UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO DIRETORIA DE PESQUISA
PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA – PIBIC: CNPq, CNPq/AF, UFPA, UFPA/AF, PIBIC/INTERIOR, PARD, PIAD, PIBIT,
PADRC E FAPESPA.
RELATÓRIO TÉCNICO – CIENTÍFICO
Período: Setembro/2014 a Julho/2015 ( X ) Relatório Final
IDENTIFICAÇÃO DO PROJETO
Título do Projeto de Pesquisa (ao qual está vinculado o Plano de Trabalho): EVOLUÇÃO GEODINÂMICA E ASPECTOS METALOGENÉTICOS DA PROVÍNCIA MINERAL DE CARAJÁS (PA): IMPLICAÇÕES PARA GÊNESE
DE DEPOSITOS MINERAIS E PESPECTIVAS PARA NOVAS
DESCOBERTAS.
Nome do Orientador: Prof. Dr. Davis Carvalho de Oliveira Titulação do Orientador: Doutorado
Faculdade: Faculdade de Geologia
Instituto/Núcleo: Instituto de Geociências/ GPPG
Título do Plano de Trabalho: GEOLOGIA E CLASSIFICAÇÃO QUÍMICA DE DOIS PLÚTONS GRANÍTICOS ISOTRÓPICOS E SUAS AFINIDADES COM AS SUÍTES GRANÍTICAS DO DOMÍNIO CARAJÁS.
Nome do Bolsista: Jully Mylli Lopes Afonso
RESUMO DO RELATÓRIO ANTERIOR
Corpos graníticos isotrópicos na Província Carajás são correlacionados a dois episódios de geração de magma, estes corpos podem marcar a ocorrência de um significativo episódio paleoproterozóico de distensão crustal, ou podem representar pulsos tardios de granitos meso- ou neoqueanos. No município de Água Azul do Norte foram registrados duas ocorrências de granitos na forma de intrusões menores em rochas arqueanas. Estudos petrográficos e mineralógicos foram imprescindíveis para uma melhor caracterização desses corpos, para isso, foram realizados estudos macroscópico, seguido de estudo microscópico de 18 lâminas delgadas, com descrição sistemática e estudo das texturas magmáticas e de alteração; obtenção de composições modais com contador automático de pontos da marca Swift (1.800 pontos por amostra) e classificação das rochas conforme estabelecido pela IUGS. Assim, foi possível classificar esses granitos como isotrópicos, de composição monzogranítica, hololeucocráticos (M<7%), com textura equigranular hipidiomórfica média a grossa. Quanto à mineralogia quartzo, álcali-feldspato pertítico e plagioclásio sódico são os minerais essenciais, além de biotita como único mineral varietal máfico de ocorrência e allanita, zircão, apatita e epidoto como principais acessórios. A albitização, cloritização e serecitização foram os principais processos responsáveis pela alteração hidrotermal do granito, tendo como produto albita, muscovita, serecita, fluorita, epidoto e clorita. A análise das feições texturais indica um posicionamento de caráter epizonal para esses corpos, com importante atividade de fluidos magmáticos associados ao final da cristalização. A ausência de anfibólio e titanita, e abundância de fluorita e de minerais hidrotermais nas rochas estudadas indicam formação a partir de um liquido magmático muito evoluído e rico em fases voláteis entre as quais se destaca o flúor.
INTRODUÇÃO / JUSTIFICATIVA
Corpos graníticos desprovidos de feições deformacionais são muito expressivos na Província Carajás e são correlacionados ao paleoproterozóico onde a província foi afetada por um evento magmático extensivo, marcado por intrusões graníticas anorogênicas e por diques associados formando três suítes distintas (Dall’Agnol et al., 2005). Essas suítes foram caracterizadas por Dall’Agnol et al., 2005; Dall’Agnol & Oliveira, 2007, com base em suas características petrográficas e geoquímicas, seu potencial metalogenético e nas condições de fugacidade do oxigênio reinantes durante a cristalização, em: (i) Suíte Jamon: Granitos Musa, Redenção, Jamon, Bannach e Marajoara; (ii) Suíte Serra dos Carajás: Granitos Pojuca, Carajás e Seringa; (iii) Suíte Velho Guilherme: Granitos Antônio Vicente, Velho Guilherme e Rio Branco. Apesar dos significativos avanços em pesquisa mineral na região, ainda existem vários questionamentos sobre seu contexto evolutivo. Para tanto estudos mais detalhados para identificar as principais associações magmáticas, distribuições espaciais, bem como definir as características petrográficas e geoquímicas são de extrema importância na busca de um melhor entendimento da evolução desta província.
A ocorrência de corpos graníticos desprovidos de feições deformacionais podem marcar a ocorrência de um significativo episódio de distensão crustal responsável pela geração de magmatismo do tipo-A no paleoproterozóico, ou podem representar pulsos tardios de granitos meso- ou neoqueanos. Recentemente foram registradas entre os limites dos municípios de Canaã dos Carajás e Água Azul do Norte duas ocorrências de granitos isotrópicos na forma de intrusões menores em rochas arqueanas (Figuras 1 e 2). Entretanto, ainda não estava claro se tais plútons pertenciam aos granitos das suítes anarogênicas presentes na Província Carajás ou se eram fácies menos deformadas ou tardias associadas a leucogranitos cálcico-alcalinos ou aos granitos subalcalinos neoarqueanos. A caracterização destes corpos graníticos até o presente trabalho ainda era muito limitada, contendo apenas descrição petrográficas, destacando seus principais aspectos texturais e mineralógicos. Portanto, estudos geoquímicos eram necessários para uma melhor caracterização desses stocks graníticos, além de permitir a comparação e determinar as possíveis similaridades, principalmente entre esses corpos e aqueles de idade paleoproterozóicas que ocorrem na Província Carajás.
