ESCOLA DE MINAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
Caracterização Petrológica, Geoquímica e Geocronológica
de Corpos Intrusivos Máficos da Porção Central da
Serra do Espinhaço
por
Helen Fonseca Moreira
Orientador: André Danderfer Filho
Ouro Preto, novembro de 2017
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM EVOLUÇÃO CRUSTAL
E RECURSOS NATURAIS
Tectônica/Petrogênese/Recursos Minerais
i
CARACTERIZAÇÃO PETROLÓGICA, GEOQUÍMICA E
GEOCRONOLÓGICA DE CORPOS INTRUSIVOS MÁFICOS
iii
FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
Reitora
Profª. Cláudia Aparecida Marliére de Lima
Vice-Reitor
Prof. Hermínio Arias Nalini Júnio
Pró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação Prof. Sérgio Francisco de Aquino
ESCOLA DE MINAS
Diretor Prof. Issamu Endo
Vice-Diretor
Prof. José Geraldo Arantes de Azevedo Brito
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
Chefe
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CONTRIBUIÇÕES ÀS CIÊNCIAS DA TERRA
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
CARACTERIZAÇÃO PETROLÓGICA, GEOQUÍMICA E
GEOCRONOLÓGICA DE CORPOS INTRUSIVOS MÁFICOS DA
PORÇÃO CENTRAL
DA SERRA DO ESPINHAÇO
Helen Fonseca Moreira
Orientador
André Danderfer Filho
Co-orientadora
Glaúcia Nascimento Queiroga
Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais do Departamento de Geologia da Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto como requisito parcial à obtenção do Título de Mestre em Ciências Naturais, Área de Concentração:
Tectônica, Petrogênese e Recursos Minerais
OURO PRETO
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Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais
Campus Morro do Cruzeiro s/n - Bauxita
35.400-000 Ouro Preto, Minas Gerais
Tel. (31) 3559-1600, Fax: (31) 3559-1606 e-mail: pgrad@degeo.ufop.br
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ISSN 85-230-0108-6
Depósito Legal na Biblioteca Nacional
Edição 1ª
Catalogação elaborada pela Biblioteca Prof. Luciano Jacques de Moraes do Sistema de Bibliotecas e Informação - SISBIN - Universidade Federal de Ouro Preto
Moreira, Helen Fonseca.
Caracterização petrológica, geoquímica e geocronológica de corpos intrusivos máficos da porção central da Serra do Espinhaço [manuscrito] / Helen Fonseca Moreira - 2017.
148f.: il.: color; grafs; tabs; mapas. (Contribuições às Ciências da Terra, M 76, n. 354)
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Ouro Preto. Escola de Minas. Departamento de Geologia. Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Área de concentração: Tectônica, Petrogênese e Recursos Minerais.
1. Espinhaço, Serra do. 2. Rochas máficas. 3 Geocronologia. I. Danderfer Filho, André. II. Universidade Federal de Ouro Preto. III. Caracterização petrológica, geoquímica e geocronológica da porção central da Serra do Espinhaço.
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Agradecimentos
Agradeço primeiramente a Deus, fonte de toda sabedoria.
À minha família pelo carinho, apoio e por representar o meu porto seguro a cada vez que me lanço em busca de novas conquistas.
Ao Igor, meu companheiro de vida, pelo amor, compreensão e pela ajuda fundamental em todos os momentos.
Ao professor André Danderfer pela orientação e confiança. Agradeço as discussões, revisões e sugestões fundamentais no desenvolvimento desse trabalho, contribuindo para meu aprendizado.
Aos professores do Departamento de Geologia, em especial à Profª. Glaucia e Prof. Cristiano pelas análises, sugestões e contribuições a esse trabalho.
À Alice pela amizade desde os meus primeiros anos nesta instituição, agradeço por estar presente em mais esta etapa da minha vida e pela ajuda durante todas as fases desse projeto, aprimorando-o com valiosas sugestões.
Ao Samuel pela colaboração ao longo de todo o trabalho, agradeço as revisões e sugestões que muito enriqueceram este trabalho.
A todos os outros queridos colegas da pós-graduação pelas discussões geólogicas, auxílio durante o trabalho e pelos bons momentos compartilhados.
Ao Cláudio pela ajuda, companhia e boas conversas que tornaram o trajeto BH-Ouro Preto mais descontraído e agradável.
