Magmatismo granítico na porção central do domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: geologia e petrologia do Stock Flores (RN)

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(1)Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciências Exatas e da Terra Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica. Dissertação de Mestrado. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). Autora: VIVIANE OLIVEIRA DE SOUZA Orientador: Prof. Dr. ANTÔNIO CARLOS GALINDO. Dissertação n.º 168/PPGG. Natal-RN, Abril de 2016..

(2) Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Ciências Exatas e da Terra Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica. Dissertação de Mestrado. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). Autora: VIVIANE OLIVEIRA DE SOUZA. Dissertação apresentada em 29 de Abril de 2016, para obtenção do título de Mestre em Geodinâmica e Geofísica, com área de concentração em Geodinâmica pelo Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica da UFRN.. Comissão Examinadora: Dr. Antônio Carlos Galindo (orientador-DG-PPGG-UFRN) Dr. Marcos Antônio Leite do Nascimento (DG-PPGG-UFRN) Dr. Vladimir Cruz de Medeiros (CPRM-SGB) Dr. Frederico Castro Jobim Vilalva (DG-UFRN). Natal-RN, Abril de 2016.

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(4) i. RESUMO. A fase final da orogenêse Brasiliana / Pan-Africana, na Província Borborema, NE do Brasil, é caracterizada por um intenso magmatismo granítico, em cujo contexto insere-se o stock granítico Flores. O presente trabalho tem como objetivo a caracterização geológica, petrográfica, geoquímica e petrológica do stock Flores. Para efetivar a investigação, foram realizadas etapas de campo, preparação e descrição de secções delgadas bem como tratamento de amostras para análises químicas. O stock localiza-se próximo a cidade de Afonso Bezerra, na porção centro-norte do Rio Grande do Norte, geologicamente inserido no contexto do Domínio Rio Piranhas-Seridó, ocorre alongado na direção NW expondo uma área aflorante de 8 km2. Sua morfologia é ressaltada por extensos paredões constituídos por conjuntos de matacões, os quais compõem as bordas do stock, destacandoo facilmente do relevo regional. É intrusivo em rochas gnáissicas paleoproterozoicas, relacionadas ao Complexo Caicó, e augen gnaisses da suíte Poço da Cruz (borda NW). As rochas do stock Flores são monzogranitos equigranulares hololeucocráticos, sendo possível distinguir duas fácies em função de seus aspectos texturais: Flores Tipo I, composta por rochas equigranulares média de coloração rosada, caracterizada pelos matacões; Flores Tipo II, com rochas equigranulares fina de coloração acinzentada a rosada, exibindo relevo arrasado na porção S/SE do stock. Localmente na fácies Tipo II, ocorrem enclaves de rochas dioríticas exibindo feições de coexistência de magmas (mixing e migling), além de enclaves do tipo schlieren elipsoidais, sendo estes interpretados como estruturas magmáticas formadas por convecção magmática causada por plumas termais. Os monzogranitos exibem paragênese essencial composta por quartzo, K-felspato e plagioclásio, que usualmente somam mais de 90% modal. Biotita é o mineral máfico principal. Também ocorrem titanita, allanita, apatita, zircão, minerais opacos. Fluorita, clorita, epídoto granular, mica branca e carbonato ocorrem como minerais tardios, os quais são relacionados a fluídos em estágio subsolidus. As análises geoquímicas evidenciam a natureza evoluída das rochas do stock bem como sua afinidade alcalina. Altos teores em SiO2 (71,43-74,87%), Na2O+K2O (8,269,08%) e Al2O3 (12,99-13,93%) e empobrecimento em MgO (<0,5%), CaO (≤1,4%), Fe2O3.

(5) ii. (<2,3%) e TiO2 (<0,4%) refletem o caráter peraluminoso e leucocrático das rochas, corroborado pelos baixos teores de minerais máficos (< 6%). Diferentes diagramas discriminantes de séries/associações magmáticas atestam a afinidade alcalina das rochas do stock Flores, bem como sua analogia com granitos tipo-A. O espectro do diagrama de ERTs exibe um moderado grau de enriquecimento de ETRL em relação aos ETRP, com razões LaN/YbN entre 4,59% e 30,85% e forte anomalia negativa de Eu, característico de rochas crustais e de granitos tipo-A. Diagramas geoquímicos discriminantes de ambiente tectônico sugerem uma assinatura pós-colisional para o stock Flores. Tais dados são coerentes com a idade U-Pb 553±4 Ma encontrada para o Flores, colocando-o dentro do contexto tardi a pós-orogênico da orogênese Brasiliana / Pan-Africana na Província Borborema.. Palavras-Chave: Domínio Rio Piranhas-Seridó; stock Flores; Granitos Tipo-A..

(6) iii. ABSTRACT. The final phase of Brasiliano/Pan-African orogeny in the Borborema Province, NE Brazil, is marked by widespread granitic magmatism, in which setting the Flores stock is included. The present study aims to characterize the geological, petrographic, geochemical and petrogenetic aspects of this pluton. In order to develop the investigation, field work, thin section preparation and description and sample treatment for chemical analysis were carried out. The stock is located near the city of Afonso Bezerra, central-north of Rio Grande do Norte state, geologically enclosed in the Rio Piranhas-Seridó Domain. The pluton is elongated in the NW direction and has an outcrop area about 8 km 2. Its morphology is highlighted by long cliffs made up by sets of boulders, which compose the borders of the stock, clearly contrasting it from the regional topography. It intrudes the paleoproterozoic gneissic rocks related to the Caicó Complex and augen gneisses of the Poço da Cruz suite (NW border). Rocks of the Flores stock are equigranular, hololeucocratic monzogranites, being possible to distinguish two facies, according to their textural aspects: Flores Type I, made up by monzogranite of medium texture and pink in color, characterized by the boulders; Flores Type II, with fine equigranular rocks, greyish to pinkish in color, exhibiting denudated relief in the S/SE portion of the stock. Locally in Type II facies, there are dioritic enclaves displaying features of magma coexistence (mixing and mingling), in addition to ellipsoidal schlieren enclaves, the latter being interpreted as magmatic structures formed by magmatic convection triggered by thermal plumes. The monzogranites exhibit essential paragenesis composed of quartz, K-feldspar and plagioclase, which usually add over 90% modal. Biotite is the main mafic mineral. Titanite, allanite, apatite, zircon and opaque minerals also occur. Fluorite, chlorite, granular epidote, white mica and carbonate appear as late minerals, which are related to fluids in subsolidus stage. Geochemical analyzes attest the evolved nature of the stock rocks as well as their alkaline affinity. High levels of SiO2 (71.43 to 74.87%), Na2O + K2O (8.26 to 9.08%) and Al2O3 (12.99 to 13.93%) and depletion of MgO (<0 5%), CaO (≤1,4%), Fe2O3 (<2.3%) and.

(7) iv. TiO2 (<0.4%) witness the peraluminous and leucocratic character of the rocks, which is supported by low levels of mafic minerals (<6%). Distinct discriminant diagrams of magmatic series/associations confirm the alkaline affinity of rocks of the Flores stock and their analogy with A-type granites. The REE’s diagram spectrum exhibits moderate LREE enrichment relative to HREE, with LaN / YbN ratios between 4.59% and 30.85% and strong negative Eu anomaly, characteristic of crustal rocks and A-type granites. Geochemical discriminant diagrams of tectonic setting point out a post-collisional signature for the Flores stock. These data are consistent with U-Pb age of 553±4 Ma given by the Flores, inserting it within the tardi to post-orogenic context of the Brasiliana / PanAfrican orogeny in the Borborema Province.. Keywords: Rio Piranhas-Seridó Domain; stock Flores; A-Type granite..

