade de Feira de Santana. A partir dessa cidade utiliza-se a BR-101 e ao percorrer 362 km chega-se a cidade de Itabuna. Dessa cidade segue-se pela BR-415 (trecho Itabuna-Ibicaraí) por 64 km até o entroncamento com a BA-667. Deste ponto até a cidade de destino, Itaju do Colônia, são aproximadamente 28 km.
A área de estudo está situada na Fazenda Hiassu, onde se encontra o SIC, cujas coordenadas geográficas aproximadas são 15°11’S e 39°49’W, distando cerca de 25 km na direção SSW, da sede municipal.
I.4. METODOLOGIA
A realização da pesquisa que resultou nessa dissertação foi feita em diversas etapas, voltadas para obtenção dos dados científicos que são apresentados e discutidos ao longo desse volume.
I.4.1. Levantamento Bibliográfico
Foram realizados levantamentos bibliográficos sobre associações alcalinas que tivessem em suas rochas sodalita sienitos, sendo dada atenção especial a aquelas onde a sodalita tivesse a cor azul. Neste contexto, foram levantadas, sempre que possível, informações sobre a geologia, petrografia, química mineral e geoquímica de rocha.
Nesses levantamentos foi importante a existência dos acervos bibliográficos nas bibliotecas do Instituto de Geociências da UFBA, do Departamento Nacional de Pesquisa Mineral, Serviço Geológico do Brasil e o da Companhia Baiana de Pesquisa Mineral. Destaco as grandes facilidades aportadas pela existência do Portal de Periódicos da CAPES que permitiu ter-se acesso a referencias de sienitos de várias regiões do mundo. E, no de 2012 teve-se acesso a grande número de artigos-chave, normalmente do século passado, de importantes jornais científicos internacionais.
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Figura 2. Contorno geográfico do Estado da Bahia com a localização da Província Alcalina do sul do Estado da Bahia (a). Mapa de localização da área estudada (b).
7
I.4.2. Seleção de Amostras
As rochas utilizadas neste estudo foram selecionadas entre aquelas mais representativas da coleção de rochas existentes de estudos anteriores as quais estavam disponíveis análises químicas de rocha e minerais.
I.4.3. Estudos Petrográficos
Estes estudos foram realizados em dois momentos distintos. O primeiro, constou da descrição macroscópica das amostras selecionadas utilizando-se para isto lupa binocular com equipamento de captura de imagens digitais. No segundo momento, após a seleção das amostras representativas a serem utilizadas neste estudo, essas rochas foram examinadas e descritas utilizando-se para isto microscópio binocular petrográfico (Leitz, Laborlux 12 Pols) ao qual tem-se acoplado a câmera digital Olympus, modelo SP-350. Nesta etapa foram descritas a mineralogia e texturas, realizada a estimativa volumétrica dos minerais componentes destas rochas e estabelecida a ordem de cristalização destes minerais.
1.4.4. Química Mineral
Os minerais constituintes de amostras representativas foram analisados quimicamente utilizando-se Microssonda Eletrônica. Essas análises foram obtidas pelos orientadores no Laboratório de Microssonda Eletrônica da USP. Esse equipamento é de marca Jeol JXA-8600 acoplado ao sistema de automação Voyagen-Thermonoram.
Para o cálculo das fórmulas estruturais dos minerais, explicitado a seguir, o valor do ferro nas valências +2 e +3 foi efetuado segundo as recomendações de Droop (1987).
Os cálculos das fórmulas estruturais dos minerais foram feitos da seguinte forma:
(1) Clinopiroxênio – fórmula estrutural calculada com base em 6 oxigênios e 4 cátions. Utilizando as recomendações de Morimoto et al. (1990) para a nomenclatura.
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(2) Feldspatos – fórmulas estruturais calculadas com base em 8 oxigênios e 5 cátions. Os pólos puros foram obtidos a partir do conteúdo dos íons Ca, Na, K e Ba, após o cálculo da fórmula estrutural de acordo com por Deer et al. (1992): Albita (Ab), Anortita (An), Ortoclásio (Or) e ocasionalmente Celsiana (Cn).
(3) Micas – fórmulas estruturais calculadas com base em 22 oxigênios e 20 cátions.
(4) Magnetita - fórmula estrutural calculadas com base em 4 oxigênios e 3 cátions.
(5) Nefelina - fórmula estrutural calculada com base em 32 oxigênios e 24 cátions, segundo recomendações de Deer
et al. (1992). O cálculo dos parâmetros Nefelina (Ne),
Kalsilita (Ks) e Quartzo (Q) seguiram as recomendações de Hamilton & MacKenzie (1965).
(6) Cancrinita - fórmula estrutural calculada com base em 24 oxigênios e 18 cátions segundo recomendação de Deer et
al. (1992).
(7) Carbonato - cálculo dos pólos puros Calcita, Siderita e Magnesita a partir da fração molar dos elementos Ca, Fe e Mg.
(8) Sodalita - fórmula estrutural calculada com base em 24 oxigênios e 20 cátions, segundo as recomendações de Deer et al. (1992).
(9) Analcita - fórmula estrutural calculada com base em 96 oxigênios e 64 cátions, segundo as recomendações de Deer et al. (1992).
(10) Mica Branca - teve sua fórmula estrutural calculada com base em 34 oxigênios e 16 cátions, segundo as recomendações de Deer et al. (1992).
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I.4.5. Difratometria de Raios X
Neste estudo utilizou-se de resultados da aplicação de difratometria pelo método do pó para identificar alguns minerais que não foram identificados nos estudos petrográficos, pois eles eram no geral pulverulentos e foram retirados das rochas durante a confecção da lâmina delgada.
O difratômetro de raios X utilizado nesse estudo foi de marca Shimadzu®, modelo XDR-6000, com tubo de Cu, do Núcleo de Geologia da Universidade Federal de Sergipe. Os acessórios deste equipamento que facilitaram a obtenção dos dados e tratamento dos resultados foram monocromador, e os softwares PDF® (Powder Diffraction File) e Overlapping
Peak Separation.