Figura 1: Mapa de localização e acesso, representando as divisas entre os municípios de Canaã dos
OBJETIVOS
Este trabalho tem como objetivo geral a caracterização geológica e a classificação petrográfica e geoquímica de dois stocks graníticos de aspecto isotrópico que são intrusivos em granitoides arqueanos na região NE de Água Azul do Norte. Isto permitirá compará-los com outros corpos análogos da Província Carajás, buscando com isso, contribuir para a caracterização do magmatismo granítico do Domínio Carajás e consequentemente para a discussão sobre a evolução deste segmento de crosta. Para que chegasse a tais objetivos, foram propostos na execução deste trabalho os seguintes objetivos específicos:
(I) Caracterizar petrográfica e geoquímicamente dos plútons e discussão a respeito de suas afinidades geoquímicas, tipologia e processos magmáticos que controlaram sua evolução;
(II) Estabelecer comparações entre esses corpos e os corpos de idade paleoproterozoica que ocorrem na Província Carajás, com o intuito de definir e caracterizar as possíveis similaridades.
MATERIAIS E MÉTODOS
Pesquisas Bibliográficas: Levantamento bibliográfico referente à geologia da região estudada, onde se incluem artigos científicos, livros, dissertações de mestrado e teses de doutorado, com temas especificamente relacionados à geologia de terrenos Arqueanos e gênese e evolução de granitos Proterozóico, principalmente no que concerne aos granitos tipo-A, sua petrografia, geoquímica, geocronologia.
Petrografia: A petrografia foi realizada com exame macro e microscópio das amostras de rochas e consistiu na identificação e descrição sistemática dos minerais, estudo das texturas magmáticas, deformacionais e de alteração, estimativa da ordem de cristalização dos minerais e classificação modal.
Geoquímica: Foram realizadas análises químicas em rocha total (elementos maiores, menores e traços, incluindo terras raras) em 7 amostras representativas dos corpos estudados, previamente selecionadas nos estudos petrográficos. As análises químicas foram realizadas no Acme Analytical Laboratories Ltda. (Vancouver, Canadá). A caracterização geoquímica dos granitóides estudados foi baseada em princípios gerais discutidos em Ragland (1989) e Rollinson (1993). Os diagramas de variação e de
classificação foram gerados como propostos na literatura (Pearce et al. 1984, Whalen et al. 1987, Dall’Agnol & Oliveira 2007). Os diagramas de Harker, para fins petrogenéticos, foram feitos através do software GCDKIT. Os processos responsáveis pela evolução magmática foram avaliados através do comportamento dos elementos litófilos, nas diferentes variedade, bem como pelas suas assinaturas de elementos terras raras (Henderson 1984, Rollinson 1993).
Relatório – (i) processamento e interpretação dos resultados; (ii) elaboração de relatório técnico das atividades desenvolvidas; e (iii) divulgação dos resultados por meio de trabalhos divulgados em eventos científicos.
GEOLOGIA REGIONAL
A Província Carajás está inserida dentro do contexto evolutivo da Província Amazônia Central de Tassinari & Macambira (1999), ou Província Carajás de Santos et al. (2000) (Figura 2a). O conjunto de dados litológicos e geocronológicos permitiu que Souza et al. (1996), Dall’Agnol et al. (2000) e Vasquez et al. (2008) subdividissem a Província Carajás em dois domínios: Domínio Rio Maria, ao sul, e Domínio Carajás, ao norte. Como o limite entre estes dois domínios ainda não estava claramente estabelecido foi considerado por Feio & Dall’Agnol (2012) a existência de um Subdomínio de Transição (Figura 2b).
A área de Canaã dos Carajás está localizada na porção nordeste do Subdomínio de Transição. O Subdomínio de Transição (Dall’Agnol et al. 2006, Feio et al. 2013), corresponde ao embasamento da Bacia Carajás (Figura 2b), este subdomínio se estenderia desde a borda sul da Bacia de Carajás até Sapucaia, sendo limitado a leste pelas sequências supracrustais do Cinturão Araguaia e a oeste pelo Supergrupo Uatumã.
Com base no conhecimento atual sobre a geologia do Subdomínio de Transição pode-se afirmar que unidades mesoarqueanas são predominantes, e este é composto por: 1) Ocorrências de sequências metavulcânicas máficas (Feio & Dall’Agnol 2012); 2) Ortogranulito Chicrim-Cateté (Vasquez et al. 2008) representante do embasamento granulítico mesoarqueano; 3) Ortognaisses e granitoides do Complexo Xingu (DOCEGEO 1988, Machado et al. 1991, Avelar et al. 1999), também pelo Tonalito Bacaba (Moreto e al.,2011), Trondhjemito Rio Verde, Complexo Tonalítico Campina Verde e Granitos Calcico-Alcalinos – Granitos Canaã dos Carajás, Cruzadão, Bom
Jesus, Serra Dourada e Boa Sorte – (Nascimento,2006; Feio & Dall’Agnol 2012; Feio et al., 2013; Rodrigues et al., 2010); 4) Granitoides de alto-Mg, tipo Água Azul e Água Limpa (Gabriel et al.,2010)
A natureza metamórfica do Complexo Pium foi contestada, o que levou Vasquez et al. (2008) a considerarem o mesmo como sendo formado por associação charnockítica que foi redenominada de Diopsídio-norito Pium. Posteriormente, Santos et al. (2012) apresentaram idades de cristalização de cerca de 2,74 Ga para o Diopsídio-norito Pium, sugerindo a formação simultânea entre esta unidade e as suítes neoarqueanas do Domínio Carajás.
O Complexo Xingu foi descrito como uma associação litológica heterogênea, que incluía gnaisses, migmatitos, granitoides diversos, granulitos, faixas de greenstone belts, e complexos básicos e ultrabásicos (DOCEGEO 1988, Araújo & Maia 1991). Na região de Tucumã idade de 2972±16 Ma (Pb-Pb em zircão) para um gnaisse de composição granodiorítica pertencente a este complexo ( Avelar et al. 1999).
