Caracterização geoquímica, isotópica e geotectônica dos complexos Araticum e Arapiraca, Faixa Sergipana, Alagoas, Nordeste do Brasil

(1)

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS

PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS

Mariucha Maria Correia de Lima

CARACTERIZAÇÃO GEOQUÍMICA, ISOTÓPICA E GEOTECTÔNICA DOS COMPLEXOS ARATICUM

E ARAPIRACA, FAIXA SERGIPANA, ALAGOAS, NORDESTE DO BRASIL

Dissertação de Mestrado 2013

(2)

MARIUCHA MARIA CORREIA DE LIMA Geóloga, Universidade Federal de Pernambuco, 2011

CARACTERIZAÇÃO GEOQUÍMICA, ISOTÓPICA E GEOTECTÔNICA DOS COMPLEXOS ARATICUM E ARAPIRACA, FAIXA SERGIPANA, ALAGOAS, NORDESTE DO BRASIL

Dissertação que apresenta a Pós-Graduação em Geociências do Centro de Tecnologia e Geociências da Universidade Federal de Pernambuco, orientada pela Prof. Valderez Pinto Ferreira, como preenchimento parcial dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Geociências, área de concentração Geoquímica, Geofísica e Evolução Crustal.

RECIFE, PE 2013

(3)

Verso da Folha.

Catalogação na fonte

Bibliotecária Margareth Malta, CRB-4 / 1198

L732c Lima, Mariucha Maria Correia de.

Caracterização geoquímica, isotópica e geotectônica dos complexos Araticum e Arapiraca, Faixa Sergipana, Alagoas, Nordeste do Brasil / Mariucha Maria Correia de Lima. - Recife: O Autor, 2013.

xiii, 89 folhas, il., gráfs., tabs.

Orientadora: Profa. Dra. Valderez Pinto Ferreira.

Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Pernambuco. CTG. Programa de Pós-Graduação em Geociências, 2013.

Inclui Referências e Anexos.

1. Geociências. 2. Província Borborema. 3. NE Brasil. 4. Cinturão de dobramentos sergipano. 5. U-Pb. 6. Litoquímica. I. Ferreira, Valderez Pinto. (Orientadora). II. Título.

UFPE

(4)

CARACTERIZAÇÃO GEOQUÍMICA, ISOTÓPICA E GEOTECTÔNICA DOS COMPLEXOS ARATICUM E ARAPIRACA, CINTURÃO DE DOBRAMENTOS SERGIPANO, NORDESTE

DO BRASIL

MARIUCHA MARIA CORREIA DE LIMA

Aprovada:

_____________________________________________ Profª. Drª Valderez Pinto Ferreira 20/12/2013

_____________________________________________ Prof. Dr. Alcides Nobrega Sial 20/12/2013

_____________________________________________ Prof. Dr. Márcio Martins Pimentel 20/12/2013

(5)

Dedicatória

Dedico este trabalho as pessoas mais importantes de minha vida, aos meus pais, o Sr. Aluizio Lima e a Sr.ª Maria Lima, e aos meus avós maternos, o Sr. José Martins e a Sr.ª Antônia Maria (In memoriam).

(6)

AGRADECIMENTOS

O fato de ter conseguido chegar até aqui, agradeço ao meu Deus, “Grandes Coisas fez o Senhor por nós pelas quais estamos alegres; glória, pois, a ele eternamente”. Agradeço a Deus pelo seu tão grande amor e misericórdia, que mesmo sem eu nunca merecer, deu o seu filho Jesus para morrer por mim.

A minha família, em especial a minha mãe que desde sempre foi tudo para mim. Ao meu pai, por todo amor e confiança. Ao meu avô por todo carinho, cuidado e investimento. A minha avó pela sua presença em minha vida, tão curta, porém especial. A minha tia e seu esposo pelas conversas e trocas de ideias. Enfim, a todos meus familiares que contribuíram de alguma forma para o meu crescimento intelectual. A Otávio por sempre ter me apoiado e incentivado em tudo.

A minha orientadora Valderez Pinto Ferreira pelo apoio e incentivo durante todos estes anos em que o trabalhamos juntas, pela compreensão e paciência durante a confecção deste trabalho, de igual modo agradeço ao professor Alcides Nobrega Sial, pelo dedicação e ensinamentos. Também ao professor Márcio Pimentel (UNB), Maurício Rangel (UFPE) e Roberta Galdino (CPRM/PE), por terem aceitado participar da minha banca do mestrado.

A todos, os meus professores do Departamento de Geologia da UFPE, aos profissionais da USP: professor Tassinari e professor Vlach. Aos técnicos responsáveis por laboratórios: Angélica (Microscopia), Marcos Mansueto (Microssonda), Maurício (Montagem dos zircões) e Kei Sato (SHRIMP). A secretária Silvana Macedo e a recepcionista Silvana do laboratório CPGeo. A letícia (Bessa) pela ajuda e disponibilidade nos dias que passei na USP. Um agradecimento todo especial, faço ao Professor Maurício Rangel, pela contribuição de campo com seus ensinos metamórfico-estruturais e também ao Professor Edward Sawyer da Universidade do Canadá, Quebec, pela sua atenção e comentários.

A todos os funcionários e bolsistas do NEG-LABISE que contribuíram para realização deste trabalho. A todos os funcionários do departamento de geologia e da Pós Graduação em Geociências pela atenção durante estes 2 anos de convivência.

A todos os alunos e amigos do DGEO que conquistei durante este período importantíssimo em minha vida; em especial a Lú (Lucilene) pela amizade sincera e companheirismo.

A Thyego pela dedicada atenção, companheirismo, discussões, reclamações e pelo grande amor.

(7)

SENHOR, tu me sondaste, e me conheces.

Tu sabes o meu assentar e o meu levantar; de longe entendes o meu pensamento.

Cercas o meu andar, e o meu deitar; e conheces todos os meus caminhos.

Não havendo ainda palavra alguma na minha língua, eis que logo, ó SENHOR, tudo conheces.

Tu me cercaste por detrás e por diante, e puseste sobre mim a tua mão.

Tal ciência é para mim maravilhosíssima; tão alta que não a posso atingir.

(8)

RESUMO

Os complexos Araticum (CARAT) e Arapiraca (CARAP) localizam-se no Estado de Alagoas, Nordeste Brasileiro, numa região que engloba o Município de Major Isidoro e distritos. Ambos os complexos situam-se no Cinturão de dobramentos Sergipano, numa área limitada pela zona de cisalhamento transpressional Jacaré dos Homens (ZCJH), ao Sul do Domínio Pernambuco-Alagoas, entre as coordenadas 9°29'35" e 9°34'56"de latitude sul e os meridianos 36°48'48" e 36°59'46" de longitude oeste da linha de Greenwich. Os CARAT e CARAP na área estudada são constituídos por paragnaisses e xistos, intercalados com anfibolitos, leucogranitos e, apenas no CARAT, subordinamente, por mármores e rochas calciossilicáticas. A deformação principal dessas rochas, marcada pelas foliações Sn e Sn+1 foi originada pela ZCJH. Observações de campo e petrográficas indicam um metamorfismo na fácies xisto verde – anfibolito alto (anfibólio + granada + biotita + muscovita + plagioclásio + sillimanita) para os paragnaisses do CARAT e CARAP. A assembleia mineral dos anfibolitos (anfibólio + granada + clinopiroxênio + ortopiroxênio + titanita) é característica da fácies anfibolito alto a granulito, com retrometamorfismo para anfibolito médio com a substituição de piroxênio por anfibólio. Os dados litoquímicos e isotópicos nos permite inferir os protólitos dos paragnaisses de ambos os complexos como grauvacas com intercalações de pelitos, com proveniência a partir de fontes ácidas a intermediárias. Os ETR mostram concentrações consistentes entre si e com os padrões, o que evidencia a relativa imobilidade dos ETR durante o metamorfismo. Os leucogranitos peraluminosos foram caracterizados como produto de fusão parcial de rochas metassedimentares, ou seja, como granitos do tipo-S. Os anfibolitos do CARAT e CARAP têm como protólito basaltos de assinatura toleítica, com padrão de ETR semelhante aos basaltos do tipo E-MORB. O leucogranito do CARAT apresenta uma idade modelo (TDM) de 2,2 Ga, com valores de εNd(640 Ma) (-10) negativo, e razões Sr87/Sr86> 0,708, características de granitos tipo-S. No entanto o leucogranito do CARAP apresenta uma idade modelo (TDM) de 2,9 Ga e εNd(640 Ma) fortemente negativo (-30). Uma amostra de anfibolito do CARAT analisada para Sm-Nd apresenta idade modelo (TDM) de 700 Ma e εNd (640 Ma) positivo (+4,95) indicativo de contribuição mantélica. Os dados U-Pb obtidos para ortognaisse adjacente ao Complexo Araticum limitado pela ZCJH indicam uma idade de 642,4 ± 3,4 Ma, que é interpretada como idade de cristalização e de ativação da zona de cisalhamento. Dados obtidos em leucossoma do CARAP indicam idades ~760 Ma, que inicialmente não parecem ter algum significado geológico, tendo em vista que o único dado disponível na literatura sobre o Cinturão de Dobramentos Sergipano para idades próximas a esta é de idade de cristalização do granito tipo Garrote de 715 Ma. Tectonicamente as rochas metassedimentares clásticas do CARAT e CARAP representam sequências sedimentares de arco magmático, caracterizadas por diagramas discriminantes tectônicos. Adicionalmente, os leucogranitos e anfibolitos também indicam ambientes sin-colisionais e de arco de ilha, confirmando o ambiente tectônico como um Arco magmático ou Margem Ativa.