Nesse estudo foi essencial a colaboração da estudante da UFS a Sta. Adjanine Carvalho Santos Pimenta que gentilmente cedeu informações inéditas obtidas para o seu Trabalho de Conclusão de Curso.
I.4.6. Química de Rocha
Neste estudo utilizou-se 5 análises químicas de rochas disponíveis na literatura (Fujimori, 1978) além de outras 8 novas análises.
Os elementos maiores foram dosados por ICP-AES, os elementos-traço, incluindo as terras raras (ETR), por ICP-MS e a perda ao fogo foi obtida após o aquecimento da amostra a 1000o C, conforme as rotinas analíticas para estudos petrológicos dos laboratórios AcmeLabs®.
I.4.7. Tratamento dos Resultados
No tratamento dos dados químicos de minerais e geoquímicos foram utilizados softwares específicos, assim como planilhas eletrônicas de cálculos a fim de estabelecer a nomenclatura dos minerais e a evolução química das rochas. Os mais importantes são listados abaixo.
Química Mineral - utilizou-se dos seguintes softwares: (1) PX-nom® de Sturm (2002) para os dados de piroxênios;
(2) SovCalc®2.0 (Shoaxiong & Nekvasil 1994) para estimativa de temperatura de cristalização dos feldspatos alcalinos;
(3) Software Ilmat® (Lepage 2003) para a quantificação da valência do ferro e cálculo
10 Geoquímica de Rocha - utilizou-se:
(1) Planilhas Excel®para diversos cálculos e razões elementares;
(2) Planilha Excel® Norm3® de Hollocher (2001) para o cálculo dos minerais normativos;
(3) Programa CGDKit®de Janousek et al. (2006) para a confecção de diagramas úteis
a estudos petrológicos.
I.5. ESTRUTURA DA DISSERTAÇÃO
A dissertação esta estruturada da seguinte forma:
Capítulo I:apresenta os objetivos as motivações para o desenvolvimento desse trabalho, colocando em evidência a importância de se melhor conhecer a Província Alcalina do Sul do Estado da Bahia. A localização da área é feita, assim como as diferentes etapas desenvolvidas durante a pesquisa: levantamento bibliográfico, seleção de amostras, estudo petrográfico, de química mineral, de química de rocha e a interpretação de resultados.
Capítulo II: aborda de forma abrangente a geologia regional e local, mostrando as feições e os aspectos de campo da área estudada. Capítulo III: mostra os dados relevantes da petrografia das lâminas
delgada-polida, ressaltando-se feições texturais julgadas diagnósticas. Essas rochas puderam ser reunidas em três fácies distintas de acordo com o conteúdo de sodalita.
Capítulo IV: apresenta a geoquímica dos minerais estudados, suas nomenclaturas e classificações. Sempre que possível foi feita inferência de parâmetros intensivos de suas cristalizações.
Capitulo V: trata dos estudos químicos das rochas estudadas e esses são tratados utilizando-se de diversos diagramas.
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Capítulo II
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II.1. INTRODUÇÃO
A primeira comunicação científica sobre as rochas alcalinas presentes no Sul do Estado da Bahia, que se teve acesso, foi feita por Fujimori (1967). O trabalho realizado por Silva Filho et al. (1974) foi, sem dúvida, entre os mais antigos, aquele mais importante. Esses autores integraram os dados existentes até então para as rochas alcalinas do Sul da Bahia e, nesse mesmo projeto, apresentaram o primeiro mapa geológico regional (1:250.000) para o setor sul da Bahia. Ainda no contexto deste mesmo projeto, Silva Filho et al. (1974), reuniram essas rochas alcalinas sob a terminologia de Província Alcalina do Sul do Estado da Bahia, PASEBA (Fig. 1). Essa terminologia é aquela adotada nesse estudo, por julgá-la bem pertinente.
Os corpos alcalinos da PASEBA são intrusivos na parte sul do Cráton do São Francisco, tendo como embasamento rochas arqueano-paleoproterozoica e mesoproterozoica. O embasamento mais antigo é polimetamórfico e na sua parte sudoeste é afetado pela tectônica neoproterozoica responsável pela geração da Faixa Móvel Araçuaí, cujo clímax ocorreu, segundo Pedrosa Soares et al. (2001), em torno de 550 Ma.
II.2. ROCHAS DO ARQUEANO E PALEOPROTEROZOICO
O embasamento da PASEBA é constituído por granulitos e gnaisse-migmatíticos. O limite entre esses dois conjuntos de rochas é, segundo Silva Filho et al. (1974), expresso pela Falha Planalto-Potiraguá (Fig. 1). Os granulitos ocorrem em sua porção nordeste e pertencem ao Cráton do São Francisco, correspondendo ao Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá, ao passo que os terrenos gnáissicos são nomeados de Complexo Itapetinga por Dalton de Souza et al. (2003).
Os terrenos granulíticos apresentam grande diversidade de rochas (Silva Filho et al. 1974, Pedreira 1976, Lima et al. 1981) que foram identificadas por Figueiredo (1989) como com afinidades orogênicas e reunidas sob a terminologia Cinturão Itabuna e, posteriormente, renomeado por Barbosa & Sabaté, (2004) como Orógeno Itabuna-Salvador-Curaçá (OISC). Estudos
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realizados identificam a presença de várias unidades de rochas que se encontram condicionadas pela direção NS e que, em grande parte, possuem ortopiroxênio, sendo esta paragênese a evidência de metamorfismo granulítico (Silva Filho et al., 1974; Pedreira et al. 1975; Barbosa, 1986; Figueiredo, 1989; Arcanjo, 1997; Martins & Santos, 1997; Pinho et al. 2003).
O OISC é composto por metamorfitos de alto grau, com geoquímica semelhante a aquela descrita para os arcos de ilha modernos, com a presença de suítes com afinidades toleiítica, cálcio-alcalina e shoshonítica. Esta estruturação foi interpretada por Barbosa (1990) como sendo restos fósseis de arco magmático antigo.