Ao Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais, Departamento de Geologia – UFOP e ao Centro de Desenvolvimento de Tecnologia Nuclear (CDTN) pela estrutura e apoio institucional. Ao Laboratório de Microananálises do DEGEO/EM, integrante da Rede de Microscopia e Microanálises de Minas Gerais (FAPEMIG), e ao Laboratório de Isótopos Radiogênicos – DEGEO/EM pelos dados gerados.
À Coordenação de Aperfeiçoamento Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão da bolsa de estudo, à FAPEMIG e à Rede de Estudos Geotectônicos da Petrobras pelo suporte financeiro concedido a este trabalho.
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Sumário
AGRADECIMENTOS ... ix
SUMÁRIO ... xi
LISTA DE FIGURAS ... xv
LISTA DE TABELAS ... xix
RESUMO ... xxi
ABSTRACT ... xxiii
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO ... 1
1.1 – APRESENTAÇÃO ... 1
1.2 – LOCALIZAÇÃO DOS CORPOS MÁFICOS INVESTIGADOS ... 2
1.3 – NATUREZA DO PROBLEMA ... 4
1.4 – OBJETIVOS E METAS... 5
1.5 – MATERIAIS E MÉTODOS ... 6
1.5.1 – Levantamento do acervo bibliográfico... 6
1.5.2 – Compilação cartográfica e localização dos corpos ígneos ... 6
1.5.3 – Trabalho de campo ... 7
1.5.4 – Análise litogeoquímica ... 7
1.5.5 – Análise Petrográfica ... 7
1.5.6 – Microssonda Eletrônica ... 8
1.5.7 – Análises isotópicas ... 8
Separação mineral ... 8
U-Pb via LA-ICP-MS ... 9
Lu-Hf via LA-ICP-MS ... 9
1.6 – ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO ... 10
CAPÍTULO 2. CENÁRIO GEOLÓGICO ... 11
2.1 – CONTEXTO GEOTECTÔNICO ... 11
2.2 – INTRUSIVAS MÁFICAS DO ESPINHAÇO CENTRAL ... 13
2.2.1 – Trabalhos anteriores ... 13
2.2.2 – Ocorrências ... 14
2.2.3 – Aspectos petrográficos ... 14
2.2.4 – Litogeoquímica ... 15
2.2.5 – Idades ... 16
2.3 – Outras Intrusivas Máficas... 16
2.3.1 – Espinhaço Setentrional ... 16
2.4.2 – Espinhaço Meridional ... 19
xii
Diques máficos do embasamento meridional do cráton São Francisco ... 24
2.4.5 – Cráton do Congo ... 25
CAPÍTULO 3. AMBIENTES TECTÔNICOS E PADRÕES GEOQUÍMICOS DE ROCHAS MÁFICAS ... 29
3.1 – APRESENTAÇÃO ... 29
3.2 – ROCHAS MÁFICAS ASSOCIADAS COM LIMITES DE PLACAS ... 30
3.2.1 – Rochas máficas de dorsais meso-oceânicas (MORB’s) ... 30
3.2.2 – Rochas máficas associadas com arcos vulcânicos... 30
3.3 – ROCHAS MÁFICAS DE AMBIENTE INTRAPLACA ... 32
3.3.1 – Basaltos de ilhas oceânicas (OIB’s) ... 32
3.3.2 –Grandes províncias ígneas (LIP’s) e basaltos de platôs continentais (CFB’s) ... 33
3.3.3 – Riftes intracontinentais ... 34
CAPÍTULO 4. U-PB ZIRCON AGES, GEOCHEMISTRY AND LU-HF ISOTOPES OF TONIAN MAFIC BODIES FROM THE CENTRAL ESPINHAÇO RANGE, SOUTHEAST BRAZIL: PETROGENESIS AND TECTONIC IMPLICATIONS ... 37
ABSTRACT ... 37
4.1 – INTRODUCTION ... 38
4.2 – GEOLOGIC SETTING ... 39
Meso-Neoproterozoic intrusive mafic rocks in the São Francisco Craton and Araçuaí Belt . 41 Intrusive mafic rocks of Central Espinhaço and sample domains ... 42
4.3 – ANALYTICAL METHODS ... 44
4.3.1 - Petrography and mineral chemistry ... 44