Palavras-Chave: Província Borborema, NE Brasil, Cinturão de dobramentos Sergipano, U-Pb, Litoquímica.

(9)

ABSTRACT

The Araticum and Arapiraca Complexes are located in the Alagoas State, northeastern Brazil. Both the Complexes are situated in the Sergipano Fold Belt, in an area delimited by extenses faulted (Jacaré dos Homens Shear Zone), sourth of the Pernambuco-Alagoas Domain, between the coordinates 9°29'35" e 9°34'56" latitudes and 36°48'48" e 36°59'46" longitudes. The geology of the area of the CARAT and CARAP is composed of paragneisses and schists, interlayered with amphibolites, leucogranites and subordinate by marble and calc-silicate rocks for the CARAT. The main deformation of those rocks, marked by the Sn and Sn+1 foliations originated in contractional shear zone. Field and petrographics observations indicate metamorphism in greenschist to high amphibolite facies (amphibole + garnet + biotite + plagioclase + sillimanite) for paragneisses of CARAT and CARAP. The mineral assemblage the of amphibolites (amphibole + garnet + clinopiroxene + orthopiroxene + titanite) is characteristic of high amphibolite to granulite. Retrometamorphism is presented to medium amphibolite with substitution of pyroxene by amphibole. Lithochemical and isotopic data allow us to infer the protolith of paragneiss of both complexes as metamorphic greywackes with interbedded mudstones, with provenance from acid to intermediate sources. REE concentrations show consistent among themselves and with the standards, which evidences the relative immobility of the REE during metamorphism. The peraluminous leucogranites were characterized as the product of partial melting of metassedimentary rocks, i.e. as S-type granites.The CARAT and CARAP amphibolites have protolith basalts of tholeiitic signature with standard REE similar to E-MORB type basalts. The leucogranite CARAT have TDM ages 2,2 Gy, with values ƐNd(640 My)= -10. Whereas the rates Sr87/Sr86> 0,708 are characteristics of S-type granites. However the leucogranite CARAP has TDM ages 2,9Gy and values strongly negative ƐNd(640 My)= (-30). A sample of amphibolite CARAT was analyzed by Sm-Nd, we obtained TDM ages 700 My and ƐNd(640 My)= +4,95. The U-Pb data obtained for orthogneiss adjacent to the Complex Araticum limited by Jacaré dos Homens transpressional shear zone indicates an age of 642.4 ± 3.4 My, which is interpreted as the age of crystallization and activation of the shear zone. Data from the leucosome CARAP indicate ages ~ 760 My, which initially did not seem to have any geological significance, considering that the data available in the literature Sergipano Fold Belt for ages close to this is the crystallization age of the granite type garrote of 715 My. Tectonically, the CARAT and CARAP metassedimentary rocks represent sedimentary sequences of magmatic arc, characterized by tectonic discriminant diagrams. Additionally the leucogranite and amphibolites also indicate syn-collisional tectonic and island arc, confirming the tectonic environment as a magmatic arc or active margin.

(10)

SUMÁRIO

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO ... 14

1.1 – Apresentação ... 14

1.2 – Objetivos... 16

1.3 – Localização e Acesso ... 16

1.4 – Materiais e Métodos aplicados ... 17

CAPÍTULO 2 - GEOLOGIA REGIONAL ... 24

2.1 – Região de Dobramentos Nordeste ... 24

2.2 – Faixa de Dobramentos Sergipana ... 26

CAPÍTULO 3 - GEOLOGIA DA ÁREA ... 35

3.1 – Complexo Araticum ... 36 3.2 – Complexo Arapiraca ... 41 CAPÍTULO 4 - LITOGEOQUÍMICA ... 47 4.1 – Xistos e Paragnaisses ... 47 4.2 - Leucogranitos ... 54 4.3 - Anfibolitos ... 57 CAPÍTULO 5 – GEOCRONOLOGIA ... 63 5.1 – Sm-Nd ... 63 5.2 - U-Pb ... 64 CAPÍTULO 6 – DISCUSSÕES ... 68 6.1 – Evolução Tectônica ... 69 CAPÍTULO 7 – CONCLUSÕES ... 72 CAPÍTULO 8 – REFERÊNCIAS ... 74 ANEXOS ... 82

ANEXO – A (Pontos visitados e dados estruturais) ... 82

ANEXO – B1 (Dados Geoquímicos dos Metapelitos e Metapsamitos) ... 86

ANEXO – B2 (Dados Geoquímicos dos Leucogranitos) ... 87

ANEXO – B3 (Dados Geoquímicos dos Anfibolitos) ... 88

(11)

LISTAS DE FIGURAS, TABELAS, FOTOS E FOTOMICROGRAFIAS

Capítulo 1

Figura 1.1 – Mapa de Localização da área estudada no estado de Alagoas, Nordeste do Brasil. ____________ 17 Figura 1.2 - Arranjo instrumental de um Espectrômetro de Fluorescência de Raios X. _____________________ 19 Figura 1.3 – A: Equipamento de análise SHRIMP (Sensitive High Resolution Ion Micro Probe). B: Diagrama esquemático do funcionamento e partes de um SHRIMP ___________________________________________ 20 Figura 1.4 - Cratera de SHRIMP em Zircão. _______________________________________________________ 21

Capítulo 2

Figura 2.1 - Províncias estruturais do Brasil (modificado de Almeida et al., 1977). _______________________ 24 Figura 2.2 - Mapa esquemático mostrando o sistema de zonas de cisalhamento da Província Borborema. ZCCG: zona de cisalhamento Campina Grande; ZCPE: zona de cisalhamento Pernambuco Leste: ZCPW: zona de cisalhamento Pernambuco Oeste; ZCFN: zona de cisalhamento Fazenda Nova; ZCG: zona de cisalhamento Granja; ZCPO: zona de cisalhamento Portalegre; ZCPA: zona de cisalhamento Patos; ZCSP: zona de cisalhamento Senador Pompeu; ZCS: zona de cisalhamento Sobral; ZCT: zona de cisalhamento Tauá; ZCTT: zona de cisalhamento Tatajuba (Legenda: 1. Craton São Francisco; 2.Cobertura Cratônica; 3.Arqueano; 4.Paleoproterozóico; 5.Faixas Metassedimentares; 6. Complexos paleo/mesoproterozóicos; 7. Ortognaisses eoneoproterozóicos; 8.Putons brasilianos; 9. Molassas; 10. Coberturas fanerozóicas; 11. Zonas de cisalhamento transcorrentes). (Neves, 2003). ________________________________________________________________ 25 Figura 2.3 - Mapa geológico simplificado da Cinturão de Dobramentos Sergipano e áreas adjacentes (Baseado em Silva Filho, 2003). Retângulo Branco: localização da área estudada. _______________________________ 27 Figura 2.4 - Mapa esquemático mostrando a compartimentação geotectônica da folha Arapiraca (Brito e Mendes, 2011). ____________________________________________________________________________ 30