As rochas nesse cinturão encontram-se fortemente deformadas, recristalizadas e o último metamorfismo foi datado entre 2200 e 2000 Ma (Marinho & Barbosa 1993). No OISC existem também evidências estruturais e geofísicas que ele represente um sistema de cavalgamento com sentido de movimento de leste para oeste (Martins & Santos 1997), reforçando assim a hipótese que ele é um antigo sistema colisional.
As rochas gnáissico-migmatíticas do Complexo Itapetinga, anteriormente denominado de Complexo Paramirim por Lima et al. (1981), são arqueanas e aquelas na área em estudo ocorrem no domínio de influência deformacional do Orógeno Araçuaí. Elas estão metamorfisadas na Fáceis Anfibolito e os dados geocronológicos disponíveis indicam que existem rochas com idades variando de 2,0 até 2,9 Ga (Mascarenhas & Garcia, 1989).
O Complexo Itapetinga é representado por um conjunto gnáissico-migmatítico, com granulação média a grossa, com bandas máficas, compostas principalmente por biotita ou hornblenda. Cruz Filho (2005) identifica que a área apresenta como tipo mais comum biotita quartzo feldspato gnaisse, cinza-claro. Ocorrem também nesse complexo supracrustais, sobretudo quartzíticas, que se apresentam quase sempre associadas a metabásicas e metaultrabásicas (Moraes Filho & Lima, 2007).
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II.3. ROCHAS DO MESOPROTEROZOICO
O Mesoproterozoico no setor em estudo se expressa pela presença de diques máficos verticais de composição toleiítica, pouco espessos (<30 cm), que cortam as rochas dos embasamentos granulítico e gnáissico-migmatítico (Silva Filho et al, 1974; Pedreira, 1976; Lima et al, 1981; Dalton de Souza et a, 2003; Cruz Filho, 2005; Moraes Filho et al, 2007).
Rénne et al. (1990) dataram os diques basálticos obtendo idades Ar-Ar entre 1000 e 900 Ma e as suas características geológicas os tornam correlacionáveis à Província Filoniana Litorânea (Corrêa-Gomes & Oliveira 2002). Segundo Corrêa-Gomes (2000), estes corpos apresentam formas retilíneas, angulosas e com bordas de resfriamento, atestando que a profundidade de suas colocações são relativamente rasas, entre 1 e 8 km de profundidade. Corrêa-Gomes et al. (1996) destacam ainda que, a colocação destes corpos, apresenta sentido do fluxo magmático de leste para oeste, indicando que a câmara magmática responsável por esses magmas localizava-se no Congo, centro-oeste da África
II.4. ROCHAS DO NEOPROTEROZOICO
Esse período na região em estudo é representado pelos Grupo Rio Pardo e Província Alcalina do Sul do Estado da Bahia.
II.4.1. Grupo Rio Pardo
O Grupo Rio Pardo é interpretado por Pedreira (1976) como uma bacia intraplaca instalada em um sistema rifte. Este grupo, segundo Souto & Vilas Boas (1969) e Pedreira et. al (1969) é constituída por quatro formações:
- Formação Camacã, que ocupa a base, sendo constituída por conglomerados petromíticos que progradam para filitos e meta-siltitos com finas intercalações de calcário argiloso no topo.
- Formação Salobro é composta por meta-conglomerados petromíticos, meta-arcóseos, meta-conglomerados com seixos de dolomitos, arcóseos e de siltitos.
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- Formações Água Preta e Serra do Paraíso são constituídas essencialmente por grauvacas, filitos e calcários.
A idade do Grupo Rio Pardo ainda hoje não é bem definida, existindo alguns dados geocronológicos. Por exemplo, Cordani (1973) obteve a idade de 670 Ma, pelo método Rb-Sr em rocha total, pelo, que foi atribuída como a idade máxima da deposição. Esses mesmos dados foram retratados por Karmann (1987), com base em novas constantes radiométricas, obtendo idade mais jovem de 541,4 ± 78,3 Ma.
Admitindo que 1.100 Ma é a idade mínima de intrusão dos diques máficos, sobre os quais está depositado o Grupo Rio Pardo, Karmann (1987) infere que a deposição desse grupo pode situar-se entre 1.100 e 500 Ma.
Mascarenhas & Garcia (1989) dataram cristais de zircão de amostras de topo da Formação Salobro pelo método SHRIMP. Estas análises forneceram idades 207Pb/206Pb de 2.068±14 e 2.103±18 Ma, que correspondem as idades comumente encontradas para as rochas encaixantes. Estes mesmos autores ao reinterpretarem os dados Rb-Sr disponíveis para esse grupo, atribuem que a idade encontrada de 540 Ma é relacionada ao metamorfismo brasiliano.
II.4.2. Província Alcalina do Sul da Bahia
A Província Alcalina do Sul do Estado da Bahia (PASEBA) tem área aproximada de 10.000 km2(Fig. 1). Seus corpos apresentam-se regionalmente orientados na direção NE-SW, estendendo-se das proximidades do litoral (cidade de Ilhéus) até a divisa com o Estado de Minas Gerais (cidade de Itarantim).
A PASEBA é formada por quatro batólitos (Itabuna, Floresta Azul, Serra das Araras e Itarantim), vários stocks (Potiraguá, Itaju do Colônia, Serra da Gruta e Nefelina Sienítico Rio Pardo, dentre os mais importantes) e por numerosos diques pouco espessos (<0,5 m).
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Os maciços alcalinos são essencialmente constituídos por sienito com feldspatóide, nefelina sienito, sodalita sienito e subvulcânicas do tipo basalto, havaiíto, fonólito e tinguaíto.
As intrusões da PASEBA apresentam-se regionalmente alinhadas segundo a direção NE-SW, sendo este controle estrutural atribuído a um conjunto de falhas profundas, geradas a partir de uma tectônica situada entre o Paleoproterozóico e Mesoproterozóico (Mascarenhas 1979) e que teriam sido reativadas durante o Neoproterozóico ocorrendo às intrusões alcalinas da PASEBA (Silva Filho et al. 1974, Corrêa-Gomes & Oliveira 2002).