4.3.2 - Lithogeochemistry ... 45
4.3.3 - Isotopic analyses ... 45
U-Pb in Zircon ... 45
Lu-Hf in Zircon ... 46
4.4 – RESULTS ... 47
4.4.1 – Petrography and mineral chemistry ... 47
4.4.2 – Lithogeochemistry ... 50
4.4.3 – Isotopic data ... 54
Zircon U-Pb Results ... 54
Lu-Hf Results ... 57
4.5 – DISCUSSION ... 59
4.5.1 – Nature and evolution of the magma source ... 59
4.5.2 – Regional correlation ... 60
xiii
4.6 – CONCLUSIONS ... 63
CAPÍTULO 5. CORPOS MÁFICOS INTRUSIVOS NO GRUPO TERRA VERMELHA 65 5.1 – ASPECTOS GERAIS ... 65
5.2 – ROCHAS ENCAIXANTES - GRUPO TERRA VERMELHA ... 67
5.3 – ASPECTOS PETROGRÁFICOS ... 68
5.3.1 – Ocorrência e descrição macroscópica ... 68
5.3.2 – Descrição Microscópica ... 70
5.3.3 – Química mineral ... 72
5.4 – LITOQUÍMICA ... 74
5.5 – GEOCRONOLOGIA ... 77
5.6 – CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 80
CAPÍTULO 6. DISCUSSÕES ... 83
6.1 – DIFERENÇAS QUANTO ÀS CARACTERÍSTICAS DOS CORPOS MÁFICOS ESTUDADOS ... 83
6.2 – SIGNIFICADO TECTÔNICO NO CONTEXTO DA EVOLUÇÃO DA BACIA DO ESPINHAÇO ... 87
CAPÍTULO 7. CONCLUSÕES ... 89
REFERÊNCIAS ... 91
xv
Lista de Figuras
Figura 1.1 - Vista da área de estudo, mostrando aspecto geomorfológico definido pelas ocorrências de rochas máficas, caracterizadas por relevos suaves, exibindo solo de alteração avermelhado ... 2 Figura 1.2 - Localização dos corpos máficos objetos de estudo. Domínios fisiográficos da Chapada Diamantina (CD), Espinhaço Setentrional (ES), Espinhaço Central (EC), Espinhaço Meridional (EM) e Cinturão Araçuaí (CAr) (modificada de Danderfer et al. 2015) ... 3 Figura 2.1 - Contexto geotectônico da área de estudo e localização dos principais enxames de diques máficos no cráton São Francisco ... 12 Figura 3.1 - Diagramas multi- elementares para os padrões de basaltos de ilha oceânica(OIB), basaltos de cordilheira oceânica normal (N-MORB) e enriquecido (E-MORB) (Sun & McDonough 1989). ... 32 Figura 4.1 - Geological setting and location of the study area. Mafic dyke swarms and other important occurrences in the São Francisco block ... 40 Figure 4.2 - Geologic map of the area showing the location of mafic bodies and the two domains of study (HMA and HGN). (Mod. from Bersan 2015 and Costa 2013) ... 43 Figure 4.3 - Schematicc tectono-stratigraphic column of the investigated area in the Central Espinhaço. ... 44 Figure 4.4 - Field occurrence and textures of the mafic bodies from central Espinhaço. (a) spheroidal weathering; (b, c and e) Variations of texture from medium to fine grained; (d) field photograph showing decussate texture with tabular plagioclase ... 47 Figure 4.5 - Photomicrographs of the mafic rocks from the study area. ... 48 Figure 4.6 - (a) Plots of clinopyroxenes from sample HGN-011 into the (Entatite – Wollastonite
– Ferrossilite) ternary diagram (Morimoto 1988). All analyses plot on the augite field. (b) Plots of plagioclase chemistry in the (Albite –Orthoclase – Anorthite) ternary diagram (Deer et al.