(8) v. AGRADECIMENTOS. Agradeço a Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), ao Programa de Pós-Graduação em Geodinâmica e Geofísica (PPGG) e ao Departamento de Geologia (DGeo) pela oportunidade e infraestrutura concedida. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão de bolsa de Mestrado. Ao meu orientador, Prof. Dr. Antônio Carlos Galindo pela paciência, dedicação, e por sua incansável busca pelo conhecimento, me proporcionado um aprendizado acadêmico e humano ímpar. Ao corpo docente e técnico do PPGG e DGeo. A minha família pelo amor e suporte necessário. Aos meus amigos que me ajudaram, direta ou indiretamente, em especial Tércia, Antomat, Allyson e Alanny..

(9) vi. SUMÁRIO DA DISSERTAÇÃO. RESUMO................................................................................................................................ i ABSTRACT ......................................................................................................................... iii AGRADECIMENTOS .......................................................................................................... i LISTA DE FIGURAS........................................................................................................ viii LISTA DE TABELAS ......................................................................................................... xi 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 1 1.1 Apresentação e Objetivos ................................................................................................. 1 1.2 Localização da Área .......................................................................................................... 2 1.3 Estratégia Metodológica ................................................................................................... 3. 2. GEOLOGIA REGIONAL ............................................................................................... 4 2.1 Introdução ......................................................................................................................... 4 2.2 Domínio Rio Piranhas-Seridó .......................................................................................... 5 2.2.1 Complexo Caicó ................................................................................................... 5 2.2.2 Suíte Poço da Cruz .............................................................................................. 6 2.2.3 Grupo Seridó ........................................................................................................ 6 2.3 Magmatismo Ediacarano no Domínio Rio Piranhas-Seridó ......................................... 7 2.3.1 Suíte Shoshonítica (Shos) .................................................................................... 8 2.3.2 Suíte Calcioalcalina de alto K Porfirítica (CalcKP) ......................................... 9 2.3.3 Suíte Calcioalcalina de Alto K Equigranular (CalcKEq) ................................ 9 2.3.4 Suíte Calcioalcalina ............................................................................................. 9 2.3.5 Suíte Alcalina (Alc) ............................................................................................ 10 2.3.6 Suíte Alcalina Charnoquítica (AlcCh) ............................................................. 10. 3 - GEOLOGIA LOCAL ................................................................................................... 11 3.1 – Considerações Iniciais ................................................................................................. 11 3.2 - O Complexo Gnáissico-migmatítico ............................................................................ 11 3.3 – Augen Gnaisse Porfirítico ........................................................................................... 13 3.4 – O Granito Flores .......................................................................................................... 13 3.5 - Coberturas sedimentares e magmatismo básico Cenozoicos .................................... 19. 4. PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES ............................................ 20 4.1 Comentários Iniciais ....................................................................................................... 20 4.2 Composições Modais e Classificação ............................................................................. 20.

(10) vii 4.3 Paragêneses Minerais do Granito Flores ...................................................................... 22 4.3.1 Paragênese Félsica ............................................................................................. 22 4.3.2 Paragênese Máfica ............................................................................................. 24 4.4 Considerações Acerca das Paragêneses e Texturas ..................................................... 25 4.5 Sequência de Cristalização ............................................................................................. 26. 5. LITOGEOQUÍMICA DO STOCK FLORES ............................................................... 27 5.1 Caracterização Litogeoquímica ..................................................................................... 27 5.2 Elementos Maiores e Traços .......................................................................................... 27 5.3 Diagramas de ETR e Multielementos............................................................................ 32 5.4 O Stock Flores no Contexto de Séries Magmáticas ...................................................... 35 5.4.1 Saturação em Alumina ...................................................................................... 35 5.4.2 Discriminantes de Séries Magmáticas.............................................................. 35 5.4.3 Definição de Ambientes Tectônicos .................................................................. 38 5.4.4 Tipologia de Granitos ........................................................................................ 39 5.5 Considerações Sobre Temperatura e Pressão Durante a Cristalização ..................... 41 5.5.1Condições de Cristalização ................................................................................ 41. 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................................... 43 7. REFERÊNCIAS ............................................................................................................. 47 8. Anexo ............................................................................................................................... 57 8.1 - Artigo: “O stock Flores: Exemplo de magmatismo granítico tipo-A no Domínio Rio Piranhas-Seridó, NE da Província Borborema” ................................................................ 57.

(11) viii. LISTA DE FIGURAS Capítulo 1- Introdução Figura 1.1 - Mapa de Localização da área estudada Modificado de Mapas Multimodais RN – ........ 3. Capítulo 2- Geologia Regional Figura 2.1 - Esboço da Província Borborema com destaque para a área de ocorrência do stock Flores (Medeiros, 2008).. 5. Figura 2.2– Destaque para o arcabouço geológico do Domínio Rio Piranhas - Seridó, NE da Província Borborema, com ênfase no magmatismo Ediacarano a Cambriano (Modificado de Nascimento et al,. 2015).. 8. Capítulo 3- Geologia Local Figura 3.1 – Mapa geológico do stock granítico Flores ................................................................... 12 Figura 3.2 - Aspecto geral dos ortognaisses do embasamento destaque para as dobras isoclinais. .. 11 Figura 3.3 - Augen gnaisses (Suíte Poço da Cruz.) A) Detalhe da textura porfirítica da rocha caracterizada pelos fenocristais de K-feldspatos; B) Aspecto geral da rocha utilizada como granito ornamental. ...................................................................................................................................... 13 Figura 3.4 -Destaque para a região arrasada dentro do stock granítico Flores. Imagem de satélite Landsat 5-TM em composição colorida das bandas RGB 7-5(Razão 5/1) com equalização de histogramas. ...................................................................................................................................... 14 Figura 3.5 - Caracterização das rochas do stock granítico Flores em duas fácies: Flores Tipo I (A) e Flores Tipo II (B) Figura 3.5 - Caracterização das rochas do stock granítico Flores em duas fácies: Flores Tipo I (A) e Flores Tipo II (B).A: Imagem de satélite Geoeye evidenciando rochas em alto relevo da fácies Flores Tipo-I; A’: Conjunto de matacões, característico do stock; A’’: Rocha equigranular de textura média e cor rosa, representativa da fácies Flores Tipo-I; B: Imagem de satélite Geoeye evidenciando região de baixo relevo associada a fácies Flores Tipo-II; B’: Região arrasada do corpo na qual ocorrem a fácies Flores Tipo-II; B’’: Aspecto geral das rochas exibindo granulometria fina, cor acinzentada e vários enclaves máficos. ...................................................... 15.

(12) ix Figura 3.6 – Enclaves máficos do stock Flores. Afloramento VF-30. A) Bolsão de enclave máfico diorítico; B) Feições de mingling e mixing magmáticos evidenciando diferentes composições magmáticas atuantes na câmara do stock Flores; C) Destaque para área afetada em migling e mixing magmático ......................................................................................................................................... 16 Figura 3.7 – Estruturas de schlieren elipsoidais indicando processos de convecção magmática na câmara.. (A e B) Schlieren elipsoidais exibindo um núcleo máfico circundado por um ou mais. com anéis concêntricos fechados- Af. VF-52; (C e D) Corte dos schlieren elipsoidais não exibindo o núcleo máfico - Af. VF-54 ................................................................................................................. 17 Figura 3.8 – Modelo para a gênese dos schlieren elipsoidais. A) Modelo de convecção magmática causada por pluma magmática (Weinberg et al., 2001). B) Bloco diagrama idealizado a partir da Figura A para as estruturas elipsoidais do corpo Flores (este trabalho). ........................................... 18. Capítulo 4- Petrografia e Texturas do stock Flores Figura 4.1- Classificação das rochas plutônicas estudadas com base nos diagramas QA+PM e QAP (Streckeisen, 1976; Le Maitre, 2002). ............................................................................................... 21 Figura 4.2 – Fotomicrografias dos minerais que compõem a paragênese félsica do stock Flores, em nicóis cruzados A) Cristal zonado de Plagioclásio (Pl) com centro mais cálcico exibindo processo de saussuritização- VF-05; B) Textura mirmequítica desenvolvida no contato do K-feldspato (Kf) com plagioclásio- VF-05; C) Cristal de K-feldspato apresentando textura pertítica do tipo filetesVF-31 E) Cristal de K-feldspato com textura granofírica. VF-05..................................................... 23 Figura 4.3- Fotomicrografias dos minerais que compõem a paragênese máfica do stock Flores em nicóis paralelos A) Cristal de allanita (Al) em processo de metamictização, ao lado cristal de biotita totalmente transmutada para clorita (Cl) – VF-31; B) Cristal de biotita com inclusão de opaco euédrico (magnetita)- VF-31; C) Cristais de Fluorita (Fl) subédricos exibindo crescimento intersticial – VF-52B. ........................................................................................................................ 25 Figura 4.4 – Sequência de cristalização da assembleia mineral do stock Flores ............................... 26. Capítulo 5- Litogeoquímica do stock Flores Figura 5.1- Diagramas tipo Harker exibindo predominantemente tendência negativa para os elementos maiores com exceção do Na2O que apresenta dispersão dos dados ................................. 30.