Rosa et al. (2007) obtêm um grande número de novos dados geocronológicos sobre a PASEBA, permitindo estabelecer que esse magmatismo foi ativo pelo menos por 56 Ma, entre 732 Ma até 676 Ma. Período que esses autores advogam a instalação de rifte, responsável pela intrusão de magmas alcalinos subsaturados em sílica, quando da desagregação de Rodínia.
Os contatos estabelecidos pelas intrusões alcalinas com o embasamento são bem definidos e mostram alto contraste térmico e de viscosidade, sugerindo que a profundidade durante a instalação dos magmas nas câmaras se situaram entre 6 a 8 quilômetros (Rosa et al. 2005).
Segundo Cunha (2003), a sodalita nas intrusões da PASEBA tem origem tardia e autometassomática. Essa hipótese tem por base texturas de substituição da nefelina por sodalita, evidenciando que o responsável pela cristalização deste mineral é de natureza peralcalina e rico em cloreto (Cl2).
II.5. SEDIMENTOS
Rochas mais recentes correspondem as rochas sedimentares e as coberturas sedimentares, bem distribuídas na região costeira (Fig. 1).
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II.6. GEOLOGIA DO STOCK ITAJU DO COLÔNIA
O SIC exibe forma de elíptica (Fig. 3), com eixo maior na direção norte-sul, paralelo aproximadamente à foliação das rochas gnáissicas encaixantes. Seu maior comprimento é de aproximadamente 1.350 m. Seus contatos são em grande parte encobertos por um solo arenoso de cor variando de cinza a avermelhado. Todavia, em alguns locais é possível visualizar que os contatos com os metamorfitos encaixantes são bruscos, frequentemente marcados pela presença de diques ou de bolsões pegmatíticos sieníticos, com tamanhos variados, desde centimétricos até métricos.
Em campo o Stock Itaju do Colônia aparece como um morrote com altura máxima de 70 m, destacando-se dos terrenos polimetamórficos arrasados encaixantes (Foto 1). Ele localiza-se na Fazenda Hiassu, que situa-se a cerca de 23 km a noroeste da cidade homônima.
O sienito dominante no SIC pode apresentar desde cores azul esbranquiçado (Fotos 2, 3), branca com pintadas de pretos, verde e azul até a cor azul intensa, no caso dos sodalititos (Foto 4). Faixas de cor verde corta as rochas sieníticas e são constituídas por aegirina (Foto 5). A presença de pegmatitos é variada, como bolsões (Foto 6) ou diques e em alguns desses os cristais podem atingir tamanhos métricos (Foto 7).
Na parte leste do corpo ocorre uma camada de 4 a 6 metros de sodalitito de cor azul intensa, que apresenta contatos bruscos com os sodalita sienitos encaixantes.
II.7. CONCLUSÕES
A região sul da Bahia apresenta história geológica complexa, onde estão presentes rochas desde o arqueano até o recente. Os dados disponíveis revelam que o embasamento arqueano-paleoproterozoico representa, provavelmente, as raízes de sistema(s) colisional(is). E que, no Criogeniano (850-630 Ma) estes terrenos foram submetidos a condições anorogênicas, com a instalação de um rifte, onde por cerca de 56 Ma (732-676 Ma) instalaram-se magmas alcalinos. Esse ambiente explica convenientemente o controle estrutural identificado para o conjunto de corpos alcalinos subsaturados em sílica.
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Figura 3. Contorno do Stock Litchfieldítico Itaju do Colônia (linha preta), estabelecido por Fujimori (1978), lançado sob imagem de satélite obtida em fevereiro de 2012 no Google Earth. A área em amarelo é constituída por sienitos e fora dela ocorrem metamorfitos do Cinturão Móvel Itabuna. As áreas em cor branca na imagem correspondem a frentes de lavra da rocha ornamental Azul Bahia
Prancha 1. Imagens de campo das rochas do Stock Litchfieldítico Itaju do Colônia.
Foto 1. Imagem do morro que representa o Stock Foidolítico Itajú do Colônia
Foto 2. Textura pintada do sodalita sienito mais
abundante na mina da Fazenda Hiassu. Foto 3. Textura de sodalita sienito.
Foto 4. Imagem do sodalitito de cor azul. As regiões de cor branca nessa rocha correspondem a mistura de cristais de baixa temperatura
Foto 5. Estrutura de ocorrência de veio de aegirinito em sodalita sienito. A tonalidade esverdeada corresponde o veio de aegirina maciça.
Foto 6. Bolsão pegmatítico com cristais centimétricos de sodalita (azul), calcita (rosa) e biotita (preta). A rocha encaixante corresponde a sienito com igual composição ao bolsão com granulação inferior, sendo mais abundante a biotita.
Foto 7. Porção de um dique pegmatítico, de natureza nefelina carbonatítica, onde a tonalidade esverdeada correspondem a grandes cristais de nefelina e a parte avermelhada corresponde a cristais de calcita e tompsonita.
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A Província Alcalina do Sul do Estado da Bahia é composta de vários corpos maiores, numerosos stocks e de muitos diques. Nela dominam sienitos com feldspatóides e seus equivalentes subvulcânicos. A presença de fluidos ricos em cloreto é utilizada para explicar a presença da sodalita, formado por processo metassomático que nessa província é usualmente azul.
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Capítulo III
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III.1. INTRODUÇÃO
Os estudos petrográficos são de grande importância na identificação das etapas envolvidas na formação das rochas presentes no Stock Litchfieldítico Itaju do Colônia. Esta técnica de investigação é baseada na análise mineralógica através de microscópio petrográfico, com o intuito de estabelecer as peculiaridades e quantidades dos minerais, estabelecimento do nome da rocha (Fig. 4) e as relações existentes e nomear as texturas presentes. Desta forma, as análises petrográficas contribuem para o entendimento dos processos que ocorreram durante a cristalização, bem como na inferência sobre a sequência de cristalização deste magma.