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xvii
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Lista de Tabelas
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Resumo
Ao longo da cordilheira do Espinhaço ocorrem diversos diques e soleiras de rochas máficas intrusivas em sucessões sedimentares da bacia homônima e no embasamento. Estudos já realizados na porção meridional e setentrional da cordilheira atestam diferentes eventos magmáticos ao longo da evolução geológica dessa bacia. O presente trabalho apresenta os resultados de estudos petrográficos, geoquímicos e geocronológicos desenvolvidos para corpos máficos que ocorrem na porção central da Serra do Espinhaço, no extremo norte de Minas Gerais. Este setor faz parte do sistema de dobras e falhas de cavalgamento do domínio externo do orógeno Araçuaí. Nos limites da área de estudo, três ocorrências principais foram mapeadas (Costa 2013; Bersan 2015) e caracterizadas. Com base nos resultados obtidos, elas foram classificadas em dois grupos distintos. As ocorrências que compõem o grupo I ocorrem encaixadas em rochas metassedimentares do Supergrupo Espinhaço, alojadas como soleiras nas unidades siliciclásticas do Grupo Sítio Novo, ou cortando o embasamento cristalino. Petrograficamente, os corpos do grupo I constituem metagabros de granulação média a grossa, às vezes com textura porfirítica. A assembleia mineral é constituída essencialmente por plagioclásio, anfibólio e clinopiroxênio, além de minerais secundários que sugerem alterações metamórficas de grau baixo, embora feições do protólito ígneo ainda estejam preservadas. Caracterizações litoquímicas mostram que essas rochas foram originadas a partir de um magma subalcalino, com afinidades toleíticas, típico de magmatismo intraplaca continental. As análises de elementos incompatíveis revelam um leve enriquecimento em LREE e LILE em relação aos HFSE. O enriquecimento relativo
em elementos litófilos é compatível com os valores levemente negativos de !Hf obtidos, sugerindo
xxii
xxiii
Abstract
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
1.1 – APRESENTAÇÃO
O estudo da natureza, composição e ocorrência de rochas máficas em regiões continentais pode ser empregado como uma importante ferramenta na interpretação da evolução geológica de uma região, marcando importantes eventos magmáticos associados, por exemplo, a processos de rifteamento com atuação ou não de plumas mantélicas. Por atravessarem sucessões sedimentares pré-existentes, intrusões máficas podem ser empregadas como efetivos marcadores estratigráficos, além de serem úteis no reconhecimento de ambientes e estilos tectônicos. Nos últimos anos, estudos envolvendo a caracterização, sobretudo, geoquímica e geocronológica de rochas máficas (LIP’s, enxames de diques, etc) têm sido empregados com sucesso em reconstituições paleogeográficas através da comparação de registros máficos de diferentes blocos continentais (Bleeker & Ernst 2006; Ernst et al. 2013a). Além disso, a aplicação de novas metodologias investigativas, como estudos paleomagnéticos, tem mostrado eficiência para validar os modelos paleocontinentais propostos.
O presente trabalho tem como objetos de estudo, corpos máficos que ocorrem no domínio do Espinhaço Central. Nesse domínio, rochas máficas intrusivas ocorrem alojadas nas sequências mesoproterozoicas da unidade homônima (Knauer et al. 2007). Ao longo da cordilheira do Espinhaço, outros diques e soleiras de rochas máficas também são registrados. Estudos já realizados na porção meridional e setentrional da cordilheira atestam diferentes eventos magmáticos ao longo de sua evolução geológica. No entanto, estudos mais aprofundados para as intrusões máficas da porção central que separa os domínios extremos, ainda não haviam sido desenvolvidos, representando uma lacuna no conhecimento geológico da área em questão.
Desse modo, este trabalho propõe a caracterização detalhada desses corpos máficos, apresentando novos dados petrológicos, geoquímicos e geocronológicos, a fim de investigar a natureza do magmatismo que os originou, bem como o seu significado tectônico no contexto da evolução da bacia Espinhaço.
Além disso, a partir dos resultados obtidos, buscou-se conduzir uma interpretação integrada com dados disponíveis sobre outros corpos intrusivos máficos reportados em regiões adjacentes à área de estudo, visando estabelecer correlações entre eles, bem como associação com eventos geodinâmicos maiores, como a fragmentação de blocos continentais.
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1.2 – LOCALIZAÇÃO DOS CORPOS MÁFICOS INVESTIGADOS
A área onde ocorrem os corpos máficos a serem investigados nesse trabalho compreende porções do domínio fisiográfico do Espinhaço Central (Figura 1.1) que define o segmento da Serra do Espinhaço compreendido entre os paralelos 17°30’S e 14°S (Danderfer 2000). Geograficamente, a área de estudo está inserida no extremo norte de Minas Gerais, próximo ao limite com o estado da Bahia.
Na área investigada, as ocorrências desses corpos intrusivos máficos foram mapeadas em trabalhos de Costa (2013) e Bersan (2015) nas proximidades dos municípios de Espinosa, Monte Azul, Gameleiras e Santo Antônio do Retiro que integram a área da folha topográfica Monte Azul (SD-23-Z-D-II-I) 1:100.000, elaborada pelo IBGE.
O acesso pode ser feito a partir de Belo Horizonte pela BR-040, seguindo para Brasília até o trevo de Curvelo, onde segue-se pela BR-135 até a cidade de Montes Claros. Em seguida, toma-se a BR-122 no sentido Espinosa, passando por Janaúba, Porteirinha até o município de Monte Azul, tomado como base para os trabalhos realizados durante a fase de campo.