Granitos subalcalinos de idade neoarqueana ocorrem exclusivamente no Domínio Carajás, sendo relativamente abundantes e representados pelo Complexo Granítico Estrela, Suíte Planalto e Granitos Serra do Rabo, todos sintectônicos. Além destes, foram recentemente descritos os granitos Vila Jussara, que se diferenciam daqueles da Suíte Planalto pelo caráter dominantemente oxidado e pela presença expressiva de rochas granodioríticas e tonalíticas com anfibólio modal (Silva 2012).
A Suíte Plaquê é composta por muscovita-biotita leucogranitos peraluminosos que ocorrem como corpos alongados na direção E-W paralelos a subparalelos à estruturação dos gnaisses do Complexo Xingu. No entanto, mapeamentos mais detalhados na área de ocorrência da Suíte Plaquê, indicaram ausência de duas micas nos corpos de granitos atribuídos para esta suíte, sendo constatada, porém, a presença de anfibólio biotita granitos subalcalinos corelacionados à Suíte Planalto ou aos granitos Vila Jussara (Gomes 2003, Feio et al. 2012, Silva 2013). O que resultou em um redução na área de ocorrência da Suíte Plaquê.
Os granitos anorogênicos paleoproterozóicos são representados pela Suíte Serra dos Carajás (Dall’Agnol et al. 2005), composta pelos Granitos Central de Carajás, Cigano, Pojuca e Rio Branco (Santos et al. 2013). O Granito Rio Branco é intrusivo no Granito Arqueano Cruzadão e foi parcialmente afetado por albitização e greisenização.
Dados SM, juntamente com mineralogia e geoquímica, mostram que o Granito Rio Branco foi formado em zona de baixa fugacidade de oxigênio e sua assinatura geoquímica é própria de granitos anorogênico, intraplaca e Tipo A.
Figura 2: A) Subdivisão do Cráton Amazônico. B) Representação da Província Carajás e sua divisão em domínios tectonicamente distintos, ao sul caracterizado pelo Domínio
Rio Maria, e ao sul caracterizado pelo Domínio Carajás. O Domínio Carajás pode ser subdividido em Bacia Carajás, ao norte, e Subdomínio de Transição, ao sul. C) Mapa geológico dos corpos estudados. (Modificado de Santos 2009).
RESULTADOS Aspectos Petrográfica
Macroscopicamente, não se verificam variações faciológicas proeminentes neste plúton, sendo que estes são composto por rochas holocristalinas, fanerítica, hololeucocrática com textura equigranular hipidiomórfica de granulação média (2-5 mm), onde localmente grossa (>6mm). Apresenta coloração variando do rosa acinzentado ao cinza claro, devido às variações na razão plagioclásio/feldspato potássico, sempre com pontuações escuras, que correspondem às concentrações de minerais máficos (Figura 3).
Figura 3: A) Corpos graníticos ocorrem como blocos abaulados. B) e C) Principais aspectos macroscópicos dos
corpos estudados dando destaque para a textura equigranular da rocha e seu caráter anisotrópico.
A mineralogia essencial das rochas estudadas é composta por quartzo, plagioclásio e feldspato potássico como minerais essenciais que juntos perfazem mais
de 90% do conjunto de minerais. Tais rochas podem ser classificadas como leucogranitos, onde a fase máfica varia entre 2-7%, sendo o mineral máfico principal a biotita (Tabela 1; Figura 5), podendo ocorrer ainda como acessórios opacos, apatita, zircão, allanita, epidoto e fluorita, além de sericita, argilo-minerais e clorita, como minerais secundários.
Os dados obtidos a partir das análises modais das 11 amostras estão representados na tabela 1 e quando lançados no diagrama Q-A-P e Q-(A+P)-M’ (Figura 4), permitem que as amostras analisadas sejam classificadas, segundo Streckeisen (1976), essencialmente como monzogranitos.
Figura 4: Diagramas modais Q-A-P (Streckeisen, 1976) e Q-(A+P)-M para os dois granitos estudados. Abreviações: A-álcalis, Q-quartzo, P-plagioclásio, M-máficos.
Apesar de não apresentarem grandes variações composicionais em seções delgadas, estes plútons guardam algumas variações texturais que alternam de um corpo para outro: possuem textura hipidiomórfica, equigranular média, bordas albitícas e feições de exsolução que resultaram na formação de pertitas e de forma restrita de feições de intercrescimento granofírico (ocorrência apenas no corpo II).
O álcali feldspato é um mineral predominante em todas as amostras ocorre como cristais subédricos a anédricos, geralmente muito fraturados, mostram evidências de reação com o magma, já que suas bordas são em parte corroídas ou meio arredondadas. Apresenta maclamento carlsbad e xadrez e exsolução pertitica resultando em lamelas de albita (Figura 6b). Essas lamelas de albita ocorrem na forma de filmes de forma levemente onduladas (Figura 5e), esses podem ocorrem também como manchas disformes (Figura 6b). Nos cristais que apresentam maclamento xadrez as lamelas albitícas não são tão nítidas, já nos cristais com maclamento carlsbad as lamelas estão bem evidenciadas. Os contatos entre dois ou mais cristais de álcali feldspatos são geralmente suturados e por vezes marcados por um processo de albitização (Figuras 5e e 6c), caracterizado pelo desenvolvimento de bordas albiticas que ocorrem na forma de ‘franjas’ de cristais de albita que se projetam para o interior do cristal adjacente, gerando uma textura conhecida como ‘coroa invertida’ (swapped rims) que imprimem um aspecto xenomórfico a esses grãos. Contém inclusões de plagioclásio, opacos, quartzo e biotita resultando em um aspecto tardio ao mineral. Outra feição é a ocorrência mais restrita de intercrescimento granofírico circundando o núcleo de grandes cristais de feldspato potássico (Figura 6e), indicando uma provável cristalização cotética no estágio final de sua cristalização.