Neste trabalho foram descritas 8 lâminas delgadas de rocha, nas quais foram identificadas proporções diferentes de sodalita. O volume da sodalita foi utilizado nesse estudo para estabelecer as três fácies petrográficas apresentados na Tabela 1. Deve-se ressaltar o fato da impossibilidade de determinar o tamanho e a forma individual dos cristais de sodalita devido ao seu caráter isotrópico. Assim sendo, a descrição desse mineral deve ser interpretada tanto como feições de cristais e de agregados desse mineral.
Tabela 1. Classificação dos sienitos estudados com relação ao volume de sodalita.
Fácies Sienítica Amostras
12% a 15% de sodalita 528 B, 2632, 2634, 2644, 37% a 45% de sodalita 531A, 2633, 2640
≥ 64% de sodalita 2648
III.2. Fácies Sienito com 12% a 15% de Sodalita
Foram analisadas 4 amostras contendo proporções de 12 - 15% sodalita (Tab. 2). Essas rochas apresentam sua mineralogia essencial constituída por nefelina, feldspato alcalino pertítico, albita, cancrinita, aegirina e mica branca e os minerais de acessórios são representados por cristais de calcita e de minerais opacos.
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Figura 4. Diagrama triangular QAPF (Streckeisen, 1973) apresentando detalhe da região AFP, com P até 50%, onde foram lançadas as amostras estudadas do Stock Litchfieldítico Itaju do Colônia.
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Tabela 2. Análise modal para amostras com percentagem entre 12 e 15% de sodalita.
Sodalita - apresenta-se como cristais anédricos. Ela exibe contatos curvos e
fortemente reentrantes com a nefelina, a microclina e a cancrinita (Prancha 2: Fotomicrografia 1). Estes cristais contêm inúmeras inclusões de cancrinita (até 0,06 mm), carbonato (até 0,04 mm), nefelina, microclina e minerais opacos.
Feldspato Alcalino Pertítico - apresenta-se como cristais anédricos e
subédricos, com dimensões variando de 0,06 mm até 2,2 mm, predominando aqueles com tamanhos em torno de 0,31 mm. Muitos deles mostram-se geminados segundo as leis Albita-Periclina. Todavia, reconhece-se com frequência em alguns deles a presença de traços de geminação segundo a Lei Carlsbad. Os contatos são retos com a biotita e microclina, curvo, e muitas vezes fortemente reentrantes com os cristais de sodalita. Ocorrem inclusões de biotita de cor marrom, subédrica (até 0,04 mm), associada com minerais opacos e também inclusões de cristais de albita, subédricos a anédricos, sendo que alguns deles exibem coroa albítica (Prancha 2, Fotomicrografia 2). Constata-se ainda que alguns cristais de biotita inclusos apresentam inclusões de cristais carbonato com forma vermicular. Intersticial aos cristais maiores de feldspato alcalino pertítico têm-se cristais menores de microclina com geminações Albita-Periclina bem desenvolvida, isentos de exsoluções, e que exibe contatos próprios entre eles desde ameboides até reto. A albita exsolvida
2644 2634 2632 528B
Sodalita 12 15 14,6 13,2
Feldspato Alcalino Pertítico 22 26 28 22,7
Aegirina 2 1,8 20,9 Nefelina 48 22 21,9 30,1 Albita 7 8 10 3 Cancrinita 4 11 12 5 Magnetita 3,6 4 2,8 3 Biotita 0,1 7 2,1 0,8 Carbonato 0,1 7 5 0,4 Mica Branca 1,2 1,8 0,9
Prancha 2. Texturas em rochas do Stock Foidolítico Itaju do Colônia com teor de sodalita de 12 – 15%. Feldspato Alcalino (Feds. Alc).
Fotomicrografia 1. Contato da sodalita com cristais de nefelina e feldspato alcalino (Feds. Alc, embaindo). Comprimento da foto corresponde 1,5 mm.
Fotomicrografia 2. Cristais de feldspato alcalino pertítico contendo inclusões de cristal de albita o qual apresenta textura de coroa albitica. Comprimento da foto corresponde 0,154 mm
Fotomicrografia 3. Rocha isotrópica porfiritica. Os fenocristais de feldspatos alcalino e aegirina estão imersos em uma matriz de granulação fina. Sendo constituída essencialmente por feldspato alcalino e plagioclásio. Comprimento da foto corresponde 6,8 mm
Fotomicrografia 4. Cristais de aegirina com forma subédrica. Comprimento da foto corresponde 2 mm
Fotomicrografia 5. Existe uma alteração ao redor dos cristais de feldspatos. Produz uma alteração de granulação fina cujo, os produtos têm uma cor de interferência baixa a muito baixa. Comprimento da foto corresponde 1,8 mm.
Fotomicrografia 6. Ilustra o carbonato com crescimento intersticial entre sodalita, crancrinita e nefelina. A diferença de tonalidade observada sobre o cristal de carbonato corresponde a retirada parcial do carbono da metalização da lâmina. Comprimento da foto corresponde 1,4 mm
Nefelina Nefelina Sodalita Sodalita Feds. Alc Feds. Alc Feds. Alc Albita Aegirina Aegirina Cancrinita Feds. Alc Feds. Alc Carbonato Carbonato 25
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apresenta forma de flâmula, tendo sobreposta a forma de veios irregulares. Agregados de cristais de carbonato preenchem algumas das fraturas presentes. Alguns dos fenocristais de feldspatos alcalino e aegirina estão imersos em uma matriz de granulação fina (Prancha 2, Fotomicrografia 3).
Aegirina - apresenta-se como cristais anédricos (Prancha 2, Fotomicrografia 4)
cujas dimensões variam de 0,02 mm até 0,70 mm, predominando cristais com tamanhos em torno de 0,26 mm. Seus contatos são irregulares com os cristais de microclina, sodalita e plagioclásio.