(13) x Figura 5.2 – Diagramas tipo Harker para elementos traços (ppm) exibindo dispersão para as mostras com exceção do Zr que exibe correlação negativa (compatível) ...................................................................31 Figura 5.3 - Diagramas de diferentes elementos terras raras e traços, para as rochas do stock Flores. (A) Espectro de ETR com valores normalizados em relação ao condrito de Evensen et al. (1978). (B)- Espectro de multielementos com valores normalizados em relação ao condrito de Thompson (1982). ............................................................................................................................ 34 Figura 5.4 - Classificação das amostras do stock Flores segundo o índice de Shand (Maniar & Piccoli, 1989). ................................................................................................................................... 35 Figura 5.5 Diagramas utilizados na definição de séries magmáticas do stock granítico Flores. (A) Total de álcalis versus sílica (Lameyre, 1987), linha tracejada, delimitando campos alcalinos e subacalino, segundo Myashiro (1978); (B) R1 versus R2 (De La Roche et al.,1980); (C) Rogers e Greenberg (1981); (D) Wright (1969) com abscissas diferenciadas; (E) Sylvester (1989); (F) Frost et al. (2001). ..................................................................................................................................... 37 Figura 5.6- Diagramas utilizados na definição de ambientes tectônicos para as rochas do stock Flores. A) Rb versus Y+Nb (Pearce, 1996); B) Rb/30 – Hf – Ta (Harris et al., 1986); C) Diagrama multielementos com envelope para granitos pós-colisionais (Pearce et al., 1984). ......................... 38 Figura 5.7 - Diagramas para classificação de granitos Tipo-A (Nardi e Bitencourt, 2009). (A) Eixos FeOT/(FeOT+MgO) versus [(Na2O/62 + (K2O/94)] / (Al2O3/102); (B) Eixos Ga/(Al2O3*0.52) versus (Zr + Y + Ce + Nb). .......................................................................................................................... 40 Figura 5.8 - Diagramas utilizados para a classificação de granitos Tipo-A oxidados e reduzidos (Dall’gnoll e Oliveira, 2007. (A) FeOT/(FeOT+MgO) versus Al2O3; (B) FeOT/(FeOT+MgO) vs. Al2O3/ (K2O/Na2O)............................................................................................................................ 40 Figura 5.9 - Diagramas ternários Qz-Ab-Or com base na norma CIPW para as rochas do stock Flores. (A) Diagrama de pressão (Tuttle e Bowen, 1958) exibindo distribuição dos dados entre 3 a 5 kbar de pressão. (B) Diagrama de temperatura (Luth et al., 1964) exibindo distribuição dos dados na isoterma de 680o. ............................................................................................................................... 41 Figura 5.10 - Diagramas para obtenção de temperaturas de cristalização do magma do stock Flores.(A) Diagrama P2O5 versus SiO2 (Watson e Harisson 1984) com as isotermas que refletem as temperaturas de cristalização das apatitas. (B) Diagrama Zr versus (Na+K+2Ca)/Al*Si (Watson e Harrison, 1983)com as isotermas que refletem as temperaturas de cristalização dos zircões. .......... 42.

(14) xi. Capítulo 6- Considerações Finais Figura 6.1 – Diagramas binários de variação para elementos maiores e menores com os campos dos granitos alcalinos (polígonos tracejados) segundo Nascimento et. al. (2015) e plote das amostras do stock Flores: (A) SiO2 versus Al2O3; (B) SiO2 versus Na2O; (C) SiO2 versus K2O; (D) SiO2 versus Ba; (E) SiO2 versus Rb (F) SiO2 versus Sr ........................................................................................ 46. LISTA DE TABELAS Capítulo 4- Petrografia e Texturas do stock Flores Tabela 4.1 - Composição modal das rochas que compõem o stock Flores. Q=Quartzo, A=Feldspato alcalino, P=Plagioclásio .................................................................................................................... 21. Capítulo 5- Litogeoquímica do stock Flores Tabela 5.1- Composição química para as rochas do stock Flores (A) Elementos maiores em % em peso; (B) Elementos traços em ppm;(C) minerais normativos CIPW em % peso ............................ 28 Tabela 5.2 - Análise de elementos terras raras para as amostras do stock Flores............................ 33.

(15) Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do stock Flores (RN). INTRODUÇÃO.

(16) INTRODUÇÃO. SOUZA, V.O.. 1. INTRODUÇÃO 1.1 Apresentação e Objetivos No extremo nordeste da Província Borborema (Almeida et al. 1977; 1981), a orogênese brasiliana é caracterizada por uma intensa granitogênese geralmente associada a zonas de cisalhamento transcorrentes . No Estado do Rio Grande do Norte, ocorrem cerca de 180 corpos neoproterozoicos, de acordo com mapas geológicos existentes (Angelim et. al. 2006). O stock granítico Flores, objeto deste estudo, localiza-se na porção central do estado, situado a Sul da cidade de Afonso Bezerra, e geologicamente está inserido no Domínio Rio Piranhas-Seridó. Maia (2004) desenvolveu um trabalho no stock Flores contribuindo com a cartografia e petrografia do mesmo, mas focando o seu trabalho na caracterização tecnológica do então denominado “granito ornamental Vermelho Flores”. O presente trabalho tem como objetivos: i.. revisão da cartografia geológica do stock, a partir de processamento digital em imagens de sensores remotos e novos dados adquiridos em trabalhos de campo;. ii.. revisão/complementação dos aspectos petrográficos, com a descrição de novas seções delgadas, a análise modal das mesmas, e considerações microtexturais petrogenéticas;. iii.. e principalmente, caracterizar a petrologia e geoquímica das rochas do stock, de forma a buscar interpretações petrogenéticas que permitam contribuir para a evolução e compreensão dos conhecimentos do plutonismo tardi a pós Orogênese Brasiliana na porção nordeste da Província Borborema.. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN).

(17) INTRODUÇÃO. SOUZA, V.O.. 1.2 Localização da Área A área de estudo situa-se na porção central do RN, a Sul da cidade de Afonso Bezerra (Figura 1.1). Geograficamente está limitada pelas coordenadas 36º 32' 12" W, 36º 32' 08" W, 5º 35' 37" S , 5º 32' 28" S. O acesso á área de estudo pode ser feito partindo-se de Natal pela BR-304 até a cidade de Angicos, posteriormente, seguindo pela RN-263 (Angicos - Afonso Bezerra) até as proximidades Fazenda Flores, e partir daí por estradas secundárias.. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN).

(18) INTRODUÇÃO. SOUZA, V.O.. Figura 1.1 - Mapa de Localização da área estudada - Modificado de Mapas Multimodais RN – DNIT. 1.3 Estratégia Metodológica A metodologia adotada neste trabalho envolve os materiais e métodos descritos a seguir. Etapa 1 (Pré-campo; Gabinete) i. Levantamento bibliográfico referente aos contextos geológicos regional e da área do stock Flores;. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN).