Capítulo 3

Mapa 3.1 – Mapa Geológico da área estudada. __________________________________________________ 35 Foto 3.1 - Paragnaisse com foliação levemente ondulada (dobrada). Complexo Araticum. ________________ 37 Figura 3.2 - Sheet de leucogranitóide de extensão métrica, cor rósea e formato tabular. Concordante com a foliação. Complexo Araticum. _________________________________________________________________ 37 Foto 3.3 - Anfibolito foliado com textura parcialmente isotrópica. Complexo Araticum. ___________________ 37 Foto 3.4 - Afloramento de Rocha carbonática – Mármore, de coloração branca, estrutura compacta de composição calcítica. ________________________________________________________________________ 37 Fotomicrografia 3.1 - Porfiroblasto de granada em paragnaisse com biotita, quartzo, plagioclásio e clorita. __ 38 Fotomicrografia 3.2 - Palhetas de biotita definindo a foliação em paragnaisse do Complexo Araticum. ______ 38 Fotomicrografia .3.3 - Biotita e quartzo definindo a foliação da rocha. ________________________________ 38 Fotomicrografia 3.4 - Cristais de muscovita e biotita em paragnaisse do Complexo Araticum. ______________ 38 Fotomicrografia 3.5 - Reação de titanita com mineral opaco em Anfibolito composto por hornblenda, actinolita e granada. ________________________________________________________________________________ 40 Fotomicrografia 3.6 - Rocha anfibolítica composta por hornblenda, titanita, granada e clorita de alteração do anfibólio. _________________________________________________________________________________ 40 Estereograma 3.1 – Diagrama de pólo e de contorno para a foliação principal do Complexo Araticum. ______ 40

(12)

Foto 3.5 - Afloramento paragnaisse com foliação de baixo ângulo. Complexo Arapiraca. _________________ 41 Foto 3.6 - Afloramento paragnaisse, em corte de estrada e ravina/lajedo, mostrando solos pouco espesso. __ 41 Foto 3.7 - Afloramento anfibolito truncado por leucogranitóide. _____________________________________ 42 Foto 3.8 - Paragnaisse migmatítico do tipo estromático, alternância de bandas félsicas e máficas. _________ 42 Fotomicrografia 3.7 - Paragnaisse foliado, onde a biotita ocorre definindo a foliação e dando uma textura lepdoblástica a lâmina. ______________________________________________________________________ 43 Fotomicrografia 3.8 – Porfiroblasto de granada em paragnaisse, com matriz composta por muscovita, quartzo, plagioclásio, e clorita. _______________________________________________________________________ 43 Fotomicrografia 3.9 – Cristal de clinopiroxênio (diopsídio), plagioclásio,titanita e quartzo em Anfibolito. _____ 43 Fotomicrografia 3.10 – Porfiroblastos de granada em Anfibolito, com matriz anfibolítica com grãos de titanita,opacos e quartzo. ____________________________________________________________________ 43 Estereograma 3.2 – Diagramas de pólo e de contorno para a foliação principal do Complexo Arapiraca. _____ 44 Foto 3.9 – Migmatito com foliação principal toda dobrada. _________________________________________ 46 Foto 3.10 - Migmatito com estrutura do tipo estromática complexa. __________________________________ 46 Fotomicrografia 3.11 – Textura usada para inferir a presença de fusão anterior em Leucossoma; polarizadores cruzados e placa de cristal de quartzo – 1λ. A) Feldspato potássico com filme de fusão ao redor do cristal. B) Filme de fusão entre cristais de feldspato potássico. Largura da foto= _________________________________ 46

Capítulo 4

Figura 4.1 – Diagrama de Classificação (after Pettijohn et al. 1972) discriminante de sedimentos siliciclástico por suas razões logarítmicas SiO2/Al2O3 e Na2O/K2O. ________________________________________________ 47 Figura 4.2 – Diagrama de Classificação (after Herron 1988) discriminante de sedimentos siliciclástico por suas razões logarítmicas SiO2/Al2O3 e Fe2O3/K2O. ___________________________________________________ 48 Figura 4.3 - Diagrama de elementos traços normalizados a UCC para os metapsamitos e metapelitos do CARAT e CARAP. UCC: Upper Continental Crust (Taylor e McLennan, 1985). __________________________________ 49 Figura 4.4 - Diagrama de elementos terras raras normalizados a UCC para os metapsamitos e metapelitos do CARAT e CARAP. UCC: Upper Continental Crust (Taylor e McLennan, 1985). ____________________________ 49 Figura 4.5 - Variações químicas de Al, Fe, Mg, K, Ti, Rb, Nb, e Cr vs. Si entre os metapsamitos e metapelitos do CARAT e CARAP. Notar a correlação negativa com de SiO2 versus todos elementos. Circulo preto: CARAP, circulo

branco: CARAT. ____________________________________________________________________________ 50 Figura 4.6 - Variações químicas de Ti, Rb, Nb, e Cr vs. Al entre os metapsamitos e metapelitos do CARAT e CARAP. Notar leve correlação positiva dos elementos versus Al2O3. ___________________________________ 51

Figura 4.7 - Diagrama de funcões discriminantes F1 e F2 (Roser e Korsch, 1988) aplicado para determinar a procedência dos metapsamitos e metapelitos do CARAT e CARAP. F1: –1,773 TiO2 + 0,607 Al2O3 + 0,76 Fe2O3(total) – 1,5 MgO + 0,616 CaO + 0,509 Na2O – 1,224 K2O – 9,09; F2: 0,445 TiO2 + 0,07 Al2O3 – 0,25 Fe2O3(total) – 1,142 MgO + 0,438 CaO + 1,475 Na2O + 1,426 K2O – 6,861. ____________________________ 52 Figura 4.8 - Diagrama K-Rb (Floyd e Leveridge, 1987; Floyd et al., 1989) para discriminar entre fontes de procedência magmática de composições básicas e ácidas-intermediarias. K/Rb = 230: tendencia de diferenciação magmática de Shaw (1968). _______________________________________________________ 52 Figura 4.9 - Diagrama de discriminação TiO2-Fe2O3T+MgO para rochas sedimentares (Bhatia, 1983). ______ 53 Figura 4.10 - Diagrama de funções discriminantes F1 e F2 para rochas sedimentares (Bhatia, 1983). F1: –0,0447 SiO2 – 0,972 TiO2 + 0,008 Al2O3 – 0,267 Fe2O3 + 0,208 FeO – 3,082 MnO + 0,140 MgO + 0,195 CaO + 0,719 Na2O – 0,032 K2O + 7,510 P2O5 + 0,303; F2: –0,421 SiO2 + 1,988 TiO2 – 0,526 Al2O3 – 0,551 Fe2O3 – 1,610 FeO + 2,720 MnO + 0,881 MgO -0,907 CaO – 0,177 Na2O – 1,840 K2O + 7,244 P2O5 + 43,57. _____________ 53 Figura 4.11 – Diagrama de Classificação de rochas plutônicas mostrando a localização dos leucogranitos estudados no campo dos granitos (Middlemost, 1997). ____________________________________________ 55 Figura 4.12 - Diagrama K2O vs SiO2 mostrando a afinidade high-K a shoshonitica dos leucogranitos (Peccerillo e Taylor,1976). ______________________________________________________________________________ 55

(13)

Figura 4.13 – Diagrama de alumina-saturação para os leucogranitos caracteristicamente peraluminosos. ___ 55 Figura 4.14 – Diagrama Molar A/NK vs A/CNK mostrando o caratér peraluminoso, semelhante aos do tipo-S. 55 Figura 4.15 – Diagrama SiO2 versus Fet/Fet+MgO e SiO2 versus Na2O+K2O+CaO, mostrando o campo

composicional dos leucogranitos peraluminosos (Frost .et. al 2001) __________________________________ 56 Figura 4.16 - Diagrama SiO2 versus Fet/Fet+MgO e SiO2 versus Na2O+K2O+CaO, mostrando o campo

composicional dos tipo de granitos I, S e A (Frost .et. al 2001). _______________________________________ 56 Figura 4.17 - Diagrama discriminante de ambiente tectônico de Pearce et al. (1984). POG =granitóides pós-orogênicos; WPG = Granitóides intraplacas; VAG = granitóides de arco vulcânico; Sin-COLG = granitóides sincolisionais e ORG = granitóides de cadeias oceânicas. ___________________________________________ 57 Figura 4.18 - Diagrama discriminante de ambiente tectônico de Pearce (1996) POG =granitóides pós-orogênicos; WPG = Granitóides intraplacas; VAG = granitóides de arco vulcânico; Sin-COLG = granitóides sincolisionais e ORG = granitóides de cadeias oceânicas. ___________________________________________ 57 Figura 4.19 - Diagrama Zr/TiO2-Ni (Winchester et al. 1980). Caracterização da origem ígnea dos anfibolitos. _ 58 Figura 4.20 – Diagrama alcalis totais versus silica (after Le Bas, 1986) para rochas vulcânicas. A-Foidito; B-Picrobasalto; C-Basanito/Tefrito; D-Fonotefrito; E-Tefrifonolito; F-Fonolito; G-Basalto; H-Traquibasalto; I-Traquiandesito basáltico; J-I-Traquiandesito; K-Traquito; L-Andesito basáltico; M-Andesito; N-Dacito; O-Riolito. 58 Figura 4.21 - Diagrama Zr/TiO2-Nb/Y, de Floyd & Winchester, 1978). Classificação dos protolitos basálticos de anfibolitos. ________________________________________________________________________________ 58 Figura 4.22 - Diagrama K2O versus SiO2 (Peccerillo and Taylor, 1976). ________________________________ 58 Figura 4.23 – Diagrama AFM, as amostras plotam no campo da série toleítica. (Irvine & Baragar 1971). _____ 59 Figura 4.24 – Diagrama catiônico (Feo+Fe2O3+TiO2): Al2O3: MgO para distinção entre as rochas komatiícas dos