Nefelina - apresenta-se como cristais anédricos e subédricos cujas dimensões
variam de 0,15 mm até 5,20 mm, predominando cristais com tamanhos em torno de 0,32 mm. Possui contatos retos com a biotita e microclina e irregulares com os cristais de cancrinita e sodalita. Apresenta inclusões de cristais de biotita subédricos (até 0,05 mm) de cor marrom, cristais de albita (até 0,02 mm) e aegirina (até 0,03 mm). Constata-se a presença de micro-fraturas preenchidas por cristais anédricos de carbonato. Em alguns cristais percebe-se uma coroa descontinua de cristais anédricos de sodalita em torno de cristais de nefelina, com limites próprios entre eles desde ameboides até reto. Associado a estes cristais tem-se sempre cristais anédricos de cancrinita.
Albita - ocorre como cristais subédricos com dimensões variando de 0,09 mm
até 0,18 mm, predominando os cristais com tamanhos aproximados de 0,15 mm. Possui contatos retos com cristais de biotita e microclina e curvo com os cristais de sodalita. Observa-se a presença de geminações segundo a Lei Albita. A frequência desses cristais na rocha se limita às bordas dos grandes cristais de feldspatos alcalino pertítico. Identificou-se a presença de inclusões de cristais de carbonato e fragmentos de cristais de microclina. Por vezes exibe uma alteração ao redor dos cristais de feldspatos, produzindo uma alteração de granulação fina cujo, os produtos têm uma cor de interferência baixa a muito baixa (Prancha 2, Fotomicrografia 5).
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Cancrinita - mostra-se como cristais anédricos de dimensões variando de 0,03
mm até 0,15 mm, predominando cristais com tamanhos em torno de 0,08 mm. Mostra-se intimamente associado aos cristais de nefelina. Possui contatos irregulares principalmente com a nefelina, onde se forma uma coroa descontinua e também ocorre na rocha formando agregados. Estes cristais contêm inclusões de minerais opacos, anédricos (até 0,04 mm).
Magnetita - ocorre com forma anédrica e suas dimensões estão
compreendidas entre 0,03 mm e 2,4 mm, predominando cristais com tamanhos em torno de 0,12 mm. Sob luz refletida, identificou-se a presença de ilmenita e magnetita. A magnetita apresenta finas exsoluções de ilmenita. Possui contatos irregulares com os minerais de biotita, nefelina e microclina.
Biotita - apresenta-se como cristais subédricos, na forma de palhetas, com
dimensões variando de 0,06 mm até 0,9 mm e predomínio de cristais em torno de 0,12 mm. Exibe cor marrom e pleocroísmo variando de marrom a verde claro. Possui contatos irregulares com cristais de microclina e minerais opacos. Exibe inclusões de cristais de minerais opacos e carbonato.
Carbonato - ocorre como cristais anédricos de dimensões variando de 0,04
mm até 1,3 mm, predominando aqueles com tamanhos 0,08 mm. Ocupam os interstícios entre os cristais de microclina e plagioclásio com os quais apresentam contatos irregulares (Prancha 2, Fotomicrografia 6).
Mica Branca - apresenta-se como cristais subédricos cujas dimensões variam
de 0,04 mm até 0,11 mm, algumas vezes mostrando hábito acicular. Predominando os indivíduos com dimensões 0,09 mm.
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III.3. Fácies Sienito com 37% a 45% de Sodalita
Foram analisadas três amostras contendo proporções de 37 – 45% de sodalita (Tab. 3). A mineralogia essencial destas rochas, além da sodalita tem feldspato alcalino pertítico, aegirina, nefelina, albita, cancrinita, biotita, mica branca. E, os minerais acessórios são carbonatos, zircão, titanita, apatita e minerais opacos.
Tabela 3. Análises modais das amostra com sodalita variando de 37% a 45%. 2633 2640 531A
Sodalita 37 45 40,3
Feldspato Alcalino Pertítico 35,7 18 28,6
Aegirina 12 3,2 Nefelina 10,3 10 10,1 Albita 15 5,7 Cancrinita 6 3,2 Magnetita 0,7 1 0,9 Biotita 2 1,8 Carbonato 2,3 1,5 2,8 Zircão 0,8 0,9 Titanita 0,7 0,4 Apatita 0,8 0,3 Mica Branca 1,2 1,8
Sodalita - exibe contatos curvos e reentrantes com a nefelina, feldspatos
alcalinos e cancrinita e curvilíneos com os outros minerais. Ela contém inúmeras inclusões de apatita (0,03 mm), cancrinita (0,06 mm), biotita (0,03 mm), mica branca (até 0,04 mm) e cristais anédricos de nefelina (até 0,04 mm) também possuindo porções de cristais de nefelina, albita e feldspato alcalino.
Feldspato Alcalino Pertítico – identificou-se dois conjuntos de cristais de
feldspato alcalinos: microclina e ortoclásio. Os cristais de microclina apresentam-se com formas anédrica e subédrica e suas dimensões variam de 0,08 mm até 2,6 mm, predominando os indivíduos com 0,32 mm. Eles mostram-se geminados segundo as leis Albita-Periclina e apresentam
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exsoluções de albita em forma de flâmula ou pedaços que, por sua vez, normalmente mostra-se germinada segundo a Lei Albita (Prancha 3, Fotomicrografia 7). Os contatos são irregulares com os cristais de sodalita e ortoclásio. Observou-se inclusões de biotita em palhetas de dimensões 0,09 mm, cristais de nefelina subédricos com dimensões 0,05mm e de apatita subédricos de dimensões 0,02 mm. Os cristais de ortoclásio mostram-se com forma subédrica e suas dimensões variam de 0,6 mm até 3,07 mm, existindo predominância de indivíduos com 0,17 mm. Normalmente estão geminados segundo a Lei Carlsbad e em alguns deles constata-se a presença da geminação Albita-Periclina distribuída irregularmente e sobreposta a geminação Carlsbad (Prancha 3, Fotomicrografias 8, 9). Estes cristais possuem contatos retos com a biotita e microclina. Normalmente inclui cristais de biotita, em palhetas (até 0,015 mm), minerais opacos anédricos (até 0,061 mm) e de albita (até 0,05 mm). Por vezes exibem kink (Prancha 3, Fotomicrografia 10).