(19) INTRODUÇÃO. SOUZA, V.O.. ii. Levantamento do acervo cartográfico pré-existente, disponível no GEOBANK-CPRM (Serviço Geológico do Brasil); imagens de sensores remotos orbitais LANDSAT, CBERS, e SRTM disponíveis nos catálogos online do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), NASA (Agência Espacial Americana) e IBGE. (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística); iii. Organização dos dados pré-existentes em uma base de dados georreferenciada utilizando o aplicativo ArcGIS 10.0 e aplicação de técnicas de processamento digital de imagens; iv. Desenvolvimento de mapas pré-campo. Etapa 2 (Campo) v. Reconhecimento de vias de acesso e localidades, buscando a melhoria da cartografia em adequação para a escala de trabalho; vi. Análise macroscópica e mesoscópica em afloramentos com o objetivo de identificar variações faciológicas e texturais, caracterizar relações de contato e identificar feições estruturais; vii. Coleta de amostras para confecção e descrição de seções delgadas, e para aquisição de dados analíticos geoquímicos (elementos maiores, traços e terras raras). Etapa 3 (Pós-campo; Gabinete) viii. Descrição petrográfica e contagem de pontos utilizando microscópio ótico; ix. Preparação de amostras para análises químicas; x. Caracterização geoquímica; xi. Integração e tratamento dos dados obtidos em campo e em laboratório, gerando mapas, gráficos e interpretações; xii. Redação da dissertação de mestrado e de artigo(s) para periódicos com Qualis CAPES.. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN).

(20) Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do stock Flores (RN). GEOLOGIA REGIONAL.

(21) GEOLOGIA REGIONAL. SOUZA, V.O.. 2. GEOLOGIA REGIONAL 2.1 Introdução A Província Borborema (PB) é uma unidade geotectônica localizada na porção extremo nordeste do Brasil, ocupa uma área em torno de 500.000 Km² e foi originalmente definida por Almeida et al. (1977) como uma zona densamente afetada pela Orogênese Brasiliana, no final do Neoproterozoico. Possui um embasamento arqueano a paleoproterozoico, faixas metassupracrustais dobradas e numerosos corpos plutônicos neoproterozoicos controlados por zonas de cisalhamento.. Delgado et al. (2003). subdividem essa unidade em três subprovíncias: a Subprovíncia Meridional, limitada pelo lineamento Pernambuco a norte e pelo Cráton do São Francisco a sul; a Subprovíncia da Zona Transversal, limitada a norte e a sul respectivamente pelos lineamentos Patos e Pernambuco; e a Subprovíncia Setentrional posicionada a norte do lineamento Patos. Santos (1996, 2000) e Santos et al., (1999) compartimentaram a Província Borborema em domínios (ou super-terrenos) e terrenos delimitados por falhas ou zonas de cisalhamento. Nesse contexto dentro da subprovíncia setentrional são caracterizados vários terrenos ou domínios geológicos separados por extensas e expressivas zonas de cisalhamento transcorrentes destrais (cinemática) de direção NNE-SSW, a exemplo da Zona de Cisalhamento Portalegre (ZCPa) e Picuí-João Câmara (ZCPJC). Estas se encontram no estado do Rio Grande do Norte, sendo reconhecida como um importante marcador na divisão de domínios geológicos, delimitando os domínios Jaguaribeano, Rio Piranhas-Seridó e São José do Campestre (Figura 2.1). A ZCPa e ZCPJC são registradas tanto nas idades dos terrenos que as circundam, bem como por anomalias geofísicas (confirmados por dados gravimétricos e aeromagnéticos), justapondo terrenos geológicos com diferentes assinaturas geofísicas (Cavalcante et al., 1998; Cavalcante, 1999; Campelo, 1999; Oliveira, 2008; Fuck et. al., 2013). O stock Granito Flores, objeto de estudo, localizase no domínio Rio Piranhas- Seridó.. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 4.

(22) GEOLOGIA REGIONAL. SOUZA, V.O.. Figura 2.1 - Esboço da Província Borborema com destaque para a área de ocorrência do stock Flores (Medeiros, 2008).. 2.2 Domínio Rio Piranhas-Seridó Neste domínio estão sendo englobados os litotipos pré-cambrianos posicionados entre as zonas de cisalhamento Portalegre (limite leste) e Picuí-João Câmara (limite oeste). Neste contexto foram cartografados litotipos dos Complexo Caicó, Suíte Poço da Cruz, Grupo Seridó e granitoides ediacaranos (Medeiros, 2008). 2.2.1 Complexo Caicó A concepção do Complexo Caicó remonta aos trabalhos de Meunier (1964) e Ferreira e Albuquerque (1969) efetuados nas adjacências da cidade homônima. O Complexo Caicó (Paleoproterozoico) consiste em ortognaisses equigranulares ou augen, anfibolitos, rochas metavulcânicas e metassedimentares (Jardim de Sá, 1994). Os ortognaisses têm composição variando de gabro-diorítica a granítica, e quimismo Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 5.

(23) GEOLOGIA REGIONAL. SOUZA, V.O.. calcioalcalino de alto potássio, e idades Rb-Sr, U-Pb, Pb-Pb e Sm-Nd entre 2,25 e 2,15 Ga (Hackspacher et al., 1990; Legrand et al., 1991; Macedo et al., 1991; Dantas, 1992, Van Schmus et al., 1995; Souza et. al., 2007) definindo uma idade Riaciana para este magmatismo, sendo interpretados como derivados do manto enriquecido, em um contexto de acresção crustal. 2.2.2 Suíte Poço da Cruz Esta terminologia foi utilizada por Ferreira (1998) para englobar a suíte designada originalmente como granitoides do tipo G2 por Jardim de Sá et al. (1981). A suíte é constituída, principalmente, por augen gnaisses com porfiroclastos de feldspato com proporções variadas de biotita e mais raramente anfibólio. A idade Orosiriana para esta suíte foi assinalada a partir de uma datação U-Pb em zircão de 1,93 ± 12 Ga obtida por Legrand et al. (1991) em augen gnaisses da região de Angicos (RN) e uma idade Pb-Pb em zircão de 1,90 ± 10 Ga obtida por Jardim de Sá (1994) em augen gnaisses posicionados a nordeste de Cerro Corá (RN). Recentemente Hollanda (2011) datou os plutons São José do Seridó, Santana dos Matos e Antônio Martins obtendo respectivamente as idade riacianas de 2,25; 2,21 e 2,17 Ga evidenciando que essa suíte é indistinguível isotopicamente do complexo Caicó. Valores similares foram encontrados por Medeiros et. al., (2012) em augens gnaisses da região de Florânia e Genezaré. Dessa maneira, essa suíte teria sua gênese ligada ao rifteamento, envolvendo o processo de acréscimo continental a partir da reciclagem da crosta mais antiga. A assinatura geoquímica desta unidade foi interpretada por Jardim de Sá (1994) como de uma suíte K-calcialcalina com membros subalcalinos, onde os termos ácidos teriam sido gerados a partir de fusão crustal, associada a um ambiente orogênico, sin a tardi colisional. 2.2.3 Grupo Seridó Estudos relativos à geologia desta unidade remontam a trabalhos pioneiros na região do Seridó, tais como Ebert (1969 e 1970), Ferreira e Albuquerque (1969), Santos (1973), dentre outros. Jardim de Sá e Salim (1980) e Jardim de Sá (1984) dividiram o Grupo Seridó nas formações Jucurutu, Equador e Seridó, respectivamente da base para o topo, envolvidas num mesmo megaciclo sedimentar, com ausência de discordâncias regionais. Outras propostas foram sugeridas na literatura, onde os pesquisadores consideram a existência de Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 6.