O Plagioclásio ocorre como grãos subédricos a anédricos comumente apresentam maclamento albita fortemente alterado para serecita e muscovita o que impossibilita a determinação do An por meios óticos. Ocorre por vezes na forma de agregados de grãos ou na forma de inclusões em álcali feldspatos, onde aparece como cristais de dimensões menores, anédricos a subédricos por vezes zonados. Pode ocorrer também como forma de preenchimento ao longo dos planos de clivagem da biotita (Figura 6a).
O Quartzo ocorre como grãos anédricos, subarredondados comumente ocorrem na forma de agregados e possuem extinção ondulante. Outro tipo morfológico de quartzo ocorre como intercrescimento na borda de cristais de álcali feldspato gerando
textura granofírica. Este pode ocorrer também como preenchimento de fraturas ou na forma de preenchimento dos planos de clivagem da biotita.
A biotita é o mineral máfico mais importante ocorrendo como cristais subédricos a anédricos, com forte pleocroísmo com cores variando de verde, marrom escuro, marrom e amarelo claro. Representa tipicamente um mineral de cristalização tardia, muitas vezes mostrando-se alterado parcialmente para clorita e por vezes apresentando contatos interpenetrados com cristais de álcali feldspatos (Figura 5f). Por vezes ocorre na forma de agregados maficos cuja associação completa é: biotita + opacos + zircão + fluorita + allanita + apatitas (figura 6a), exibindo contato mais regular com os principais acessórios. Contem inclusões de quartzo, allanita, zircão e apatita. Cristais de biotita podem ocorrer também na forma de pequenos cristais intersticiais euédricos inclusos em cristais maiores de álcali feldspato. Outra feição importante é a presença do mineral epidoto, apatita, quartzo e clorita cristalizada ao longo dos planos de clivagem da biotita (Figura 6b).
Os minerais acessórios como allanita, apatita, opacos, zircão, fluorita e epidoto ocorrem frequentemente associados à biotita, principal mineral máfico presente (Figura 6a). Os opacos ocorrem como cristais subédricos a euédricos ocorrem principalmente associados aos agregados máficos, podem ocorrer na forma de inclusões na biotita ou associado à clorita, fluorita e allanita. A allanita é o mineral acessório mais expressivo e ocorre sob a forma de cristais subédricos a euédricos finos a médios (Figura 5b), normalmente zonados e metamictizados associados a cristais de biotita, opacos fluorita e mais localmente associada a epidoto, com pleocroísmo variando de amarelo pálido a castanho. A apatita forma pequenos cristais anédricos, raramente na forma prismática alongada, comumente ocorre como inclusões em cristais maiores de biotita e minerais opacos. Fluorita ocorre como pequenos cristais anédricos (Figura 6a), geralmente associados a mineras opacos, allanita e biotita. O zircão ocorre como pequenos cristais euédricos a subédricos, por vezes zonados com alos pleocroicos geralmente ocorrem na forma de inclusões em cristais maiores de biotita (Figura 5a). O epidoto geralmente ocorre na forma de preenchimento cristalizado nos planos de clivagem da biotita (Figura 5b).
Os minerais secundários são argilo minerais, sericita, muscovita, fluorita, clorita e albita e estão relacionadas aos processos de alteração pós-magmática. A albita ocorre em diversas formas, sendo mais comum na forma de lamelas sódicas que se
desenvolvem inicialmente por exsolução no interior do feldspato alcalino e são posteriormente modificadas resultando em pertitas em veios e manchas. Porém, em rochas onde a albitização foi mais intensa, há igualmente formação de albita intergranular das variedades texturais em coroas trocadas (Figura 5e). Esses tipos são interpretados como sendo produtos da substituição do feldspato alcalino. A fluorita ocorre como cristais anédricos, produto da alteração do plagioclásio, ou ao longo das clivagens da biotita. A muscovita, argilo minerais e serecita ocorrem como produto da alteração dos feldspatos. A clorita ocorre como resultado da alteração de cristais de bioita.
Figura 5: Principais aspectos mineralógicos e texturais microscópicos das rochas que compõem o corpo
I. A) Concentração de minerais ferromagnesianos, onde a o predomínio de cristais de biotita associados a minerais opacos e allanita, com inclusões de zircão e apatita; B) Cristal de biotita associado a allanita, ocorrência de epidoto e plagioclásio cristalizados ao longo dos planos de clivagem da biotita. C) Relação de contato irregular entre cristais de biotita e plagioclásio nota-se também a alteração parcial da biotita para clorita e a intensa serecitização do plagioclásio. D) Saussuritização do plagioclásio gerando serecita e muscovita percebe-se também a associação deste com biotita. E) Álcali feldspatos pertitícos ( as pertitas formam filmes contínuos e regulares) nota-se a presença de albita intergranular ao longo do contato entre cristais de álcali-feldspato. F) Representação do caráter hipidiomórfico da rocha com destaque para a relação de contato irregular entre a biotita e o plagioclásio.
Figura 6: Principais aspectos mineralógicos e texturais microscópicos das rochas que compõem o corpo
II. A) Cristal de biotita associado a cristais de fluorita, nota-se ainda a presença de plagioclásio ao longo dos planos de clivagem da biotita além de inclusões de cristais menores de apatita; B) Cristal de feldspato potássico com maclamento carlsbad e feições de exsolução (mesopertitas); C) Agregados de feldspatos potássico com formação de albita intergranular ao longo de seus contatos; D) Cristal de biotita intensamente transformado para clorita, com formação de cristais de epidoto e plagioclásio ao longo de seus planos de clivagem; E) Cristal de feldspato potássico com intercrescimento de quartzo granofírico; F) Cristal de feldspato potássico com intercrescimento de quartzo granofírico.