Aegirina - apresenta-se como cristais anédrico e subédrico cujas dimensões
variam de 0,05 mm até 0,75 mm, predominando cristais com tamanhos de 0,18 mm. Seus contatos são irregulares principalmente com a sodalita, nefelina e minerais opacos (Prancha 3, Fotomicrografia 11). Constata-se a presença de inclusões de minerais opacos euédricos com dimensões variando de 0,55 mm até 0,15 mm e subédricos menores que 0,15 mm.
Nefelina - ocorre como cristais anédrico e subédrico cujas dimensões variam
de 0,04 mm até 3,07 mm, predominando indivíduos com tamanhos em torno de 0,28 mm. Os contatos com os outros minerais são variados, sendo irregulares com os cristais de feldspatos alcalinos e sodalita e retos com a biotita. Constata-se a presença de inclusões de: apatita (0,02 mm), carbonatos preenchendo fraturas (0,06 mm). Em alguns cristais observou-se a presença de micro-fraturas preenchidas por cristais anédricos de carbonatos e cancrinita. Em vários cristais notou-se igualmente a presença de coroa descontínua de cancrinita (Prancha 3, Fotomicrografia 12).
Prancha 3. Texturas em rochas do Stock Litchfieldítico Itajú do Colônia com teor de sodalita de 37-45%.
Fotomicrografia 7. Exsolução em flâmulas ou em
pedaços distribuídas no centro do cristal.
Comprimento da foto corresponde a 4,0mm. A cor vermelha corresponde a campo marcado para análise de microssonda.
Fotomicrografia 8. Cristais prismáticos com vestígio de geminação Carlsbad e a geminação
Albita-Periclina sobreposta. Comprimento da foto
corresponde 5mm.
Fotomicrografia - 9. Exsolução com distribuição
irregular.Comprimento da foto corresponde 1,07 mm Fotomicrografia - 10. Cristais de plagioclásio e microclina com dobra em kink. Comprimento da foto 1,23 mm
Fotomicrografia 11. Relação de inclusão de aegirina e de contato com minerais opacos (M.Op.). Comprimento da foto 1,38 mm.
Fotomicrografia 12. Cristal de nefelina com coroa descontinua de crancrinita. Comprimento da foto corresponde 3,07 mm. Nefelina Nefelina Sodalita Sodalita Sodalita Feds. Alc Albita Albita Albita Aegirina Cancrinita M. Op. 30
31
Albita - mostra-se como cristais subédricos cujas dimensões variam de 0,05
mm até 1,3 mm, predominando cristais com tamanhos de 0,25 mm. Observa-se a presença de geminações segundo as leis Albita, mais abundante, e Albita-Carlsbad, menos frequente. Em alguns destes cristais observa-se regiões cuja extinção é ondulante do tipo concêntrica, sugerindo zoneamanto composicional. Mostra contatos retos frequentemente com cristais de nefelina, microclina e curvilíneo com a sodalita. Ocorrem inclusões de biotita (até 0,05 mm) e apatita (até 0,02 mm).
Cancrinita - apresenta-se como cristais anédricos com dimensões variando de
0,02 mm até 0,15 mm, predominando cristais com tamanhos em torno de 0,04mm. Normalmente apresenta-se formando agregados e com contatos irregulares. Ocorrem principalmente nas bordas dos cristais de nefelina.
Magnetita – ocorre cristais com dimensões variando de 0,04 mm até 0,18 mm.
Possui contatos irregulares com biotita e titanita. Ocorrem inclusões de aegirina
Biotita - mostra-se com cor marrom, pleocroísmo de marrom a verde escuro,
na forma de palhetas subédricas, cujas dimensões variam de 0,6 mm até 2,5 mm, predominando cristais de tamanho 0,9 mm. Os seus contatos são retos com o feldspato alcalino e curvos com titanita e opacos. Ocorrem inclusões de apatita, titanita e minerais opacos.
Carbonato - apresenta-se como cristais anédricos, com dimensões variando
de 0,04 mm até 0,30 mm, predominando indivíduos com tamanhos em torno de 0,11 mm. Seus contatos são irregulares com feldspato alcalino e biotita.
Zircão - ocorre como cristais subédricos de dimensões predominante 0,03 mm.
Titanita - mostra-se como cristais anédricos de dimensões variando de 0,06
mm até 0,15 mm. Possui contatos irregulares com biotita e minerais opacos.
Apatita - apresenta-se como cristais anédricos de dimensões inferiores a 0,03
mm. Possuem contatos irregulares com biotita, sodalita, nefelina e minerais opacos.
Mica Branca - mostra-se como cristais subédricos, por vezes com hábito
acicular, cujas dimensões variam de 0,03 mm até 0,14 mm, predominando cristais de dimensões 0,11 mm.
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III.4. Fácies Sienito com 64% de Sodalita
A mineralogia essencial dessa fácies é constituída por sodalita, nefelina, feldspato alcalino pertítico, albita e biotita (Tab. 4). Como acessórios tem-se magnetita, carbonato e zircão. Observa-se comumente em amostra de mão vênulas de cor branca nessas rochas. Ao se fazer as lâminas delgadas algumas desses regiões mostram-se como minerais pulverulentos, impossíveis de serem identificados ao microscópico. Igualmente encontrou-se zonas de fraturas ocupadas por material de cor verde escura a preta e com granulação afanítica. Em uma amostra coletou-se esses materiais e os analisou pela técnica de Difratometria de Raios X.
Tabela 4. Análise modal da amostra com 64% em volume de sodalita. 2648
Sodalita 64
Feldspato Alcalino Pertítico 9
Nefelina 14 Albita 5,2 Cancrinita 4 Magnetita 1,3 Biotita 1 Carbonato 0,8 Mica Branca 0,7
Sodalita - exibe contatos curvilíneos com os outros minerais. No caso dos
contatos com a nefelina, microclina e cancrinita eles são reentrantes (Prancha 4, Fotomicrografias 13, 14). Estes cristais contêm inúmeras inclusões de cristais anédricos de cancrinita (até 0,02 mm), carbonato (até 0,06 mm) e porções de cristais de nefelina e microclina.