Fisiograficamente, a Serra do Espinhaço se expressa como um sistema orográfico longo e estreito, com mais de 1.000km de extensão e largura média de 20 km que se estende desde o Quadrilátero Ferrífero, próximo ao paralelo de Belo Horizonte, terminando a norte, nos limites entre Piauí e Pernambuco, cortando todo o estado da Bahia (Schobbenhaus 1993). Esta é a feição morfológica que mais se destaca na região, ocupando a porção centro-leste da área de estudo. No entanto, outros domínios geomorfológicos também são notados, com cotas variando entre 450 a 1800m. Na área de estudo, as ocorrências mais expressivas de rochas máficas caracterizam-se por formar vales suaves entre as rochas encaixantes, onde é possível reconhecer um solo avermelhado, típico da alteração de rochas básicas.
3
4
1.3 – NATUREZA DO PROBLEMA
O cráton São Francisco e suas faixas marginais abrigam inúmeras ocorrências de intrusivas máficas que exibem orientações e idades de cristalização diferentes, marcando eventos magmáticos distintos no decorrer do tempo geológico. Nesse contexto, ao longo da cordilheira do Espinhaço, que ocorre bordejando a margem leste do cráton, vários diques e soleiras de rochas máficas são registrados intrudindo as sucessões sedimentares da bacia homônima e o embasamento.
Segundo Danderfer (2000), nos domínios do Espinhaço Setentrional registram-se grandes quantidades de intrusivas básicas (diabásio e gabro) que atravessam principalmente as unidades inferiores e intermediárias do Supergrupo Espinhaço. Dados geocronológicos foram obtidos por Teixeira (2008) em diques máficos localizados no extremo norte desse segmento, indicando uma idade de cristalização de 1496 ± 3.2 Ma. Essa idade é compatível com outras, apresentadas para intrusões máficas na Chapada Diamantina, como 1514 ± 22 Ma (Babinski et al. 1999), 1496 ± 3.2 (Guimarães
et al. 2005b) e 1501.0±9.1Ma (Silveira et al. 2013), sugerindo que um expressivo magmatismo
máfico tenha afetado tanto a Chapada Diamantina como o Espinhaço Setentrional durante o Calimiano (Battilani et al. 2005).
No prolongamento meridional do Espinhaço, registros de rochas máficas também são frequentes. Dados geocronológicos foram primeiramente obtidos por Machado et al. (1989) através de datações U-Pb em badeleítas de soleiras de rochas metabásicas, ocorrentes próximo ao município de Pedro Lessa, que indicaram cristalização em torno de 906±2 Ma. A partir daí, a então definida Suíte Pedro Lessa, passou a contemplar várias outras ocorrências similares de rochas máficas tonianas, como metagabros e xistos verdes que afloram na porção sul do Espinhaço e suas adjacências.
Portanto, apesar de estudos realizados nos domínios extremos da Serra do Espinhaço, a ausência de dados disponíveis sobre os corpos máficos localizados em sua porção central, impossibilitava interpretações mais precisas acerca desses registros. De modo que não se sabia se essas intrusões máficas eram correlacionáveis com aquelas tonianas do Espinhaço Meridional, se representariam registros do magmatismo calimiano reportado na porção norte da cordilheira, ou mesmo se marcavam um evento magmático distinto. Logo, a realização dos estudos de caracterização propostos nesse trabalho é justificada pela ausência de informações, sobretudo geoquímicas e geocronológicas, para os corpos máficos em questão.
5
apenas nas similaridades observadas em campo e na proximidade geográfica podem induzir interpretações inconsistentes.
Desse modo, a motivação para realização desse trabalho está fundamentada nas seguintes questões científicas:
• Qual a natureza do magmatismo básico registrado na área de estudo?
• Os corpos máficos intrusivos que ocorrem em diferentes domínios da área estão relacionados ao mesmo evento magmático? Ou correspondem a pulsos magmáticos distintos ao longo da evolução da bacia?
• Qual o ambiente tectônico mais provável e os mecanismos responsáveis pela colocação desse tipo magma?
• Qual a idade de cristalização desses corpos ígneos?
• Qual o significado tectônico desses corpos intrusivos máficos no contexto regional e global da evolução geológica da área?