GEOQUÍMICA
Para o estudo geoquímico dos elementos maiores, menores e traços (HFSE e elementos terras raras) dos granitos estudados, foram realizadas análises químicas em rocha total de 7 amostras, sendo 5 representativas do Corpo I e 2 representativas do Corpo II. Os dados das analises estão representados na tabela 2. Nesta tabela também estão representadas algumas razões especificas entre óxidos, elementos traços e elementos terras raras.
Elementos Maiores e Menores
Em termos de elementos maiores e menores (Tabela 2, Figura 7), as rochas analisadas dos granitos estudados apresentam alto teor de sílica (72,98 < SiO2 > 74,99),
com baixos conteúdos nas concentrações de TiO2, MgO, MnO, P2O5, CaO e Fe2O3t e
são enriquecidas em K2O. Diagramas de variação dos óxidos, como os que utilizam o índice de Harker (Figura 7), mostram uma grande afinidade composicional entre os granitos estudados, no entanto, observa-se que os teores de MgO, TiO2 e FeO das amostras do Corpo I são ligeiramente mais elevados em relação aquelas do Corpo II (Figura 7). A maior parte dos granitos analisados mostra-se fortemente diferenciada, com empobrecimento em MgO (< 1%). Estes ainda exibem natureza alcalina e apresentam caráter metaluminoso a peraluminoso, evidenciado pelo diagrama que expressa a proporção molecular de Al2O3/CaO+Na20+K2O (Shand,1951; Figura 12)
Figura 7: Diagramas de variação de Harker para os óxidos dos elementos maiores e menores (% em peso) para os Granitos Estudados. Simbologia: Corpo I – circulo vermelho; Corpo II – triângulo preto.
Elementos Traços
O espectro multielementar dos granitos estudados (Figura 8) é caracterizada pelas anomalias positivas de Rb, Th e Ce e negativas em Sr, Ba, Ta, Nb, P e Ti. Os padrões de elementos terras raras (ETR) das amostras analisadas normalizadas segundo Nakamura (1974), revelam que os granitos estudados exibem moderada anomalia negativa de Eu, com valores Eu/Eu*= 0,017-0,019 para o Corpo I e valores Eu/Eu*= 0,010-0,013 para as rochas do Corpo II (Figura 8). Nos padrões de ETRs (ƩETR= 471,36-619,04 ppm) é observado um enriquecimento de ETRL (LaN/SmN= 4,90-8,45)
em relação ao padrão de distribuição sub-horizontalizado dos ETRP (Figura 8). As razões LaN/YbN variam de 15,84 a 41,49 para o Corpo I e 5,90 A 126,97 para o Corpo
II. O fracionamento expressivo de Eu e ETRP determinam padrões em “gaivota”, típicos de granitos evoluídos. Em rochas graníticas mais evoluídas os ETR são concentrados principalmente em minerais acessórios tais como allanita, apatita e zircão. Estes minerais tendem a concentrar ETRL e consequente, resultados químicos a partir de amostras de rocha total mostram um enriquecimento em elementos terras raras leves.
Figura 8: Espectro multielementar dos granitos estudados. A) Diagrama spider normalizado MORB (Pearce 1983).
B) Padrão de ETRs dos corpos graníticos estudados, normalizados Condrito (Nakamura 1974). C) Padrão ETR para as rochas representantes do Corpo I. D) Padrão ETR para as rochas representantes do Corpo II.
As relações entre elementos traços são geralmente utilizadas em diagramas com o objetivo de discriminar e caracterizar granitos com seus supostos ambientes tectônicos. Pearce et al.,(1984) utilizaram padrões de distribuição de alguns elementos traços para classificar em: granitos de arco vulcânico (VAG), granitos intraplaca (WPG), granitos de cadeias oceânicas (ORG) e granitos de zona de colisão (COLG), este ultimo é subdividido em (Syn-COLG) e pós-colisional (Post-COLG). Neste sentido, utilizando os parâmetros de Pearce et al.,(1984) - diagramas Nb-Y e Rb-(Y+Nb) da Figura 9 -, nota-se que os granitos estudados possuem afinidades geoquímicas com os granitos gerados em ambientes tectônicos intraplaca (WPG).
Figura 9: Diagrama discriminante de ambiene tectônico (Pearce et al, 1984) para os granitos estudados, caracterizando estes como de ambiente Intraplaca. VAG - arco vulcânico; WPG-granitos intraplaca; ORG-granitos de cadeias oceânicas e COLG granitos de zona de colisão.
Geoquimicamente os granitos estudados apresentam similaridades com Granitos Tipo A descritos anteriormente por Loiselle & Wones (1979), Chappell & White (1983) e Whalen et al.,(1987). Estes apresentam valores elevados de SiO2 (> 70%), Fe/Mg, Zr,
Nb, Y, Ga, e ETR, com exceção do Eu, e baixos valores de CaO, TiO2, MgO, Ba e Sr.
Desse modo, utilizando os parâmetros de Whalen et al.,(1987), diagramas Ga/Al verso conteúdos de Y, Nb e Zr (Figura 10) foram utilizados para analise dos granitos estudados e nota-se que as razões de Ga/Al são compatíveis com os granitos tipo A.
De acordo com Eby (1992) os granitos tipo A podem ser divididos geoquimicamente em dois grupos. O primeiro grupo (A1) representa os granitos
diferenciados de magmas derivados de uma fonte semelhante aos basaltos de ilhas oceânicas (OIB), colocado em ambiente intraplaca. O segundo grupo (A2) representa
magmas parcial ou totalmente derivados de fontes da crosta continental que teriam atravessado um ciclo de colisão continente-continente ou magmatismo de arco de ilha (IAB). No diagrama triangular Nb-Y-Ce (Figura 10) utilizado para descriminar se os granitos são de fonte mantélica (A1) ou fonte crustal (A2), nota-se que as amostras dos granitos estudados apresentam maior afinidades com granitos do subtipo A2, apesar de duas amostras incidirem no campo dos granitos do subtipo A1 na figura 10c.