basaltos toleíticos alto Mg e das séries toleítica normal (alto Fe) e cálcio alcalina. Jensen, 1976. A,B,F-Riolito; G,C-Dacito; D,H-Andesito; E- Basalto toleítico alto Fe; I-Basalto; J-Basalto toleítico alto Mg; K-Komatiíto Basáltico; L-Komatiíto ultramáfico. _____________________________________________________________ 59 Figura 4.25 - Diagrama Zr–Nb–Y de Meschede (1986) com campos para: plate alkali basalts (AI), within-plate alkali basalts and within-within-plate tholeiites (AII), E-type mid-ocean ridge basalts (B), within-within-plate tholeiites and volcanic arc basalts (C) and N-type mid-ocean ridge basalts and volcanic arc basalts (D). ______________ 59 Figura 4.26 - Diagrama de discriminação tectônica MgO–FeO–Al2O3 de Pearce et al. (1977) com os campos: (1)spreading island centre, (2)orogenic, (3)ocean ridge and floor, (4)ocean island and (5)continental, Basaltos. _________________________________________________________________________________________ 59 Figura 4.27 - Diagrama de elementos terras raras normalizados a N-MORB para os anfibolitos do CARAT e CARAP. (Sun e McDonough (1989). _____________________________________________________________ 60 Figura 4.28 - Diagrama de elementos terras raras normalizados a E-MORB para os anfibolitos do CARAT e CARAP. (Sun e McDonough (1989). _____________________________________________________________ 60 Figura 4.29 - Diagrama de elementos traços normalizados a N-MORB para os anfibolitos do CARAT e CARAP. (Sun e McDonough (1989). ___________________________________________________________________ 61 Figura 4.30 - Diagrama de elementos traços normalizados a E-MORB para os anfibolitos do CARAT e CARAP. (Sun e McDonough (1989). ___________________________________________________________________ 61

Capítulo 5

Tabela 5.1 – Dados isotópicos Sm-Nd para leucogranito e anfibolito do CARAT e leucogranito do CARAP. ____ 63 Figura 5.1 – Diagrama ƐNd versus T(Ga) para os leucogranitos do Complexo Arapiraca e Araticum, e para anfibolito do complexo Araticum. ______________________________________________________________ 63 Tabela 5.2 - Sumário dos dados geocronológicos U-Pb SHRIMP em zircão para as amostras MA-2b e MA-45. _ 64 Figura 5.2 - Imagens de catodoluminescência dos zircões datados (MA-2b) com a marcação dos spots analisado. _________________________________________________________________________________________ 65 Figura 5.3 – Diagrama Concórdia para ortognaisse granítico-granodiotíco no limite com complexo Araticum. 66

(14)

Figura 5.4 - Imagens de catodoluminescência dos zircões datados (MA-45) com a marcação dos spots analisado. _________________________________________________________________________________________ 67 Figura 5.5 – Diagrama concórdia para leucossoma do Complexo Arapiraca. ____________________________ 67

Capítulo 6

Figura 6.1 - Fases de desenvolvimento dos Domínios Rio Coruripe e Canindé, seus respectivos complexos Arapiraca e Araticum, e áreas adjacentes. a) Fase distensiva; b) Expansão oceânica e formação de bacia (deposição das rochas sedimentares do CARAP-Domínio Rio Coruripe); c) Fase colisional (Deposição das rochas sedimentares do CARAT-Domínio Canindé) e d) Amalgamação de diferentes domínios. ZCJH/ZCPI: Zona de Cisalhamento Contracional Jacaré dos Homens/ Zona de Cisalhamento Contracional Palmeira dos Índios. ___ 71

(15)

____________________________________________________________________

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO

1.1 – Apresentação

Este trabalho de pesquisa constitui-se numa dissertação, onde são expostos os dados adquiridos a partir de estudos petrográficos, geoquímicos e geocronológicos em rochas metassedimentares dos Complexos Arapiraca e Araticum no Cinturão de dobramentos Sergipano/Faixa Sergipana, nordeste do Brasil.

O cinturão de dobramentos Sergipano situa-se entre os Domínios Pernambuco-Alagoas ao norte e o Cráton do São Francisco ao Sul. É formado por rochas metavulcanossedimentares pelítico-psamíticos de natureza turbidítica, e por litotipos pelítico-carbonáticos. Este Cinturão de dobramentos compreende os Domínios Rio Coruripe e Canindé, onde se encontram inseridos os Complexos estudados.

O Domínio Rio Coruripe (Complexo Arapiraca) está limitado a norte pelo Domínio Pernambuco-Alagoas, através da zona de cisalhamento de empurrão de Palmeira dos Índios (Mendes et al., 2011). Limita-se a oeste com o Domínio Canindé (Complexo Araticum) através de zona de cisalhamento transcorrente de movimento indiscriminado, e a sul está parcialmente recoberto, discordantemente, por rochas metassedimentares do Grupo Macururé.

Esta dissertação trata da integração de estudos petrográficos, geoquímicos e isotópica de parte dos Complexos Arapiraca e Araticum. Estes estudos associados a estudos geocronológicos possibilitaram a caracterização do contexto geotectônico.

Esta pesquisa foi executada pelos projetos PRONEX/FACEPE APQ-0479-1.07/06, APQ 0844-1.07/08, e CNPq Universal 478554/2009-5, com o apoio do Departamento de Geologia do Centro de Tecnologia e Geociências (DGEO-CTG/UFPE) e Núcleo de Estudos Geoquímicos-Laboratório de Isótopos Estáveis (NEG-LABISE), englobando etapas de campo, de laboratório e redação da dissertação. A orientação ficou sob responsabilidade da Profª. Valderez Pinto Ferreira e Co-orientação do Prof. Alcides Nobrega Sial.

(16)

Capítulo 1 – Introdução

____________________________________________________________________

No capítulo 1 são apresentados os objetivos, localização da área de estudo e os princípios teóricos da metodologia utilizada no estudo de evolução dos Complexos Araticum e Arapiraca.

No capítulo 2 são apresentadas as principais características da geologia regional do Cinturão de dobramentos Sergipano, contexto onde afloram as rochas do Complexo Arapiraca e Araticum.

No capitulo 3 são descritas as principais características composicionais e estruturais dos metassedimentos dos Complexos Arapiraca e Araticum.

No capítulo 4 são apresentados os dados de química de elementos maiores, traços e elementos Terras Raras, das rochas analisadas.

No capítulo 5 são expostos os dados isotópicos dos sistemas de datação geocronológica utilizados.

No capítulo 6 são discutidos os principais resultados obtidos e sua interpretação.

No capítulo 7 são apresentadas as principais conclusões do estudo. No capítulo 8 são listadas as fontes bibliográficas citadas no texto.

(17)

Caracterização Geoquímica, Isotópica e Geotectônica dos Complexos Araticum e Arapiraca, Faixa Sergipana-Alagoas

____________________________________________________________________

1.2 – Objetivos

O objetivo principal deste trabalho é desenvolver um estudo sistemático dos Complexos Arapiraca e Araticum, para ser utilizado como discriminante das unidades litológicas, investigando parâmetros geoquímicos, isotópicos, geocronológicos e geotectônicos, visando a melhor caracterização e detalhamento da geologia.

1.3 – Localização e Acesso

A pesquisa abrangeu uma área de aproximadamente 200 km2 no norte do estado de Alagoas no limite entre as Mesorregiões Agreste Alagoano e Sertão Alagoano, situado ao leste da região Nordeste do Brasil (Figura 1.1).