(24) GEOLOGIA REGIONAL. SOUZA, V.O.. uma discordância significativa entre os metaconglomerados da região de Parelhas (RN) e os quartzitos da Formação Equador, tal como apresentado por Archanjo e Salim (1986). As formações pertencentes ao grupo Seridó são caracterizadas da seguinte forma: Formação Jucurutu contém paragnaisses predominantes, com intercalações de mármore, quartzito, mica xisto, rocha calcissilicática e metavulcânica. A Formação Equador compõese de quartzito (predominante), metaconglomerado e paragnaisse. A Formação Seridó é composta por micaxisto e, subordinadamente, metagrauvaca, mármore e rocha metavulcânica. Análises isotópicas U-Pb (SHRIMP) em zircões permitiram a determinação da idade de deposição do grupo entre 610 - 650 Ma. (Van Schmus, 2003). Valores similares foram obtidos por Hollanda et.al. (2015) em metapelitos da Formação Seridó. 2.3 Magmatismo Ediacarano no Domínio Rio Piranhas-Seridó O ciclo Brasiliano corresponde na Província Borborema ao processo final de consolidação continente Gondwana. Durante esse processo houve a exumação ou colapso dos orógenos, acompanhada de ativa erosão, intrusões e vulcanismo pós-colisionais, formação de riftes e bacias de molassa, processos que se estenderam de cerca de 620 (Ediacarano) a 460 Ma (Ordoviciano Médio), segundo Hasui (2010). Entre as características marcantes da tectônica Brasiliana na Província Borborema está à atividade plutônica Ediacarana (635 a 541 Ma), sendo representada por diversos batólitos, stocks e diques (Figura 2.2), ocorrendo com características texturais, petrográficas, geoquímicas e geocronológicas distintas. Vários foram os pesquisadores que se dedicaram a classificação dessas rochas usando desde parâmetros tectônicos (Almeida et al., 1967; Brito Neves e Pessoa, 1974; Santos e Melo, 1978), estruturais (Jardim de Sá, 1981) e geoquímicos (Sial 1987, Galindo et al., 1997a, 1997b, Hollanda 1998, Nascimento et al., 2000, 2008 e 2015).Nascimento et.al. (2015) identificaram nos domínios Rio Piranhas-Seridó e São José do campestre seis unidades plutônicas (Figura 2.2) denominadas de Shoshonítica (Shos), Calcioalcalina de alto K Porfirítica (CalcKP), Calcioalcalina de alto K Equigranular (CalcKEq), Calcioalcalina (CalcAlc), Alcalina (Alc) e Alcalina Charnoquítica (AlcCh).. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 7.

(25) GEOLOGIA REGIONAL. SOUZA, V.O.. Figura 2.2– Destaque para o arcabouço geológico do Domínio Rio Piranhas-Seridó, NE da Província Borborema, com ênfase no magmatismo Ediacarano a Cambriano (Modificado de Nascimento et al. 2015).. 2.3.1 Suíte Shoshonítica (Shos) Compreende rochas de composição variando, desde termos gabro/diorito a quartzo monzonito, com textura fina a média, equigranular ou inequigranular. A mineralogia máfica é representada desde augita, diopsídio e/ou hiperstênio, nas rochas menos evoluídas até hornblenda e biotita, nas rochas mais evoluídas. Os minerais acessórios mais comuns são titanita, opacos (magnetita e/ou ilmenita), zircão e apatita. São rochas com variação de SiO2 entre 46,7 e 61,5% e elevados teores de Fe2O3t (4,9-14,9%), MgO (0,4-11,9%) e CaO (3,09,9%). Essa rochas são classificadas como metaluminosas através do índice de Shand (Maniar e Piccoli, 1989). Geocronologicamente essa suíte apresenta um conjunto de idades U-Pb com intervalo entre 579 e 599 Ma.. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 8.

(26) GEOLOGIA REGIONAL. SOUZA, V.O.. 2.3.2 Suíte Calcioalcalina de alto K Porfirítica (CalcKP) Compreende rochas de composição variando desde monzogranitos a quartzo monzonitos onde a mineralogia máfica é composta por biotita e anfibólio, exibindo titanita, epidoto, alanita, zircão, apatita e opacos, como minerais acessórios. Texturalmente essa suíte destaca-se por apresentar fenocristais de K-feldspato que podem alcançar 15 cm de comprimento. A suíte CalcKP mostra uma variaçãode SiO2 entre 62,0 e 76,2%, sendo enriquecida em álcalis (K2O+Na2O=7,4-10,8%), compreende rochas com características geoquímicas transicionais entre rochas de associações classificadas. pelo. índice. de. Shand. como. calcioalcalina e alcalina e é. rochas. meta. a. peraluminosas.. Geocronologicamente essa suíte apresenta um conjunto de idades U-Pb (zircão e titanita) com intervalo 571 e 591 Ma. 2.3.3 Suíte Calcioalcalina de Alto K Equigranular (CalcKEq) Composicionalmente são essencialmente monzogranitos, equigranulares ou microporfiríticos, de textura média a fina. A mineralogia essencial é composta por plagioclásio (oligoclásio), microclina e quartzo. A mineralogia acessória é composta por biotita (± anfibólio), titanita, epídoto, apatita, zircão, alanita, opacos e turmalina. Geoquimicamente esta suíte assemelha-se à CalcKP, exibindo SiO2 entre 66,7 e 76,5%, com altas razões K2O/Na2O (0,8 – 4,4%). Geocronologicamente essa suíte apresenta um conjunto de idades U-Pb que variam entre 541 e 572 Ma, posicionando essas rochas no final do Ediacarano. Com base em dados anteriores (Maia, 2004) Nascimento et. al. (2008, 2015) classificaram o stock granítico Flores como pertencente a essa suíte. 2.3.4 Suíte Calcioalcalina Compreende rochas que variam desde granodioritos a tonalitos de textura média a grossa, exibindo fenocristais de plagioclásio. Os minerais essenciais são quartzo, microclina e plagioclásio (andesina), a mineralogia acessória é composta por biotita, anfibólio, titanita, alanita, zircão e opacos. Possui conteúdo de SiO2 entre 60,5% e 67,9%, apresentam afinidade calcioalcalina e são classificadas como metaluminosas a peraluminossas segundo o índice de Shand.. Somente um corpo classificado como. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 9.

(27) GEOLOGIA REGIONAL. SOUZA, V.O.. pertencente a essa suíte foi datado, o pluton Serra da Garganta obtendo idade de 598 ± 3 Ma (Nascimento et al., 2016), através do método U-Pb em zircão (Shrimp). 2.3.5 Suíte Alcalina (Alc) Compreende rochas que variam desde álcali-feldspato granitos a quartzo álcali feldspato sienito com sienogranitos subordinados. Exibem textura fina a média, equigranular. A mineralogia máfica pode conter principalmente clinopiroxênio (aegirinaaugita), podendo ainda apresentar granada do tipo andradita. O plagioclásio normalmente é sódico (An. 0-10),. somente aumentando o teor de cálcio (An > 5) quando está associado a. granada (Nascimento et. al., 2015). Os minerais acessórios mais comuns são titanita, apatita, zircão, alanita e opacos (magnetita e ilmenita). Essa suíte mostra variação na quantidade de SiO2 entre 67,8 e 76,9%, com forte enriquecimento em álcalis (Na2O+K2O=8,6-11,7%), e acentuado empobrecimento em CaO (<1,5%) e MgO (<0,5%). Geoquimicamente são rochas com afinidade alcalina e classificadas como meta a peraluminosas segundo o índice de Shand. Recentemente a fácies alcalina do pluton Japi foi datada pelo método U-Pb em zircão (ICP-MS laser Ablation) em 599± 3 Ma (Souza et. al., 2015). 2.3.6 Suíte Alcalina Charnoquítica (AlcCh) Composta por quartzo mangeritos e charnoquitos de textura fina a média, inequigranulares. A assembleia máfica pode conter olivina (faialita), hedenbergita, hornblenda Fe-edenítica e biotita. O K-feldspato é uma microclina pertítica e mesopertítica e o plagioclásio é do tipo oligoclásio. A mineralogia acessória é definida por zircão, apatita, alanita, magnetita e ilmenita (Galindo, 1993). A suíte AlcCh mostra variação de SiO2 entre 63,6 e 75,1%, com enriquecimento em álcalis (Na2O+K2O = 8,6-10,4%). Destaca-se das demais suítes por apresentar elevada quantidade de Zr (337-962 ppm) e valor muito baixo de MgO (0,1 a 0,7%). Apresenta afinidade alcalina e são rochas classificadas como meta a peraluminosas de acordo com o índice de Shand. A idade dessa suíte ainda é objeto de grande discussão na literatura, porém datações U-Pb em zircão mostram um intervalo entre 593 e 601 Ma.. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, 10 Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN).