1.4 – OBJETIVOS E METAS
Este trabalho teve como objetivo principal o estudo aprofundado de corpos máficos intrusivos do Espinhaço Central, a partir de caracterizações petrográficas, geoquímicas e geocronológicas, visando investigar a natureza desse magmatismo com uma abordagem tectônica e petrogenética.
Além disso, buscou-se investigar a existência de uma correlação entre os corpos ígneos que ocorrem em diferentes domínios da área de estudo para melhor compreensão do significado desses registros na história evolutiva do contexto em que estão inseridos.
Para isso, os seguintes objetivos específicos foram definidos:
• Caracterizar petrograficamente as rochas máficas da área de estudo, a partir de trabalhos de campo e descrição de lâminas delgadas;
• Identificar a composição química dos principais minerais constituintes das rochas;
• Realizar estudos geoquímicos das amostras, visando investigar a natureza do magmatismo e o contexto tectônico em que ocorrem;
• Obter idades radiométricas absolutas pelo método U-Pb a partir de zircões de amostras de rochas máficas;
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• Interpretar o significado tectônico e possíveis causas do magmatismo básico associado aos corpos intrusivos máficos em questão.
Do ponto de vista de contribuição científica, buscou-se disponibilizar novas informações consistentes e confiáveis (dados geoquímicos e geocronológicos) dos corpos máficos investigados, colaborando com a difusão de dados acerca desse tema, de modo que possam ser utilizados em trabalhos posteriores, como estudos de correlação e reconstruções paleogeográficas.
1.5 – MATERIAIS E MÉTODOS
Visando investigar as respostas para as questões geológicas apresentadas e assim atender os objetivos propostos, a metodologia adotada no desenvolvimento do presente estudo está sintetizada nas seguintes etapas de trabalho:
1.5.1 – Levantamento do acervo bibliográfico
Realizada nas fases iniciais desse trabalho, essa etapa consistiu na análise bibliográfica e prospecção de publicações e informações acerca da geologia da área de estudo e/ou temas relacionados à proposta de trabalho. As pesquisas foram realizadas segundo três frentes principais:
• Compilação bibliográfica e leitura crítica de trabalhos anteriores acerca da geologia regional nos domínios da área de estudo, sobretudo nas áreas onde as rochas máficas intrusivas são registradas.
• Pesquisa, leitura de livros e artigos acadêmicos sobre as características de rochas intrusivas máficas visando conhecer as melhores ferramentas e metodologias de estudos, principalmente geocronológicos e geoquímicos, aplicados a esse tipo de rocha.
• Leitura de trabalhos anteriores e publicações sobre a contextualização tectônica da região de estudo (Serra do Espinhaço) em uma escala de evolução global, no contexto do ciclo de formação e fragmentação de supercontinentes.
1.5.2 – Compilação cartográfica e localização dos corpos ígneos
7
1.5.3 – Trabalho de campo
A fase de campo foi realizada em etapa única com 7 dias de trabalho, onde foram realizadas as seguintes atividades:
• Identificação de pontos de ocorrência dos corpos intrusivos máficos, levantamento das relações de campo (quando possível) e características dessas rochas em escala de afloramento.
• Coleta de amostras para caracterizações petrográficas, geoquímicas e estudos geocronológicos.
• Levantamentos de campo para eventual identificação de novos corpos aflorantes na área alvo.
1.5.4 – Análise litogeoquímica
Análises geoquímicas de amostras de alguns corpos intrusivos máficos da área já haviam sido efetuadas em trabalhos anteriores (Costa 2013; Bersan 2015), embora a análise e interpretação ainda não tivessem sido realizadas. Desse modo, um total de sete análises foi disponibilizado pelos referidos autores como contribuição ao desenvolvimento do presente trabalho. Os dados foram tratados e interpretados juntamente com as novas amostras coletadas e analisadas nesse projeto, totalizando 28 análises litogeoquímicas.
As análises foram realizadas no laboratório Acme Analytical Laboratories Ltd. para elementos maiores (SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, MnO, TiO2, P2O5, Cr2O3 e LOI) através de XRF
((X-ray Fluorescence Spectrometry) e para elementos traços (Ba, Be, Co, Cs, Ga, Hf, Nb, Rb, Sn, Sr, Ta, Th, U, V, W, Zr, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Mo, Cu, Pb, Zn, Ni, As, Cd, Sb, Bi, Ag, Au, Hg, e Ti) analisados por ICP-MS (Inductive Coupled Plasma Mass
Spectrometer).