O lado oeste da área, integra parte do município de Major Isidoro, a nordeste os municípios de Cacimbinhas e Igaci e a sudeste o município de Craíbas. Major Isidoro é a única sede municipal localizada no polígono estudado, onde se localizam os aglomerados urbanos ou vilas de Travessia, Massapê, Caçapa, Teixeira, Cajazeiro, Morcego, Riacho da Onça, Samambaia, Muquém, Bela Aurora e várias fazendas e sítios.

O acesso ao limite oeste da área a partir de Recife pode ser realizado através da rodovia BR-232, num percurso de 152 km de Recife a São Caetano, pela BR-423 (São Caetano-Garanhuns) 80 km e 122 km pela PE-218, BR-316 e AL-120 até Major Isidoro. O acesso ainda pode ser feito pelo limite sul da área, de Recife-Maceió pela BR-101(259 km), Maceió-Arapiraca pela BR-316 (157 km) e 51,5 km de Arapiraca-Major Isidoro. Cortando a malha de estradas estaduais existem as vicinais, geralmente em bom estado de conservação, principalmente durante o período de estiagem.

(18)

____________________________________________________________________

Figura 1.1 – Mapa de Localização da área estudada no estado de Alagoas, Nordeste do Brasil.

1.4 – Materiais e Métodos aplicados

 Principais atividades:

i. pesquisa bibliográfica sobre a geologia da área de estudo;

ii. Ao todo foram realizadas 5 etapas, para coleta de amostras, nas qauis foram realizados estudos petrográficos para observação das fases minerais primárias e secundárias, suas relações texturais, e classificação mineralógica das rochas.

(19)

____________________________________________________________________

iii. após cada etapa de campo, as amostras coletadas foram preparadas para a realização de análise química em rocha total para elementos maiores (no laboratório de fluorescências de raios-X do DGEO) e traços (em laboratório comercial - GEOSOL), incluindo britagem, pulverização e quarteamento;

iv. separação de zircão para datação pelo método U-Pb (SHRIMP na USP);

v. análises isotópicas de Rb-Sr e Sm-Nd em rocha total na UnB;

vi. tratamento de dados geoquímicos e isotópicos: diagramas de correlação multi-elementar usando planilha Microsoft Excel; e software Grapher; diagramas de classificação química, e discriminação de ambientes tectônicos; diagramas para correlação multi-elementar (elementos maiores e traços).

vii.

a integração e interpretação de dados, comparação com dados da literatura sobre os complexos foram usados para a proposição de hipóteses de evolução magmática e modelo de evolução geotectônica da região.

1.4.1– Métodos

1.4.1.1 - Fluorescência de Raio-X

As análises por FRX realizadas numa unidade de fluorescência de raios X, que contém como fonte de excitação, um tubo de raios X, além de porta-amostras, e os sistemas de dispersão, detecção e processamento de dados, conforme ilustrado na Figura 1.2.

(20)

____________________________________________________________________

O tubo de raios X é operado em condições que superam a energia crítica de excitação das linhas que serão usadas na medição dos elementos de interesse.

O filamento, um fio de tungstênio, é o cátodo. Este ao ser aquecido pela corrente, libera elétrons, que são acelerados em direção ao ânodo, em função do potencial aplicado. A interação desses elétrons com o ânodo produz três tipos de efeitos. No primeiro, a desaceleração dos elétrons produz um contínuo de raios X com máximo de energia equivalente ao potencial de operação do tubo de raios X. Uma parte da energia dos elétrons incidentes no ânodo excita os níveis eletrônicos internos do metal do ânodo e produz raios X característicos dele.

Os raios X saem pela janela de berílio. O terceiro efeito é a produção de calor. A circulação de água refrigerada evita que o calor danifique o tubo de raios X. Nos tubos de raios X usados na FRX, o ânodo metálico quase sempre é de ródio.

Os raios X do tubo incidem na amostra e, por sua vez, também produzem vários efeitos. Deles, o mais relevante para a FRX são os raios X característicos dos elementos presentes no espécime. Cada linha característica a ser medida é

separada dos demais raios X produzidos na amostra (outros λ, do mesmo elemento e dos demais elementos) pelo sistema de dispersão. O sistema mais comumente utilizado para analisar amostras geológicas é o de dispersão de comprimentos de onda, que contém colimadores e cristais analisadores. Para um dado comprimento de onda a ser medido, há um colimador e um cristal adequados. Conforme ilustra a Fig. 1.2, um colimador é constituído por uma série de placas paralelas. Os raios X que passam pelo colimador constituem um feixe paralelo, mas ainda de muitos

(21)

____________________________________________________________________

comprimentos de onda. O comprimento de onda de interesse (isto é, de uma dada transição, de um elemento específico) é separado dos demais por um cristal, por difração.

1.4.1.1.1 Preparação das amostras

Após as amostras serem pulverizadas, passam pela pesagem para calculo da porcentagem de perda ao fogo, após este processo 1 g da amostra é fundida. A fusão é efetuada com fundentes como tetraborato de lítio (Li2B4O7) puro, em

proporção de amostra:fundente 1:5. A fusão é realizada em cadinhos de liga especial (Pt com 5% de Au) e o fundido é vertido em moldes do mesmo material. O resfriamento em velocidade controlada produz vidros circulares, na forma de disco. A fusão é o método mais indicado para preparar os espécimes para quantificar elementos maiores e menores em rochas e outros materiais geológicos.

1.4.1.2 – U-Pb

As análises U-Pb foram realizadas utilizando uma microssonda iônica SHRIMP (Figura 1.3), nas quais são determinadas as razões entre as massas dos elementos: U-Pb-Th, Pb-Pb. Uma analise é composta em média de seis leituras de cada massa em cada ponto, perfazendo um total de 20 a 25 minutos por ponto analisado. A cada três pontos analisados uma análise do padrão é efetuada. Os dados são reduzidos no programa SQUID e as incertezas associadas ás razões são

de 1 σ. As idades são calculadas utilizando o ISOPLOT 4.1.

Figura 1.3 – A: Equipamento de análise SHRIMP (Sensitive High Resolution Ion Micro Probe). B: Diagrama esquemático do funcionamento e partes de uma SHRIMP

(22)

____________________________________________________________________

A análise é feita por bombardeamento de um feixe de O ou Cs, que escava a superfície do mineral e ioniza partículas secundárias - essas são extraídas eletrostaticamente e aceleradas para dentro de um espectrômetro de dupla focalização. Para melhor determinação das razões isotópicas U-Pb, são utilizados padrões externos. A medida é feita in situ com elevada resolução espacial, para datação de rochas por U-Pb em zircão através de SHRIMP é necessário apenas 2ng de amostra. O feixe que colide com a amostra tem um diametro de ~25µm e 2µm de profundidade de penetração(Figura 1.4).

Figura 1.4 - Cavidade produzida pelo impacto do feixe de íons de oxigênio com superfície do grão de Zircão, em SHRIMP.

1.4.1.2.1 Preparação das amostras

A separação dos concentrados de zircão é realizada, conforme o procedimento padrão do laboratório, no qual a amostra é reduzida via britador e extraída a fração inferior a 500 µm. A partir do material recolhido serão concentrados os minerais pesados com uso de bateia. O concentrado é passado pelo separador isodinâmico de Frantz para separação magnética, neste momento é quando se coleta a fração não magnética, onde se concentram os grãos de interesse, os zircões. Após essa etapa, os concentrados são levados a separação com bromofórmio que separa as fases por densidade. Esta etapa separa os cristais de zircão de minerais leves, como quartzo e feldspato, que se concentram na fração não magnética do separador Frantz. O concentrado é então limpo de impurezas e outros minerais com ácido fluorídrico. Para confecção dos “mounts”, é realizado o processo de seleção de zircões para amostras ortoderivadas (ígneas) e para

(23)

____________________________________________________________________

amostras paraderivadas, não será realizado nenhum processo de seleção, visando uma amostragem aleatória das populações existentes. Os “mounts” são confeccionados com resina epóxi, desgastados e polidos para exposição do interior dos grãos.

1.4.1.3 – Sm-Nd

Os primeiros resultados de datação isotópica através do método Sm-Nd foram obtidos em meteoritos (Lugmair et al., 1975). Dos sete isótopos do Sm, somente o

147

Sm tem meia-vida cerca de 1011 anos suficientemente curta para produzir pequenas diferenças, mas mensuráveis, na abundância do 143Nd sob intervalos de tempo de 108 anos ou mais. Tal fato provê a base da técnica Sm-Nd de datação - o método Sm-Nd tem sido aplicado na datação de rochas e minerais terrestres. O principal contraste entre os métodos Sm-Nd e os métodos Rb-Sr e U-Pb jaz na

coerência geoquímica do Sm e Nd → sendo ambos elementos terras raras leves, não são fracionados em grande escala pelos processos crustais. Entretanto a meia-vida longa do 147Sm (1,06 x 1011 anos) e o intervalo comparativamente restrito observado nas razões Sm/Nd na maioria das rochas crustais impõem limitações ao uso do método, porém o método tem grande aplicação na datação de rochas muito antigas e de rochas básicas e ultrabásicas.