(28) Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do stock Flores (RN). GEOLOGIA LOCAL.

(29) GEOLOGIA LOCAL. SOUZA, V.O.. 3 - GEOLOGIA LOCAL 3.1 – Considerações Iniciais. Baseando-se na metodologia apresentada no capitulo I, com ênfase na fase de campo, na qual, se utilizou critérios de inclusão e/ou intrusão foi possível identificar cinco unidades litológicas aflorantes na área de estudo. Elas são representadas da base para o topo por: um complexo gnáissico-migmatítico (Complexo Caícó); um corpo de augen gnaisse (Suíte Poço da Cruz); um stock granítico (Granito Flores), diques de diabásio (magmatismo Ceará-Mirim) e Formação Açu (Figura 3.1). 3.2 - O Complexo Gnáissico-migmatítico Esta unidade compreende o embasamento da área, perfazendo mais de 50% da mesma, apresenta-se essencialmente como gnaisses bandados (bandas tonalíticas e graníticas/granodioríticas), com bandas mais máficas subordinadas – sill e/ou diques máficos, usualmente milonitizados e com feições migmatíticas diversas. Vênulas de quartzo e veios pegmatíticos são comuns, bem como padrões de dobramentos fechados (dobras isoclinais) evidenciando retrabalhamento em eventos deformacionais posteriores (Figura 3.2). Em um contexto litoestratigráfico mais amplo, esta unidade pode ser correlacionada ao Complexo Caicó (de idade paleoproterozoica). Figura 3.2 - Aspecto geral dos ortognaisses do embasamento com destaque para as dobras isoclinais.. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, 11 Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN).

(30) GEOLOGIA LOCAL. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN) [Digite texto]. SOUZA, V.O.. 1212.

(31) GEOLOGIA LOCAL. SOUZA, V.O.. 3.3 – Augen Gnaisse Porfirítico Esta unidade ocorre como um corpo alongado na direção NNE-SSW, intrusivo, na porção oeste da área, nos ortognaisses do embasamento. Compreende essencialmente rochas de textura grossa e de composição granítica, onde dominam augen de K-feldspatos (Figura 3.3). Mostram-se bastante deformados, exibindo padrões de dobramentos diversos e uma forte foliação milonítica decorrente da atuação de zona de cisalhamento que o afetaram. Num contexto regional esta unidade pode ser correlacionada aos augen-gnaisses da suíte Poço da Cruz (Angelim et al., 2006).. Figura 3.3 - Augen gnaisses (Suíte Poço da Cruz). A) Detalhe da textura porfirítica da rocha caracterizada pelos fenocristais de K-feldspatos; B) Aspecto geral da rocha utilizada como granito ornamental.. 3.4 – O Granito Flores O granito Flores é um stock de aproximadamente 8 Km2, subcircular na direção NW-SE, intrusivo nas unidades paleoproterozoicas, supracitadas, seccionando a foliação regional NNE-SSW. Em imagens de satélites e fotografias áreas o stock é facilmente reconhecível exibindo uma forma subcircular (Figura 3.4). Sua morfologia em campo é ressaltada por extensos paredões constituídos por conjunto de matacões, os quais compõem as bordas do stock.. Observa-se rochas de. composição granítica, textura fina a média, homogênea e de coloração acinzentada a rosada. Através do trabalho de campo e com auxílio de imagens de satélite foi possível e a separação do stock em duas fácies texturais distintas, sendo elas: Flores Tipo I (predominante) e Flores Tipo II (subordinada). Diques pegmatíticos de espessuras variáveis cortam indistintamente ambas as fácies.. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, 13 Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN).

(32) GEOLOGIA LOCAL. SOUZA, V.O.. A fácies Flores Tipo I é prontamente distinguida, visto que esta compõe a maior parte do stock, sendo constituída por um conjunto de matacões que caracterizam e destacam o stock Flores do relevo em seu entorno em cerca de 50 m, as rochas exibem textura média e coloração rosada (Figura 3.5A). A fácies Flores Tipo II ocorre localizada na porção S/SE do corpo sendo caracterizada por uma região arrasada, (claramente identificável em imagens de satélites) na qual predominam rochas de textura fina com coloração acinzentada a rosada (Figura 3.5B).. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, 14 Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN).

(33) GEOLOGIA LOCAL. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). SOUZA, V.O.. 15.

(34) GEOLOGIA LOCAL. SOUZA, V.O.. O stock exibe diversos enclaves máficos, concentrados principalmente na fácies Flores Tipo II. Além dos enclaves máficos dioríticos é comum a presença de feições de mixing e mingling magmáticos (Figura 3.6), feições estas ligadas diretamente a produção de rochas híbridas (Barbarin, 2005). A ocorrência localizada das rochas da fácies Flores Tipo II sempre associadas a enclaves máficos e feições de mixing e mingling são parâmetros indicativos que, em parte, essas rochas são produtos de hibridização. Dessa maneira a fácies subordinada do Flores seria resultado de processos de hibridização que atuaram durante a ascensão e colocação do stock. Isto posto, os processos erosionais atuantes no corpo foram mais efetivos nessa fáceis, devido ao maior número de material máfico presente (os enclaves), resultando na porção marcadamente arrasada do stock Flores.. Outro enclave máfico, de particular interesse nesse granito, são os schlieren elipsoidais, estes se apresentam com um núcleo máfico circundado por um ou mais anéis concêntricos (Figura 3.7). Através de estruturas como essas é possível obter uma série de informações sobre fluxo de magma que contribuem para a compreensão das dinâmicas. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, 16 Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN).

(35) GEOLOGIA LOCAL. SOUZA, V.O.. internas da câmara. Feições indicativas dessas dinâmicas raramente são observadas em granitos evoluídos, desse modo os schlieren em granitos vêm sendo objeto de intenso debate por vários pesquisadores. Dentre os vários modelos que explicam a gênese dos schlieren (Smith, 1975; Barreière, 1976, 1981; Irvine, 1980; Barbarin, 2005; Barbey, 2009; Farner, 2013) destaca-se, neste trabalho, o modelo proposto por Weinberg et al. (2001). Para este autor os schlieren elipsoidais são formados por convecção magmática em função da desestabilização térmica causada por plumas termais (Figura 3.8A), estas por sua vez, surgem em função das diferentes densidades entre dois ou mais fluidos (Wilson, 1963; Griffiths, 1986; Campell et al., 1989; Weinberg et al., 2001).. Figura 3.7 – Estruturas de schlieren elipsoidais indicando processos de convecção magmática na câmara. (A e B) Schlieren elipsoidais exibindo um núcleo máfico circundado por um ou mais com anéis concêntricos fechados- Af. VF-52; (C e D) Corte dos schlieren elipsoidais não exibindo o núcleo máfico - Af. VF-54.. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, 17 Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN).