Figura 10: A) e B) Diagrama discriminante de granitóides tipo A de Whalen et al., (1987). C)Diagrama Nb-Y-3Ga
(Eby, 1992), mostrando a distribuição dos corpos estudados. D) Diagrama triangular Nb-Y-Ce (Eby, 1992), mostrando a distribuição dos corpos estudados.
A classificação mais recente é a proposta por Frost et al. (2001), e leva em consideração três variáveis: o índice de Fe [FeO/(FeO + MgO)], o índice modificado de álcali-cálcico (MALI) (Na2O + K2O - CaO) e o índice de saturação por alumínio (ASI ) [Al / (Ca + Na + K)], em relação ao contéudo de sílica. O índice de ferro nesse caso distingue granitos ferrosos dos granitos magnesianos. Os granitos ferrosos e magnesianos podem ainda ser classificados em alcalino, alcalino-cálcico, cálcico-alcalino e cálcico com base no MALI; e subdivididos em função de ASI em peraluminosos, metaluminosos ou peralcalinos. Desse modo, seguindo a proposta de
Frost et al. (2001), os granitos estudados apresentam afinidade geoquímica transicional entre cálcico-alcalino e alcalino-cálcico, além de caráter metaluminoso a fracamente peraluminosos (Figura 11a). No diagrama FeOt/(FeOt+MgO) versus SiO2 as amostras indicam valores extremamente elevadas e sempre superiores a 0,91 em ambos os corpos estudados e posicionam-se no campo dos granitos ricos em ferro (figura 11). ‘
Dall’Agnol & Oliveira (2007) propuseram diagramas geoquímicos envolvendo óxidos de elementos maiores para distinguir granitos tipo A de granitos cálcio-alcalinos, bem como granitos oxidados de granitos reduzidos. No diagrama Al2O3 versus
FeOt/(FeOt+MgO) as amostras incidem no campo dos granitos tipo A reduzidos, ocorrendo no limite com o campo de granitos oxidados (Figura 11c).
Figura 11: Diagrama de caracterização geoquímica do Granito Branco: A), B) e D) Classificação proposta por Frost
et al. (2001) esta é feita com base em três variáveis: FeO/(FeO + MgO), o índice modificado de álcali-cálcico (MALI) (Na2O + K2O - CaO) e o índice de saturação por alumínio (ASI ) [Al / (Ca + Na + K)], em relação ao contéudo de sílica. C) Diagrama Al2O3 versus FeOt/(FeOt+MgO) de Dall’Agnol & Oliveira (2007) distinguem granitos tipo A de granitos cálcio-alcalinos, bem como granitos oxidados de granitos reduzidos.
COMPARAÇÕES ENTRE OS GRANITOS ESTUDADOS E OS GRANITOS ANAROGÊNICOS DO DOMÍNIO CARAJÁS.
Os estudos petrográficos realizados neste trabalho permitiram comparar os corpos graníticos da região de estudo à outros corpos da Província Carajás já
caracterizados em trabalhos anteriores. Levando-se em consideração a similaridade dos aspectos texturais e modo de ocorrência dos corpos estudados com os diversos granitos anorogênicos da Província Carajás, torna-se imprescindível um estudo comparativo com base em dados geoquímicos entre os mesmos. A afinidade dos granitos estudados com os granitos que formas as suítes Jamon, Serra dos Carajás e Velho Guilherme é indicada inicialmente por seu caráter isotrópico, textura hipidiomórfica equigranular média e sua mineralogia e aspectos texturais.
Em termos petrográficos, os granitos estudados são compostos por rochas monzograníticas com contéudo de minerais máficos <10%, sendo a biotita a única fase máfica identificada. Comportamento semelhante é observado na Suíte Serra dos Carajás, formada por monzogranitos e sienogranitos com contéudo de máficos geralmente <15%. Na Suíte Velho Guilherme sienogranitos são mais abundantes mais ocorrem também monzogranitos e álcali feldspato-granito com conteúdo de máficos <15%. Já na Suíte Jamon dominam monzogranitos com sienogranitos subordinados, possuem teores de minerais máficos ente 5% e 20%. A ausência de titanita e anfibólio magmático e a abundancia de fluorita e allanita é uma feição características dos corpos estudados. Tais aspectos os aproximam das rochas da Suíte Velho Guilherme, onde geralmente não ocorre titanita e a um enriquecimento em fluorita. Na suíte Serra dos Carajás a titanita é rara ou ausente, sendo fluorita e allanita mais comuns.
Geoquimicamente, tanto os granitos estudados quanto os corpos das demais suítes graníticas podem ser classificados como metaluminosos a fracamente peraluminosos (Figura 12a), de afinidades com os granitos intraplaca do tipo A (Pearce et al.,1984; Whalen et al.,1987) e do subtipo A2 (Eby, 1992). Já no diagrama FeOt/(FeOt+MgO) versus Al203 a distribuição das rochas estudadas plotam no campo
dos granitos tipo A reduzidos, juntamente com os granitos da Suíte Velho Guilherme e Suíte Serra dos Carajás e afastam-se do campo dos granitos oxidados, e consequentemente dos corpos da Suíte Jamon (Figura 12c). Os padrões de ETRs para os corpos estudados são similares aos demais granitos anorogênicos que formam a Suíte Serra dos Carajás, com elevados teores de elementos terras raras leves, padrão mais sub-horizontal dos elementos terras raras pesados e moderada anomalia negativa de Eu (Figura 12b).