A mesma metodologia de análise foi aplicada para novas amostras, visando garantir a compatibilidade dos dados a serem interpretados.
Posteriormente, os resultados foram tratados e interpretados em diagramas classificatórios apropriados para rochas máficas.
1.5.5 – Análise Petrográfica
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1.5.6 – Microssonda Eletrônica
Durante a etapa de descrição de lâminas delgadas, alguns minerais s foram selecionados para a realização de análises químicas quantitativas (WDS) com microssonda eletrônica. Essas análises foram realizadas no Laboratório de Microanálise do Departamento de Geologia da Universidade Federal de Ouro Preto, em microssonda eletrônica modelo JEOL JXA-8230, utilizando 20nA de corrente elétrica e 15kV de voltagem de aceleração para furos de 5µm em todos os cristais analisados.
Essa técnica foi empregada visando determinar a composição química dos feldspatos (plagioclásios), anfibólios e clinopiroxênios, a partir de análises elementares de Si, Al, Fe, K, Ca, Mg, Na, F, Mn e Ti. Para calibração do equipamento foram usados os seguintes padrões naturais: quartzo, hiperstênio, gahnita, almandina, anortoclásio, flúor apatita (Ca e F), microclima, rutilo e ilmenita para. As correções de matriz ZAF foram aplicadas. Os erros analíticos estão entre 0.21 e 1.43%. Os tempos de contagem entre picos/background foram de 10/5s para todos os elementos, exceto para F, Ti e Mn (30/15s).
As fórmulas químicas dos minerais foram calculadas com base em 6 oxigênios para os clinopiroxênios, 8 para os cristais de plagioclásios e 23 oxigênios para o cálculo dos anfibólios (ferro total como Fe+2. de acordo com Leake et al. 1997). O conteúdo total de ferro analisado pela
microssonda foi considerado como FeO. Os diagramas binários e ternários utilizados para classificar os principais minerais foram obtidos pelos programas Excel e GCDkit, respectivamente.
1.5.7 – Análises isotópicas
Separação mineral
Durante a fase de campo amostras de aproximadamente 20 kg foram coletadas. Essas amostras foram preparadas com redução granulométrica convencional, através das etapas de britagem em um britador de mandíbula e moagem do material utilizando-se um moinho de discos. Posteriormente, todo o material moído foi peneirado utilizando um jogo de peneiras de 60-100-250 mesh. A fração granulométrica entre 100-250 mesh foi então separada e levada para uma mesa vibratória (mesa
Wiffley) para concentração de minerais pesados. Os parâmetros de inclinação foram ajustados de
9
O primeiro líquido, bromofórmio com densidade de 2.8 g/cm3 foi adicionado ao material. A
fração mais densa concentrou-se no fundo da mistura e foi recuperada. Para essa fração, o mesmo procedimento foi realizado utilizando-se o segundo líquido, iodeto de metilena, cuja densidade é de 3.31 g/cm3. Logo, o material mais denso que isso, concentrou no fundo e foi recuperado para ser
analisado sob lupa binocular para verificar a presença de minerais pesados como o zircão. Por fim, a última etapa de purificação foi passar a amostra novamente no separador magnético Frantz® (a 1.0 ampére), onde a fração não magnética foi finalmente separada.
U-Pb via LA-ICP-MS
Após as etapas de concentração, as amostras seguiram o fluxograma convencional para análises isotópicas. Primeiro, foi realizada a montagem de pastilhas em resina epóxi, contendo os grãos selecionados manualmente em lupa binocular, que foram devidamente polidas para favorecer a exposição dos cristais. Posteriormente, as pastilhas foram imageadas por catoluminescência (CL) e elétrons retro-espalhados (BSE) para caracterizar a morfologia e feições internas dos zircões selecionados. Depois, as pastilhas seguiram para análises U-Pb via ICP- LA- MS, realizadas no Laboratório de Geoquímica Isotópica da Universidade Federal de Ouro Preto.
A datação das amostras foi realizada utilizando o equipamento Thermo-Finnigan Element II, acoplado a um sistema de laser CETAC LSX 213em furos com diâmetro de 30µm. As correções e idades foram obtidas segundo a metodologia de Gerdes & Zeh (2006). Os materiais de referência utilizados foram o GJ- 1 (Jackson et al. 2004), BB (Santos et al. 2017) e Plešovice (Sláma et al. 2008). Os dados obtidos foram tratados usando o software Glitter e as idades foram calculadas usando o aplicativo Isoplot (Ludwig 2003).