(36) GEOLOGIA LOCAL. SOUZA, V.O.. Figura 3.8 – Modelo para a gênese dos schlieren elipsoidais. A) Modelo de convecção magmática causada por pluma magmática (Weinberg et al., 2001). B) Bloco diagrama idealizado a partir da Figura A para as estruturas elipsoidais do corpo Flores (este trabalho).. De acordo com o exposto o presente trabalho traz como propositura para a gênese dos schlieren elipsoidais do stock Flores um processo de desestabilização térmica que evolui para um fluxo magmático diferenciado (pluma termal) culminando em um processo convectivo dentro da câmara (Figura 3.8B). Por sua vez, para explicar o fator desencadeante dessa pluma térmica são sugeridas três hipóteses, similares às propostas por Weinberg et al. (2001) para o plutão Tavares pertencente à mesma unidade geotectônica (Província Borborema): 1- Uma série de magmas graníticos quentes liberados diretamente da fonte, ou; 2- Uma série de magmas graníticos aquecidos por uma intrusão magmática diorítica, ou; 3- Assimilação de enclaves máficos; Não foram encontradas evidências diretas das duas primeiras hipóteses evidenciando-se, portanto a terceira, levando em consideração que as fácies Flores Tipo II encerra vários enclaves máficos, estes podem ter sido a fonte do provimento de calor necessário para causar substâncias diferenças de densidades na câmara dando origem as plumas. Apesar do pequeno tamanho do granito Flores, este mostra várias estruturas que demonstram o caráter dinâmico dos fluxos magmáticos dentro das câmaras evidenciando. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, 18 Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN).

(37) GEOLOGIA LOCAL. SOUZA, V.O.. que a ideia de homogeneidade durante a cristalização é aparente. Isso ocorre porque o registro desses processos é, frequentemente, “apagado” por outros posteriores durante a evolução do granito. Observa-se ainda uma tectônica frágil, bem desenvolvida, com a presença de padrões de fraturas bem marcados, notadamente nas direções N-NW e N-NE. A presença de xenólitos do complexo de embasamento (unidade gnáissica-migmatítica), e mesmo dos augen gnaisses, juntamente com a ausência de deformações dúcteis evidenciam um caráter tardi a pós-tectônico para o granito. As datações feitas para o stock Flores corroboram esse caráter tardi a pós-tectônico dentro da Província Borborema. Dantas et al. em 2005 dataram o stock Flores em 450± 5 Ma (Ordoviciano) pelo método U-Pb em zircões. Morais Neto (2009) utilizando o método 40. Ar/39Ar datou o fechamento da biotita em 504± 4 Ma, sendo esta compatível com a idade. de 553±4 Ma (Ediacarano) obtida mais recentemente por Souza et al. (2015) através do método U-Pb em zircões (Laser Ablation).. 3.5 - Coberturas sedimentares e magmatismo básico Cenozoicos Na porção NW da área ocorrem coberturas sedimentares da Formação Açu que consistem, predominantemente, em arenitos fluviais. Na borda S do stock ocorre diques de diabásio, de textura muito fina a microcristalina e de cor preta. Estes possuem direção preferencial 095º Az (E-W) e espessuras variando entre 15 e 30 cm. As características petrográficas e o modo de ocorrência indicam que o dique pertence ao magmatismo CearáMirim, considerado contemporâneo à instalação do rifte da Bacia Potiguar, e que possui idade 40Ar-39Ar em torno de 130 milhões de anos (Silveira, 2006).. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, 19 Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN).

(38) Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do stock Flores (RN). PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES.

(39) PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES. SOUZA, V.O.. 4. PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES 4.1 Comentários Iniciais Para a análise petrográfica do stock granítico Flores foram descritas, em microscópio petrográfico Leica DMLP, treze lâminas delgadas (destas sete são referentes ao fácies Flores Tipo I e cinco ao fácies Flores Tipo II, localizado na porção sul do plutão, e uma amostra de mistura granito+enclave máfico) confeccionadas durante a realização deste trabalho. Para o cálculo das porcentagens modais das lâminas descritas, foi realizada a contagem de mil pontos por lâmina com o auxílio do dispositivo charriot, acoplado ao microscópio, e do programa de identificação de rochas Hardledge®. Foram identificadas e descritas as paragêneses félsica e máfica primárias das rochas, bem como seus produtos de alteração e, ainda, microtexturas indicativas de processos evolutivos do magma. Para a classificação e nomenclatura das rochas, foi utilizada a terminologia proposta pela IUGS (Streckeisen, 1976). 4.2 Composições Modais e Classificação As rochas dominantes do stock Flores são isotrópicas, equigranulares, predominantemente hololeucocráticas, sem foliação e com granulometria fina a média. A mineralogia de ambas as fácies é similar e com pouca variação modal (excetuando a amostra VF-52B representativa de uma porção de mistura granito+enclave máfico), sendo a paragênese essencial composta por quartzo, K-feldspato e plagioclásio, que usualmente somam mais de 90% modal. Biotita é o máfico principal, ocorrendo ainda, titanita, allanita, apatita, zircão, opacos e fluorita, e, como minerais secundários, clorita, epídoto granular, mica branca e carbonato, estes relacionados a fluídos em estágio subsolidus. De acordo com a composição modal (Tabela 4.1) com valores de quartzo, K-feldspato e plagioclásio (recalculados para 100%) e utilizando-se os diagramas Q-A-P e Q-(A+P)-M (Streckeisen, 1976; Le Maitre 2002). as. rochas. do. stock. granito. Flores. são. principalmente. monzogranitos. hololeucocráticos (Figura 4.1), a exceção da VF-52B que é leucocrática (M>10%).. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 20.

(40) PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES. SOUZA, V.O.. Tabela 4.1 - Composição modal das rochas que compõem o stock Flores. Q=Quartzo, A=Feldspato alcalino, P=Plagioclásio. Rochas. Flores Tipo I. Flores Tipo II. Híbrida. Amostra (%) VF-04A VF-05 VF-16 VF-30B VF-30D VF-31 VF-42 VF-13B VF-19 VF-27 VF-30A VF-54. VF-52B. Quartzo. 27,7. 29,0. 35,6. 31,9. 35,8. 27,9. 31,9. 33,6. 30,6. 33,3. 33,2. 32,5. 29,6. Plagioclásio. 34,4. 28,6. 31,0. 31,8. 28,8. 33,4. 32,5. 32,9. 30,5. 30,9. 30,0. 34,4. 28,2. K-Feldspato. 33,3. 36,6. 26,7. 33,3. 31,1. 34,7. 30,8. 30,7. 32,1. 32,9. 32,6. 28,5. 27,7. Biotita. 3,2. 4,7. 4,0. 2,4. 3,9. 3,1. 4,4. 1,5. 4,4. 1,1. 3,5. 4,5. 10,5. Titanita. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. 0,2. Tr. Tr. Tr. Tr. Alanita. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. 0,4. -. 0,2. 0,4. 0,2. Tr. Tr. Tr. Apatita. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Opacos. 0,5. 0,4. 1,0. 0,2. 0,2. 0,2. -. 0,7. 0,7. 0,2. Tr. 0,1. 1,8. Zircão. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. Tr. 0,2. Fluorita. ----. ----. ----. ----. ----. Tr. ----. ----. ----. ----. ----. ----. 2,0. Clorita. Tr. Tr. 0,1. 0,1. -. 0,2. -. Tr. 0,3. 0,4. 0,3. Tr. Tr. 0,9. 0,7. 1,6. 0,3. 0,2. 0,1. 0,4. -. 0,8. 1,0. 0,4. Tr. Tr. 100,0. 100,0. 100,0. 100,0. 100,0. 100,0. 100,0. 100,0. 100,0. 100,0. 100,0. 100,0. 100,0. Q. 29,0. 30,8. 38,2. 32,9. 37,4. 29,1. 33,5. 34,6. 32,8. 34,3. 34,6. 34,0. 34,6. A. 34,9. 30,4. 28,6. 34,3. 32,5. 36,1. 32,3. 31,6. 34,4. 33,8. 34,0. 32,0. 32,4. P. 36,1. 30,3. 33,2. 32,8. 30,1. 34,7. 34,1. 33,8. 32,7. 31,8. 31,3. 34,0. 33,0. 3,7. 5,1. 5,0. 2,6. 4,1. 3,7. 4,4. 2,8. 5,7. 1,5. 3,5. 4,6. 12,5. 67,6. 65,2. 63,6. 65,1. 59,9. 68,1. 63,3. 63,9. 62,6. 63,8. 63,0. 62,9. 55,9. Muscovita Total. ∑ Máficos A+P. Figura 4.1- Classificação das rochas plutônicas estudadas com base nos diagramas QA+PM e QAP (Streckeisen, 1976; Le Maitre, 2002).. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 21.