Figura 12: Diagrama de discriminação geoquímica e comparação dos granitos estudos com os granitos
paleoproterozóicos da Província Carajás. A) Al2O3/CaO+Na20+K2O (A/CNK) versus Al2O3/Na20+K2O (A/NK) (Shand,1951). B) Padrões de distribuição dos ETRs normalizados pelo condrito segundo (Nakamura et al., 1974). C) Diagrama Al2O3 versus FeOt/(FeOt+MgO) de Dall’Agnol & Oliveira (2007) distinguem granitos tipo A de granitos cálcio-alcalinos, bem como granitos oxidados de granitos reduzidos.
CONCLUSÃO
Os granitos que ocorrem na região nordeste do município de Água Azul do Norte são isotrópicos, de composição essencialmente monzogranítica, hololeucocráticos (M<7%) e de textura equigranular hipidiomórfica média a grossa. Quanto à mineralogia, quartzo, álcali-feldspato pertítico e plagioclásio sódico são os minerais essenciais, a biotita ocorre como único mineral varietal máfico e allanita, zircão, apatita, epidoto e fluorita são as principais acessórios. A albitização, cloritização e serecitização foram os principais processos responsáveis pela alteração hidrotermal do granito, tendo como produto albita, muscovita, serecita, fluorita, epidoto e clorita. Os intercrescimentos granofíricos, associado aos processos de albitização, cloritização e serecitização, indicam um posicionamento de caráter epizonal para esses corpos, com importante atividade de fluidos magmáticos associados ao final da cristalização ou
durante a fase final de resfriamento dos plutons. A ausência de anfibólio e titanita, e a abundância de fluorita e de minerais hidrotermais nas rochas estudadas indicam formação a partir de um liquido magmático muito evoluído e rico em fases voláteis entre as quais se destaca o flúor.
Geoquimicamente, os granitos estudados possuem similaridades com granitos intraplaca tipo A e do subtipo A2. Estas são rochas de alto teor de sílica (72,98 < SiO2 >
74,99), com baixos conteúdos nas concentrações de TiO2, MgO, MnO, P2O5, CaO e Fe2O3t e são enriquecidas em K2O. Possui razões FeOt/(FeOt+MgO) elevadas (>0,91).
O padrão de ETR mostra anomalia moderada de Eu e ligeiro enriquecimento de elementos terras raras leves em relação aos elementos terras raras pesados, resultando em um padrão característico de granitos evoluídos.
Os dados petrográficos e geoquímicos obtidos neste estudo permitiram determinar de que os granitos estudados apresentam assinatura geoquímica de granitos Tipo A reduzidos e nesse sentido são diferentes das rochas que compõem a suíte Jamon. Por outro lado, o padrão de elementos terras raras, descarta a afinidades dos corpos estudados com os granitos da Suíte Velho Guilherme, e que consequentemente os aproximam dos corpos que constituem a Suíte Serra dos Carajás. No entanto, tais resultados não podem ser considerados inteiramente conclusivos, onde estudos mais aprofundados envolvendo geocronologia e análises de química mineral em biotita, podem contribuir para o posicionamento estratigráfico destes corpos, assim como, definir suas afinidades petrológicas.
REFERÊNCIAS
AVELAR,V.G.; LAFON, J.M., CORREIA JR., F.C.C., MACAMBIRA, E.M.B., 1999. O magmatismo da região de Tucumã – Província Carajás: Novos resultados Geocronológicos. Revista Brasileira de Geociências , 29(4): 453-460.
BARROS, C.E.M., MACAMBIRA, M.J.B., BARBEY P., SCHELLER T. 2004. Dados isotrópicos Pb-Pb em zircão (evaporação) e Sm-Nd do Complexo Granítico Estrela, Província Carajás, Brasil: implicações petrológicas e tectônicas. Revista Brasileira de Geociências, 34(4): 351-358.
CHAPPELL, B., A.J.R. WHITE, 1974. Two contrasting granite types. Pacific Geology 8: 173-174. DALL’AGNOL, R., J. M. LAFON, L.M. FRAGA, J.SCANDOLARA, C.E.M. BARROS, 2000. The
Precambrian Evolution of the Amazonian Craton: onde of the last Unknown Precambrian Terranes in the World. In: International Geological Congress,31. Rio de Janeiro.
DALL’AGNOL, R., N. P. TEIXEIRA, O. T. RÄMÖ, C. A. V. MOURA, M. J. B. MACAMBIRA & D. C. OLIVEIRA, 2005. Petrogenesis of the
Paleoproterozoic, rapakivi A-type granites of the Archean Carajás metallogenic province, Brazil. Lithos 80(1-4): 101-129.
DALL’AGNOL, R., M. A. OLIVEIRA, J. A. C. ALMEIDA, F. J. ALTHOFF, A. A. S. LEITE, D. C. OLIVEIRA, C. E. M. BARROS, 2006. Archean and Paleoproterozoic granitoids of the Carajás Metallogenic Province, eastern Amazonian Craton. In: Dall’Agnol, R., Rosa-Costa, L.T., Klein, E.L. (Eds.): Symposium on Magmatism, Crustal Evolution, and Metallogenesis of the Amazonian Craton. Belém, PRONEX-UFPASBGNO, 99–150 (Volume and Field Trip Guide).
DALL’AGNOL, R. & D. C. OLIVEIRA, 2007. Oxidized, magnetiteseries, rapakivi-type granites of Carajás, Brazil: implications for classification and petrogenesis of A type granites. Lithos 93(3-4): 215-233.
DOCEGEO, 1988. Revisão litoestratigráfica da Província Mineral de Carajás. In: SBG, Congresso Brasileiro de Geologia, 35, Província Mineral de Carajás-Litoestratigrafia e principais depósitos minerais, Anexo aos anais, CVRD, Belém, p.11-59.