Feldspato Alcalino Pertítico - apresenta-se com formas anédrica e subédrica
e suas dimensões variam de 0,15 mm até 0,75 mm, predominando os indivíduos com 0,16 mm. Esses cristais geminados segundo as leis Albita-Periclina normalmente apresentam exsolução tipo flâmula que tende a se concentrar na periferia do cristal (Fotomicrografia 15). Os contatos são
Prancha 4. Texturas em rochas do Stock Litchfieldítico Itajú do Colônia com teor de sodalita de 64%.
Fotomicrografia 13. Cristal de nefelina, anédrico com habito de folha, extinção ondulante e presença de inclusões vermiculares (tipo mirmequita). Comprimento da foto corresponde a 2,7 mm.
Fotomicrografia 14. Detalhe da micrografia 13. As setas em cor vermelha indicam vermicular de sodalita. Comprimento da foto corresponde a 1,8 mm.
Fotomicrografia – 15. Cristal de microclina com exsolução tipo flâmula concentrada na periferia. Comprimento da foto corresponde 2 mm.
Fotomicrografia - 16. Inclusão do plagioclásio na microclina. Comprimento da foto corresponde 0,52 mm.
Fotomicrografia – 17. Nefelina inclusões de cancrinita (0,15mm). Comprimento da foto corresponde a 3,2 mm.
Fotomicrografia – 18. Cristal de nefelina com
coroa descontinua de crancrinita (C).
Comprimento da foto corresponde 1,07 mm.
Nefelina Nefelina Nefelina Nefelina Sodalita Sodalita Sodalita Sodalita Sodalita Feds. Alc Feds. Alc Albita C Cancrinita Sodalita 33
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irregulares com os cristais de sodalita e eventualmente retos com cristais de plagioclásio. Ocorrem inclusões de plagioclásio euédricos geminados segundo a Lei Albita (Prancha 4, Fotomicrografia 16) e apresenta micro-fraturas preenchidas por carbonatos.
Nefelina - mostra-se como cristais anédricos cujas dimensões variam de 0,07
mm até 1,07 mm, predominando indivíduos com tamanhos em torno de 0,18 mm. Os seus contatos com os outros minerais são irregulares com os cristais de cancrinita, microclina e sodalita. Constata-se a presença de inclusões de zircão subédricos (0,02 mm) e cancrinita (0,15mm) (Prancha 4, Fotomicrografia 17). Em alguns cristais observou-se a presença de micro-fraturas preenchidas por cristais anédricos de carbonatos e cancrinita. Alguns cristais de nefelina mostram extinção ondulante e inclusões vermiculares de sodalita (tipo mirmequita) (Prancha 4, Fotomicrografias 13,14).
Albita - ocorre como cristais subédrico. Suas dimensões variam de 0,05 mm a
0,6 mm predominando cristais de tamanho 0,25 mm. Mostra frequentemente contatos com cristais de nefelina e microclina e curvilíneo com a sodalita. Exibem germinação segundo a Lei Albita. Ocorrem inclusões de cristais de biotita, com dimensões inferiores a 0,05 mm.
Cancrinita - apresenta-se como cristais anédricos com dimensões variando de
0,02 mm até 0,08 mm, predominando cristais com tamanhos em torno de 0,04 mm. Os seus contatos são irregulares. Normalmente ocorre sob a forma de agregados ou formando uma coroa de reação nos cristais de nefelina (Prancha 4, Fotomicrografia 18).
Magnetita - apresentam-se como cristais anédricos e subédricos de dimensões
variando de 0,04 mm até 0,45 mm, predominando cristais de tamanho 0,25 mm. Possui contatos irregulares e esta associada com os cristais de biotita.
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Biotita - exibe cor marrom, pleocroísmo de marrom a verde escuro, forma
subédrica formando palhetas de dimensões variando de 0,05 mm até 0,62 mm predominando cristais de tamanho 0,20 mm. Possui contatos retos com cristais de plagioclásio e curvos com minerais opacos. Ocorrem inclusões de minerais opacos (<0,03 mm).
Carbonato - mostra-se como cristais anédricos e subédricos de dimensões
variando de 0,08 mm até 0,14 mm. Possui contatos irregulares com microclina e nefelina. Ocorrem preenchendo interstícios entre os cristais da rocha.
Zircão - ocorre como cristais subédricos de dimensões predominante 0,02 mm.
Minerais pulverulentos de cor branca – a análise de DRX identificou a
presença dos seguintes minerais (Figura 5): tetranatrolita
[Na2(Al2Si3O10).2H2O], hidrocancrinita [Na2Al2Si3O.10(H2O)], paragonita [(NaAl2(Si3Al)O10 (OH)2], gonnardita [Na2CaAl4Si6O20] e halloysita [Al2Si2O5 (OH)4]
Mineral afanítico de cor verde escuro a preta – a análise de DRX identificou
que o mineral verde escuro que ocupa planos de fraturas no sodalitito apresentou composição de fluorannita [KFe3AlSi3O10F2] (Figura 6).
III.5. CONCLUSÕES
O capítulo de petrografia mostrou-se de fundamental importância nos estudos dessas rochas, pois permitiu identificar a ordem de cristalização dos minerais constituintes, assim como inferir sobre a natureza do fluido necessário para promover a cristalização de alguns minerais como sodalita, cancrinita e carbonato. A figura 7 apresenta a síntese da cristalização dos minerais no SIC.
Figura 5. Fotografia do sodalitito do local onde foi coletada a amostra dos minerais de cor branca que ocorrem na forma de vênulas para análise por Difratometria de Raios X [A]. Difratogramas de Raios X obtidos das duas amostras coletadas [B, C], sendo apresentado os picos dos minerais identificados: tetranatrolita; hidrocancrinita; paragonita; gonnardita e halloysita.
Figura 6. Imagem da amostra 2648 onde a fratura é preenchida por material afanítico de cor verde escura. Difratrograma do material afanítico onde identificou-se a presença da fluoranita.