Apesar das idades precisas de rochas Arqueanas serem importantes para o estudo dos processos geológicos precoces na história da Terra, a contribuição mais significativa dos estudos em rocha total é a razão isotópica inicial de 144Nd. O Nd é enriquecido em relação ao Sm durante os processos magmáticos que conduzem à formação de crosta siálica a partir do manto superior. A crosta continental é um reservatório enriquecido em terras raras leves comparada ao manto superior. Tendo o manto superior e a crosta continental evoluído com razões Sm/Nd relativamente alta e baixa, respectivamente, segue que as razões iniciais de Nd podem prover um critério útil para a caracterização da região fonte das rochas, em analogia com os outros métodos. O método Sm-Nd é melhor aplicado na datação de rochas ígneas básicas e ultrabásicas, enquanto que o método Rb-Sr nas rochas ácidas e intermediárias.

Os elementos terras raras são menos móveis que os alcalinos e alcalinos terrosos durante o metamorfismo regional, alteração hidrotermal e intemperismo

(24)

____________________________________________________________________

químico conseqüentemente, algumas rochas podem ser eventualmente datadas pelo método Sm-Nd, mesmo que elas tenham ganho ou perdido Rb e Sr de forma considerável.

O método Sm-Nd pode ser usado para datar rochas que não são adequadas ao método Rb-Sr, por causa das baixas razões Rb/Sr ou o sistema não tenha permanecido fechado para Rb ou Sr. Considerando que os processos crustais não modificam sensivelmente as razões isotópicas iniciais do Nd das rochas, é possível datar e caracterizar os precursores de rochas metamórficas, em rocha total. Em virtude da discrepância entre os resultados Sm-Nd, Rb-Sr e U-Pb em algumas rochas metamórficas, tem-se datado diferentes fases minerais pelo método Sm-Nd.

(25)

____________________________________________________________________

CAPÍTULO 2 - GEOLOGIA REGIONAL

2.1 – Região de Dobramentos Nordeste

A Região de Dobramentos Nordeste corresponde à Província Borborema (PB), uma das províncias estruturais da plataforma brasileira, (Brito Neves, 1975; Almeida et. al., 1977), e ocupa extensa área na região nordeste do Brasil (figura 2.1) caracterizando-se pela presença marcante de plutonismo granítico e extensas zonas de cisalhamento transcorrentes, resultantes da atuação do Ciclo Brasiliano (Figura 2.2). Também ocorrem neste contexto faixas de dobramentos meso a neoproterozóicos, alternadas com terrenos granito-gnáissicos, dominantemente arqueanos a paleoproterozóicos, denominados maciços medianos (Brito Neves, 1975).

(26)

Capítulo 2 – Geologia Regional

____________________________________________________________________

A Região de Dobramentos Nordeste pode ser claramente identificada na Plataforma Sul-Americana com os seguintes limites: o oceano Atlântico ao norte e leste, o cráton de São Francisco ao sul e o cráton de São Luiz e a Província Parnaíba ao oeste.

Os crátons de São Luiz e de São Francisco tiveram comportamento estável durante toda a evolução do Ciclo Brasiliano. Os crátons serviram como fornecedores de detritos para as bacias marginais que estavam em formação, cujo início da sedimentação é datado de 900-1100 M.a. (milhões de anos). As bacias marginais, após o término do processo de sedimentação, sofreram intensos dobramentos (Schobbennhaus Filho e Campos, 1984). Nas bordas dos crátons e sobre algumas faixas de dobramentos formaram-se bacias, que foram preenchidas, no limite do Neoproterozóico e Paleozóico, com sedimentos clásticos e grosseiros, com acumulação de grandes espessuras de sedimentos continentais, seguidas de vulcanismo ácido e intermediário.

Brito Neves (1983) descreve como sistemas de dobramentos convencionais ou orogenic belt: os domínios do Rio Coreaú, Sergipano e Central.

Na área de estudo, a Província Borborema (Figura 2.2) está representada pelo Cinturão de dobramentos Sergipano, situada entre o limite nordeste do Cráton do São Francisco e o Maciço Pernambuco-Alagoas.

Figura 2.2 - Mapa esquemático mostrando o sistema de zonas de cisalhamento da Província Borborema. ZCCG: zona de cisalhamento Campina Grande; ZCPE: zona de cisalhamento Pernambuco Leste: ZCPW: zona de cisalhamento Pernambuco Oeste; ZCFN: zona de cisalhamento Fazenda Nova; ZCG: zona de cisalhamento Granja; ZCPO: zona de cisalhamento Portalegre; ZCPA: zona de cisalhamento Patos; ZCSP: zona de cisalhamento Senador Pompeu; ZCS: zona de cisalhamento Sobral; ZCT: zona de cisalhamento Tauá; ZCTT: zona de cisalhamento Tatajuba (Legenda: 1. Craton São Francisco; 2.Cobertura Cratônica; 3.Arqueano; 4.Paleoproterozóico; 5.Faixas Metassedimentares; 6. Complexos paleo/mesoproterozóicos; 7. Ortognaisses eoneoproterozóicos; 8.Putons brasilianos; 9. Molassas; 10. Coberturas fanerozóicas; 11. Zonas de cisalhamento transcorrentes). (Neves, 2003).

(27)

____________________________________________________________________

2.2 – Cinturão de Dobramentos Sergipano

2.2.1 – Compartimentação Tectônica

A compartimentação adotada para o Cinturão de Dobramentos Sergipano, de idade meso a neoproterozóica, segue aquela estabelecida por Silva Filho (2003) e complementada por Mendes & Brito (2011), em que são reconhecidos domínios limitados por descontinuidades estruturais profundas e com feições geológicas distintas. Dentre estas feições próprias de cada compartimento, pode-se destacar as associações litológicas, ambiente de sedimentação, deformação, metamorfismo, magmatismo e mineralizações. Deste modo, os domínios cartografados ou parte deles, podem ser reconhecidos como “terrenos tectono-estratigráficos” na acepção de Conney et al. (1980). Representam diferentes níveis crustais, colocados lado a lado devido aos soerguimentos provocados pelas movimentações tectônicas compressivas e transcorrentes brasilianas, com vergência geral para SSW.

De uma maneira geral, pode-se constatar que os domínios situados a norte expõem níveis crustais mais profundos do que aqueles adjacentes a sul (Santos, 2001). Estes compartimentos foram denominados de Domínio Estância, Domínio Vaza-Barris, Domínio Macururé, Domínio Marancó, Domínio Poço Redondo e Domínio Canindé. (Figura 2.3).

Jardim de Sá et al. (1986) consideraram o Cinturão de Dobramentos Sergipano como constituída por terrenos monocíclicos estruturados por um evento tangencial progressivo, gerado por cisalhamento simples, durante a Orogênese Brasiliana.

Alguns anos depois, Trompette (1994) na sua reconstrução da porção oeste do Gondwana conceitua o Cinturão de Dobramento Sergipano como a continuação do Cinturão de dobramentos Oubanguides (África) formando um Mega-orógeno (Orogenia Pan-Africano-Brasiliano) de direção E-W com mais de 5000 km. Com duas hipóteses para a estruturação do Cinturão de Dobramentos Sergipano: a) os domínios representariam uma transição gradual de sul para norte (sequência plataformal), com aumento da complexidade de deformação e aumento do metamorfismo para o centro do cinturão; b) o Cinturão de Dobramentos Sergipano seria constituida por mini-placas com evoluções tectônicas distintas que teriam colidido obliquamente com o Cráton S. Francisco.

(28)

____________________________________________________________________

De acordo com trompette (1994) inicialmente pensou-se que o domínio Pernambuco-Alagoas mergulhava abaixo do Cráton S. Francisco (Brito Neves et al., 1977), entretanto trabalhos posteriores mostram o mergulho inverso. Desta forma o Cráton S. Francisco é o que mergulha sob o Domínio PEAL (Sá et al. 1986, Campos Neto & Brito Neves 1987).