EBY, G.. N., 1992. Chemical subdivision of the A-type granitoids: petrogenetic and tectonic implications. Geology 20(7): 641-644.
FEIO, G.R.L. 2009 Magmatismo granitóide arqueano da região de Canaã dos Carajás: implicações da evolução crustal da Província Carajás. 2009. 87f. Texto do exame de qualificação (Doutorado em Geologia e Geoquímica) - Universidade Federal do Pará, Instituto de Geociências, Belém.
FEIO, G. R. L., R. DALL’AGNOL, 2012. Geochemistry and petrogenesis of the granites from the Canaã dos Carajás area, Carajás province, Brazil: implications for the origin of Archean granites. Lithos 154: 33-52.
FEIO, G. R. L., R. DALL'AGNOL, E. L. DANTAS, M. J. B. MACAMBIRA, J. O. S. SANTOS, F. J. ALTHOFF, J. E. B. SOARES, 2013. Archean granitoid magmatism in the Canaã dos Carajás area: implications for crustal evolution of the Carajás Province, Amazonian craton, Brazil. Precambrian Research 227: 157-185.
FROST, B. R., C. G. BARNES, W. J. COLLINS, R. J. ARCULUS, D. J. ELLIS & C. D. FROST, 2001. A geochemical classification for granitic rocks. Journal of Petrology 42(11): 2033-2048.
GABRIEL, E. O., 2012. Geologia, geoquímica e petrologia magnética dos granitoides Arqueanos da Porção Nordeste de Água Azul do Norte – Província Carajás. Dissertação de Mestrado, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Pará, Belém, 117p.
GOMES, A. C. B., 2003. Geologia, Petrografia e Geoquímica dos granitóides de Canaã dos Carajás, SE do Estado do Pará. Dissertação de Mestrado, Centro de Geociências, Universidade Federal do Pará. 160p.
HUHN, S.B.; MACAMBIRA, M.J.B.; DALL’AGNOL, R. 1999. Geologia e geocronologia Pb/Pb do granito alcalino arqueano Planalto, região da Serra do Rabo, Carajás-PA. In: Simpósio de Geologia da Amazônia, 6, boletim de resumos expandidos, manaus: sbg-nno, v.1, p.463-466, 1999.
LOISELLE, M.C; WONES, D.R. Characteristics and origin of anorogenic granites. Geological Society of America, v.11, p. 468, 1979.
MACHADO, N. et al. U/Pb geochronology of Archean magmatism and basement reactivation in the Carajás area, Amazon Shield, Brazil. Precambrian Research, v.49, p. 329-354, 1991.
MORETO, C. P. N., L. V. S. MONTEIRO, R. P. XAVIER, W. S. AMARAL, T. J. S. SANTOS, C. JULIANI, C. R. SOUZA FILHO, 2011. Mesoarchean (3.0 and 2.86 Ga) host rocks of the iron oxide– Cu–Au Bacaba deposit, Carajás Mineral Province: U–Pb geochronology and metallogenetic implications. Mineralium Deposita 46:789–811.
NASCIMENTO, F.G.C. Petrologia Magnética das associações magmáticas Arqueanas da região de Canaã dos Carajás-PA. 2006. 183f. Dissertação (Geologia e Geoquímica) – Universidade Federal do Pará, Instituto de Geociências, Belém, 2006.
PEARCE, J.A., HARRIS, N.B.W., TINDLE, A.G. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology, v. 25, p. 956-983, 1984.
RAGLAND, P.C.. Basic analytical petrology. New York, Oxiford University Press, 1989, 2v.
ROLLINSON, H. Using geochemical data: evolution, presentation¸ interpretation, New York, Longman, 352f, 1993.
TASSINARI, C.C.G. & MACAMBIRA, M.J.B. 1999. Geochronological provinces of the Amazonian Craton. Episodes, 22(3): 174-182.
SANTOS P. A., G. R. L. FEIO, R. DALL’AGNOL, H. T. COSTI, C. N. LAMARÃO, M. A. GALARZA, 2013. Petrography, magnetic susceptibility and geochemistry of the Rio Branco Granite, Carajás Province, southeast of Pará, Brazil. Revista Brasileira de Geociências 43(1): 2–15.
SANTOS R. D., M. A. GALARZA, D. C. OLIVEIRA, 2012 submetido. Geologia, geoquímica e geocronologia do diopsídio-norito pium, Província Carajás. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi, Belém.
SILVA, A. C., R. DALL’AGNOL, F. V. GUIMARÃES, D. C. OLIVEIRA submetido. Geologia, petrografia e geoquímica de associações tonalíticas e trondhjemíticas arqueanas de Vila Jussara, Província Carajás, Pará. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi, Belém.
STRECKEISEN, A., 1976. Plutonic rocks. Classification and nomenclature recomended by the IUGS Subcommission on the Systematic of Igneous Rocks. Geotimes, v. 18, p. 26- 30.
VASQUEZ M. L., L. T. ROSA-COSTA, C. G. SILVA, P. F. RICCI, J. O. BARBOSA, E. L. KLEIN, E. S. LOPES, E. B. MACAMBIRA, C. L. CHAVES, J. M. CARVALHO, J. G. OLIVEIRA, G. C. ANJOS, H. R. SILVA, 2008. Geologia e Recursos Minerais do Estado do Pará: Sistema de Informações Geográficas – IG: texto explicativo dos mapas Geológico e Tectônico e de Recursos Minerais do Estado do Pará. Organizadores, Vasquez M.L.; Rosa-Costa L.T. Escala 1:1.000.000. Belém: CPRM, 328p.
WHALEN, J. W., K. L. CURRIE, B. W. CHAPPEL, 1987. A-type granites: geochemical characteristics, discrimination and petrogenesis. Contribution to Mineralogy and Petrology 95: 407-419.