(41) PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES. SOUZA, V.O.. 4.3 Paragêneses Minerais do Granito Flores Considerando a similaridade mineralógica entre as duas fácies do stock a descrição petrográfica é feita em conjunto, tanto para a paragênese félsica como para a máfica, e quando necessário algum aspecto textural peculiar será destacado. 4.3.1 Paragênese Félsica Os cristais de plagioclásio apresentam-se subédricos a euédricos com forma retangular alcançado até 5,0 mm de comprimento desenvolvem contatos curvos e retos com quartzo, microclina, biotita e opacos. Alguns cristais apresentam zonação e/ou maclas polissiténticas, bem definidas, sendo a maioria, do tipo albita. Comumente apresentam processos de alteração, tipo saussuritização (Figura 4.2A), gerando minerais secundários (epídoto, carbonato e mica branca) além de inclusões de biotita, zircão e apatita. São observadas texturas synneusis (colamento de cristais), e mirmequitícas (Figura 4.2B), principalmente do tipo bulbosa, esta desenvolvida no contato com a microclina. Através de análise química por microssonda eletrônica (Galindo et al, 2012) a composição dos plagioclásios foi determinada como oligoclásio sódico com An12-13% . O K-feldspato ocorre como cristais anedricos a subédricos, frequentemente exibindo o padrão de macla “tartan” (Figura 4.2C), alcança dimensões de até 6 mm exibindo contatos retos, e curvos com plagioclásio e quartzo. É possível observar textura pertítica (tipos fios e filetes; Figura 4.2D) e, localmente, granofírica (Figura 4.2E). Inclusões de plagioclásio (Figura 4.2C), quartzo, apatita, biotita, titanita e opacos são comuns. O quartzo ocorre em cristais anédricos alcançando dimensões de até 6 mm, exibem no geral contatos curvos a irregulares com plagioclásio e K-feldspato. Ocorrem cristais vermiculares e goticulares associados às texturas mirmequíticas e granofíricas. Comumente, possui extinção ondulante e fraturamento de cristais indicando ação de evento rúptil pós-cristalização.. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 22.

(42) PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES. SOUZA, V.O.. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 23.

(43) PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES. SOUZA, V.O.. 4.3.2 Paragênese Máfica A biotita é o máfico principal e presente em todas as lâminas, mostra pleocroísmo em tons de marrom e verde, hábito placóide, subédrica, com tamanhos de 0,2 a 2,0 mm. Os contatos são retos a irregulares com k-feldspato, plagioclásio e quartzo. É comum o processo de cloritização dos grãos bem como inclusões de opacos e zircão (Figura 4.3A). Análises químicas por microssonda eletrônica revela composições enriquecidas na molécula de annita com razões Fe/(Fe+Mg) sempre maiores do que 0,7 e AlIV<2,4 (Galindo et al., 2012). Os minerais opacos (primários) são euédricos a subédricos atingindo até 0,2 mm (Figura 4.3A) ou anédricos, derivados da desestabilização de biotita para clorita. A titanita ocorre como cristais euédricos a subedricos usualmente losângulares de cor marrom pálida, e dimensões de 0,3 até 1,00 mm. Desenvolve contatos retos a irregulares com quartzo e feldspatos. A allanita se apresenta como cristais subédricos zonados, com cor amarela acastanhada com dimensão de 0,4 mm a 1,0 mm, e por vezes exibe processos avançados de metamictização (Figura 4.3B). A apatita aparece como pequenos cristais incolores, euédricos a subédricos, acicular/globular inclusos em quartzo e plagioclásio. O zircão ocorre como cristais euédricos a subédricos, prismáticos, inferiores a 0,6 mm, sendo usualmente inclusos em plagioclásio e biotita. A fluorita é comumente subédrica/anédrica, incolor a levemente lilás, ocorrendo como cristais intersticiais (Figura 4.3C). Este mineral é observado principalmente na lâmina VF-52B (mistura granito+enclave). Muscovita e clorita ocorrem essencialmente como produtos de alteração/desestabilização da biotita, revelando-se, por vezes, verdadeiros pseudomorfos (substituição total da biotita). Associada à cloritização, ocorre o desenvolvimento de finos minerais opacos ao longo dos planos de clivagens da biotita. Por sua vez, carbonato, epídoto e mica branca ocorrem como produto de alteração/desestabilização do plagioclásio, preenchendo fraturas ou no interior dos grãos.. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 24.

(44) PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES. SOUZA, V.O.. 4.4 Considerações Acerca das Paragêneses e Texturas As relações mineralógicas e as texturas observadas durante as descrições das secções delgadas são indicativas de alguns dos processos magmáticos que ocorrem no decorrer da cristalização. A ocorrência de cristais zonados de allanita e plagioclásio sugerem que a cristalização fracionada foi o processo dominante na evolução desse magma. A presença de cristais precoces de titanita+magnetita+quartzo, em equilíbrio, é indicativa. de. fO2. de. moderada. a. alta. próximo. ao. tampão. a. QFM. (quartzo/falialita/magnetita) definido por Wones (1989). A cristalização da biotita (mineral hidratado) ainda em uma etapa precoce da diferenciação magmática é indicativa de que o magma gerador do stock Flores era subsaturado em água. A alta fH2O é corroborada pela presença de texturas pertíticas e mirmequíticas, visto que essas são recorrentes em sistemas graníticos hidratados (Winter, 2001). Estas mesmas texturas com destaque para a mirmequítica são indicativas da ocorrência de uma fase fluída aquosa tardia atuante no sistema (Yuguchi e Nishiyama, 2007). A existência de fluorita assinala uma presença. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 25.

(45) PETROGRAFIA E TEXTURAS DO STOCK FLORES. SOUZA, V.O.. importante de voláteis no estágio subsolidus, sendo este mineral relativamente comum em granitos tipo-A (Collins et al., 1982; Pitcher, 1983; Costi, 2002; Kaur et al., 2012). 4.5 Sequência de Cristalização Com base em critérios petrográficos tais como relações de inclusão, tipos de contatos e morfologia dos cristais foi proposta uma sequência de cristalização para a assembleia mineral do stock Flores (Figura 4.4). No estágio magmático as primeiras fases a cristalizarem foram por zircão, apatita e allanita, na sequência há a cristalização de titanita e opacos primários, em seguida há a cristalização de uma fase hidratada sugerindo aumento da fH2O representada pela biotita, seguida pela cristalização do plagioclásio de composição oligoclásica sódica(An12-13%). O Kfeldspato e o quartzo cristalizam-se juntamente com o plagioclásio formando a matriz da rocha. O estágio tardi-magmático é marcado pela desestabilização da biotita para clorita, muscovita e minerais opacos, do plagioclásio para saussurita e carbonatos, bem como a cristalização tardia da fluorita. Estas alterações podem estar associadas a efeitos de fluidos hidrotermais tardi-magmáticos, onde a temperatura é abaixo da curva do solidus.. Figura 4.4 – Sequência de cristalização da assembleia mineral do stock Flores. Magmatismo Granítico na Porção Central do Domínio Rio Piranhas-Seridó, Província Borborema: Geologia e Petrologia do Stock Flores (RN). 26.