Figura 2.3 - Mapa geológico simplificado da Faixa de Dobramentos Sergipana e áreas adjacentes (Baseado em Silva Filho, 2003). Retângulo Branco: localização da área estudada.

(29)

____________________________________________________________________ D’el-Rey Silva (1994,1995) estudou os domos do embasamento granito-gnáissico do Cinturão de Dobramentos Sergipano deduzindo que estes forneceram os sedimentos para uma bacia assimétrica. O Cinturão de Dobramentos Sergipano é interpretada pelo mesmo, como uma feição resultante do fechamento e subducção na porção norte desta bacia. O Domínio Canindé representaria o arco-de-ilha ou um terreno alóctone. O Domínio Marancó seria parte retrabalhada do embasamento cristalino ou um micro-continente.

Segundo D’el-Rey Silva (1995) o Cinturão de Dobramentos sergipano representaria uma clássica orogenia colisional, compatível com fragmentação e amalgamento do supercontinente Gondwana ao longo das zonas de fraqueza litosférica no Proterozóico. Com base nos dados geofísicos de aeromagnetometria, obtidos ao longo da margem do Cráton S. Francisco (Torres et al. 1994), concluiu que a Falha de Macururé, com continuidade na Faixa Riacho do Pontal ( Jardim de Sá et al. 1986), seria o remanescente da linha de sutura da subducção que ocorreu na porção norte.

Silva Filho et al. (1997) analisaram os plútons graníticos tardi-tectônicos neoproterozóicos do Cinturão de dobramentos Sergipano, concluindo que eles representam composições que variam de cálcio-alcalino normal ao shoshonítico, localmente peralcalino. Já a razão LILE/HFSE (Large Ion Lithophile Element/High Field Strength Element) destas rochas é interpretada como indicativo de origem em zonas de subducção, que pode ter sido herdada de um ciclo orogenético mais antigo que o Ciclo Brasiliano. Para o ƐNd negativo dos granitos estudados concluem que houve reciclagem e envolvimento de um antigo manto litosférico.

Silva Filho et al. (1997) consideraram a maioria das idades modelos como sendo de 1,0 Ga e acreditam que as assinaturas geoquímicas resultam de uma evolução complexa, com múltiplos estágios, durante a colisão que envolveu fusão parcial de fontes de composições e idades distintas. Os autores concluíram que a Orogenia Brasiliana não acrescentou material do manto empobrecido na crosta continental do Cinturão de Dobramentos Sergipano.

Com base em estudos estruturais e metamórficos, D’el-Rey Silva (1999) constatou que os domínios a Sul de Alagoas: Canindé, Poço Redondo e Marancó constituem uma zona interna que exibe deformação neoproterozóica compressiva, com vergência de dobras para norte-noroeste, além de metamorfismo na fácies

(30)

____________________________________________________________________

anfibolito a granulito. Já as zonas intermediarias, externa e cratônica correspondem, respectivamente, aos domínios Macururé, Vaza Barris e Estância, com grau metamórfico variando, de norte para o sul, de fácies anfibolito para xisto verde até não-metamórfico. As zonas intermediária e externa apresentam dobras/empurrões de vergência para sul-sudoeste, enquanto a zona cratônica está pouco deformada, com sedimentos geralmente horizontais.

Posteriormente Silva Filho & Torres (2002) adicionaram aos domínios identificados por Davison & Santos (1989), os seguintes domínios: Rio Coruripe, Viçosa.

De acordo com o consenso de diversos autores e sumarizado por Carvalho (2005) o Sergipano está constituído por uma soldagem de terrenos e compartimentado em domínios tectono-metamórficos distintos: Domínios Estância, Vaza-Barris, Macururé, Marancó, Poço Redondo, Canindé separados por zonas de cisalhamento de alto ângulo. Carvalho (2005) propôs uma mudança nesta compartimentação ao demonstrar que os Domínios Marancó e Poço Redondo estão intimamente correlacionados, agrupando-os e denominando de Domínio Marancó-Poço Redondo, e representante da margem sul do Orógeno Cariris Velhos, reduzindo a divisão do Sistema de Dobramentos Sergipano para seis domínios.

Contudo Silva Filho et al. (1981) e Brito Neves (1983) já haviam entrevisto a existência de dois cinturões: o Sergipano e o Sul-Alagoano, a constatação destes Domínios e suas características (Silva Filho et al., 2005) possibilitaram uma melhor configuração destes, sendo o primeiro constituído pelos Domínios: Estância, Vaza Barris, Macururé, Rio Coruripe e Viçosa; e o segundo por: Marancó, Poço Redondo e Canindé.

Mendes e Brito (2009); Brito e Mendes (2011) consideram o Cinturão de Dobramentos Sergipano um dos mais importantes cinturões orogênicos pré-cambrianos, por ser referido como uma evidência de drift continental e por conter domínios litológicos e estruturais que permitem compará-lo com orógenos fanerozócos. E sugeriram uma nova compartimentação tectônica (Figura 2.4) para o Cinturão de Dobramentos Sergipano na área da folha Arapiraca, onde parte do domínio Rio Coruripe (Silva Filho, 2003) foi designado como domínio Canindé.

A compartimentação tectônica da área estudada neste trabalho segue a configuração adotada por Brito e Mendes (2011).

(31)

____________________________________________________________________ 2.2.1.1 - Domínio Estância

Constitui-se no domínio mais meridional do Cinturão de Dobramentos Sergipano, composto pelos sedimentos anquimetamórficos do Grupo Estância (Humphrey & Allard, 1969; Allard & Tibana, 1966; Silva Filho et al., 1978), depositados em não-conformidade sobre rochas gnáissicas do embasamento cratônico, na borda nordeste do Cráton do São Francisco. Estes sedimentos, dominantemente psamíticos, são interpretados como crono-correlatos, emparte, com aqueles depositados mais a norte, na faixa dobrada propriamente dita. Podem também incluir sedimentos tardios, originados do retrabalhamento do orógeno. Limita-se com o Domínio Vaza-Barris através da falha do rio Jacaré, de natureza contracional, de alto ângulo.

2.2.1.2 - Domínio Vaza-Barris

O Domínio Vaza-Barris localiza-se na parte central do Estado de Sergipe, prolongando-se para oeste, além do limite estadual, e, para leste, até a Bacia de Sergipe-Alagoas. Limita-se com o domínio anterior através da Falha do Rio Jacaré, uma zona de cisalhamento rúptil-dúctil contracional de alto ângulo. Esta

Figura 2.4 - Mapa esquemático mostrando a compartimentação geotectônica da folha Arapiraca (Brito e Mendes, 2011).

(32)

____________________________________________________________________

descontinuidade estrutural sofreu várias reativações desde a formação da bacia, até pelo menos o Mesozóico, pois seu prolongamento sudeste (Falha de Itaporanga) limita parcialmente a Bacia de Sergipe-Alagoas.

Compõe-se principalmente de metassedimentos psamo-pelito-carbonáticos de baixo grau metamórfico dos grupos Miaba, Simão Dias e Vaza-Barris, de acordo com a estratigrafia proposta por D’el Rey Silva (1992, 1995). Esta estratigrafia foi estabelecida a partir dos trabalhos pioneiros de Humphrey & Allard (1967, 1969), que introduziram na região o modelo geossinclinal, gradativamente refinado por trabalhos subseqüentes (Brito Neves & Cordani, 1973; Brito Neves et al., 1977; Silva Filho et al., 1978, 1979, 1981; Jardim de Sá et al., 1981; Jardim de Sá, 1986; entre outros). As estruturas principais são dobramentos antiformais e sinformais de grande porte, com vergência para SSW, associados a cavalgamentos e transcorrências. Redobramentos coaxiais são freqüentes, e o metamorfismo atinge a fácies xisto-verde. Vulcanismo ocorre muito restritamente e não há registro de plutonismo.

2.2.1.3 - Domínio Macururé

Limita-se com o Domínio Vaza-Barris ao longo das zonas de cisalhamento São Miguel do Aleixo e Nossa Senhora da Glória, de movimentação contracional oblíqua sinistral. Compõe-se pelo Grupo Macururé (Barbosa, 1970; Silva Filho et al., 1977; Santos et al., 1988; Jardim de Sá et al., 1981 e outros), dominantemente metapelítico e com grande variação de faciologias, e raras intercalações de metavulcanitos ácidos a intermediários. Seus litótipos apresentam estratificação rítmica e foram interpretados por Jardim de Sá (1994), dentre outros, como turbiditos de natureza flyschóide. A deformação é polifásica, com orientação geral NW-SE na parte oeste do domínio, sendo mais desarmônica na parte leste. O metamorfismo é da fácies anfibolito.

A presença de abundantes corpos de granitoides intrusivos, tardi a pós-tectônicos, é uma característica marcante deste domínio. Estas intrusões provocam metamorfismo de contato nos metassedimentos encaixantes e modificações nas estruturas pretéritas. Falhas transcorrentes NE-SW são freqüentes, por vezes controlando a colocação de diques básicos de espessuras métricas, provavelmente mesozóicos.

(33)

____________________________________________________________________

O Domínio Macururé representa um nível crustal inferior em relação ao Domínio Vaza-Barris.

2.2.1.4 – Dominio Rio Coruripe

O Domínio Rio Coruripe, limitado a norte por zona de cisalhamento contracional, com os litotipos do domínio Pernambuco-Alagoas e a oeste com o domínio Canindé e por sul pelo domínio Macururé. Anteriormente este domínio congregava uma sequência que havia sido incorporado ao Grupo Macururé, o qual Silva Filho et al. (2002), a consideraram independente deste grupo pelo conteúdo litológico, idade, e a denominaram de Complexo Jaramataia. A luz de novos dados geológicos, petrológicos e geocronológicos estes metamorfitos foram redefinidos como Complexo Arapiraca representados por paragnaisses a biotita, migmatitos, gnaisses quartzo-feldspáticos, granulitos, kinzigitos, metamáficas, metaultramáficas, formação ferrífera e quartzitos. Mendes et. al. (2009) obtiveram idades U-Pb em metaultramáficas aflorantes em Serrote da Lage, município de Craíbas-AL que forneceram valores de 1.970 Ma. (U-Pb), propuseram então uma idade paleoproterozóica para o conjunto.

2.2.1.5 – Domínio Viçosa

Pouco estudado, este domínio é composto por uma sequência de rochas metassedimentares, ortognaisses e granitos de várias séries magmáticas. A deformação imposta a essas rochas é mais complexa que a dos domínios adjacentes. Ortognaisses que ocorrem na região de Palmeira dos índios têm idade U/Pb de 1,58 Ga.

2.2.1.6 - Domínio Marancó

Limita-se com o Domínio Macururé através de outra expressiva zona de cisalhamento contracional oblíqua sinistral denominada Belo Monte-Jeremoabo, cujo prolongamento para oeste limita parcialmente a Bacia do Tucano, em Jeremoabo. Isto indica que esta descontinuidade foi reativada no Mesozóico, emarca o alto estrutural que limita os compartimentos central e norte desta bacia mesozóica no Estado da Bahia. O domínio caracteriza-se pela presença de litótipos do Complexo

(34)

____________________________________________________________________

Marancó, de natureza vulcano sedimentar, imbricado tectonicamente com granitóides tipo Serra Negra, estes últimos descritos em item separado, juntamente aos demais granitóides. Tanto o complexo como os granitóides tipo Serra Negra mostram-se intensamente cisalhados, com foliações subverticais, subparalelas a zonas de cisalhamento dúctil contracionais oblíquas de alto ângulo, e com transcorrências rúpteis transversais superpostas. O metamorfismo é de fácies anfibolito, cuja paragênese original raramente é preservada, devido ao retrometamorfismo que acompanha as zonas de cisalhamento.

2.2.1.7 - Domínio Poço Redondo

Constitui-se de uma seqüência de ortognaisses tonalito-granodioríticos e de paragnaisses subordinados, freqüentemente migmatizados, denominados de Complexo Migmatítico de Poço Redondo, e por intrusões de granitóides tardi a pós-tectônicos. Limita-se a sul e norte através de zonas de cisalhamento contracionais oblíquas sinistrais de alto ângulo. A deformação é quase sempre registrada por dobramentos polifásicos desarmônicos, provavelmente, em parte, pré-brasilianos. O metamorfismo é da fácies anfibolito alto.

Este compartimento pode ser considerado como um terreno exótico, devido à dificuldade de ser estabelecida sua correlação com os demais domínios. Representa nível crustal mais profundo que todos os demais, soerguido pela tectônica compressional cujo transporte de massa foi dirigido de nordeste para sudoeste.

2.2.1.8 - Domínio Canindé

Trata-se do domínio mais setentrional do Cinturão de Dobramentos Sergipano, constituindo uma faixa de direção NW-SE, paralela ao rio São Francisco, com cerca de quatro a dez quilômetros de largura. Seu limite sul com o Domínio Poço Redondo é marcado por expressiva zona de cisalhamento dúctil contracional, de alto ângulo, deslocada em vários pontos por falhas transcorrentes sinistrais transversais, de direção NE-SW. Estas falhas estão, em alguns pontos, preenchidas por diques básicos.

Esse domínio é constituído por rochas metavulcano- sedimentares do Complexo Canindé e Araticum, polideformadas, freqüentemente transpostas e cisalhadas; e por expressivo corpo gabróico diferenciado (Suíte Intrusiva Canindé).

(35)

____________________________________________________________________

Também ocorrem abundantes corpos irregulares de granitóides diversos, de colocação sin, tardi a pós-tectônicos, juntamente com aqueles granitóides que ocorrem em outros domínios.

O Complexo Araticum constitui uma sequência metavulcano-sedimentar polideformada, metamorfisada na fácies anfibolito, composta por micaxisto, biotita gnaisse, metagrauvaca, metamáficas, metaultramáficas, formações ferríferas, mármores, quartzitos e calcissilicáticas. Amostras coletadas em sheets sintectônicos de leucogranitóides a duas micas forneceram uma idade U-Pb de 611 Ma (Brito e Mendes, 2011), possivelmente sua deformação e metamorfismo acham-se associadas ao evento Brasiliano.

A exemplo do que se observa no Complexo Marancó, no domínio homônimo, os litótipos do Complexo Canindé acham-se quase sempre tectonicamente imbricados, principalmente aqueles situados mais a sul do domínio. Dobramentos estão mais preservados em sua extremidade sudeste, por vezes com geometrias de braquiantiformes ou de prováveis seções de megadobras tipo bainha. O metamorfismo é de fácies xisto-verde a anfibolito.

Trata-se, provavelmente, de um arco magmático, ou bacia de pós-arco, soldado ao Cinturão de Dobramentos Sergipano por processo colisional (Bezerra et al., 1991).

(36)

____________________________________________________________________

CAPÍTULO 3 - GEOLOGIA DA ÁREA

(37)

____________________________________________________________________

As sequências metassedimentares dos Complexos Araticum e Arapiraca (Mapa 1) que afloram no Domínio Canindé e Rio Coruripe, respectivamente, foram recentemente reconsideradas e homologadas, no último mapa da folha Arapiraca divulgado pela Companhia de Pesquisa em Recursos Minerais – CPRM (2009). A feição comum a estes complexos é a migmatização observadas em ambos, caracterizada pela presença de bandas claras (leucossoma) e escuras (Melanossoma).

3.1 – Complexo Araticum

Localiza-se na parte norte do Domínio Canindé (Mapa 1), justaposta sempre por contato tectônico, às rochas do Domínio Pernambuco-Alagoas e aos litotipos do Domínio Rio Coruripe. Reune rochas metassedimentares clásticas caracterizadas por granulação fina, sendo milimetricamente laminadas, onde se alternam lâminas quartzo-feldspáticas com granulometria na fração silte e lâminas micáceas com biotita, por vezes muscovita.

Rochas metassedimentares de origem química se intercalam, os quais são mármores maciços (Foto 3.4) e rochas calciossilicáticas, constituídas por carbonatos, anfibólio, epidoto e mica branca. Formações ferríferas não ocorrem na área estudada, no entanto foram observados blocos soltos, nas próximidades dos mármores. Os mapas aeromagnéticos não registram anomalias referentes a estes corpos rochosos ferriferos, embora seja necessário se levar em consideração que o levantamento aeromagnético foi realizado em escala regional, o que desfavorece a assimilação do sinal magnético em áreas pequenas.

Anfibolitos de origem ígnea se distribuem em todo o complexo, juntamente com leucogranitóides que ocorrem também intercalados à sequência do Complexo Araticum (Foto 3.3).

No entanto, os principais litotipos do complexo Araticum são paragnaisses (Foto 3.1). A paragênese destas rochas é representada por granada, biotita, muscovita, plagioclásio e quartzo, e ocorrem com coloração variando em geral de acordo com a proporção de filossilicatos e plagioclásio. Quando com pouco plagioclásio apresenta uma tonalidade marrom médio, enquanto a rocha com maior quantidade de plagioclásio um tom mais esbranquiçado.