Lu-Hf via LA-ICP-MS
Análises isotópicas de Lu-Hf foram realizadas para as amostras de rochas máficas, visando conhecer as características da fonte magmática que deu origem a esses corpos intrusivos. Os dados foram obtidos pelo MC-ICP-MS Thermo Finnigan Neptune, acoplado a um sistema de laser HelEx
Photon Machine.
As análises foram realizadas em furos de 40µm, determinadas em modo estático com 60s de ablação. Durante a coleta de dados, procurou-se analisar os mesmos furos para o quais foram obtidas idades U-Pb. As análises foram efetuadas segundo uma frequência de repetição de 6Hz. As concentrações dos isótopos de 172Yb, 173Yb e 175Lu também foram medidas para as correções dos
isótopos de 176Lu e 176Yb. Para assegurar a acurácia e reprodutibilidade das análises realizadas, foram
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A constante de decaimento do 176Lu de 1.867 x 10-11/ano (Söderlund et al. 2004) foi utilizada
nos cálculos das razões de 176Hf/177Hf. Para o cálculo da razão 176Hf/177Hf e εHf iniciais foram
considerados os parâmetros do CRUR (chondritic uniform reservoir), recomendados por Bouvier et
al. (2008); 176Lu/176Hf e 176Hf/177Hf de 0.0336 e 0.282785, respectivamente, bem como as idades
206Pb/238U previamente obtidas nos mesmos domínios dos cristais analisados.
1.6 – ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO
A presente dissertação será estruturada na modalidade de integração de artigo científico conforme normas do Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. A seguir está apresentado um breve resumo dos capítulos que compõem essa dissertação:
Capítulo 1 – Introdução: apresentação da proposta de trabalho, da localização dos corpos máficos investigados, bem como dos objetivos e metodologias utilizadas.
Capítulo 2 – Cenário Geológico: compilações dos aspectos geológicos da área de estudo, das ocorrências e dos trabalhos anteriores de caracterização dos corpos máficos no contexto geotectônico onde o projeto está inserido.
Capítulo 3 – Ambientes Tectônicos e Padrões Geoquímicos de Intrusivas Máficas: compilação das características gerais de rochas máficas intrusivas de determinados ambientes tectônicos e suas assinaturas químicas.
Capítulo 4 – Artigo Científico: apresentação dos resultados e considerações mais relevantes obtidas a partir das caraterizações petrológicas, geoquímicas e geocronológicas, desenvolvidas durante o trabalho.
Capítulo 5 – Apresenta resultados adicionais obtidos na realização do trabalho não contemplados no artigo científico.
Capítulo 6 – Discussões: apresenta pontos de discussão pertinentes aos resultados obtidos.
CAPÍTULO 2
CENÁRIO GEOLÓGICO
2.1 – CONTEXTO GEOTECTÔNICO
A área onde ocorrem os corpos intrusivos máficos objetos de investigação deste trabalho compreende porções da serra do Espinhaço Central, envolvendo rochas cristalinas do embasamento, bem como rochas metassedimentares da cobertura paleo/mesoproterozoica do Supergrupo Espinhaço. Do ponto de vista geotectônico, área de estudo está inserida no extremo noroeste da faixa de dobramentos Araçuaí, que constitui a feição tectônica correspondente à porção externa do orógeno Araçuaí-Congo Ocidental, edificado à margem sudeste do cráton do São Francisco durante o evento orogênico Brasiliano-Pan Africano (Almeida 1977; Heilbron 2004).
O cráton São Francisco também é bordejado por outras faixas marginais neoproterozoicas (Faixa Brasília, Riacho do Pontal, Rio Preto e faixa Sergipana) (Almeida 1977). Enquanto a porção cratônica é interpretada como a unidade tectônica estável (Almeida 1977; Alkmim et al. 1993), preservada das deformações do Ciclo Brasiliano (neorproterozoico), as faixas compreendem os terrenos deformados durante esse evento, constituindo sistemas de falhas e dobras com vergência no sentindo do cráton. Juntos, o cráton e as faixas constituem o bloco São Francisco (Figura 2.1), definido por Danderfer et al. (2015) para representar esquematicamente o limite que abriga os terrenos deformados e indeformados que constituíam o embasamento e as coberturas antes das configurações modeladas no ciclo brasiliano.
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A situação geotectônica na qual está inserida a área de ocorrência dos corpos máficos investigados nesse trabalho está ilustrada no mapa apresentado na Figura 2.1. Além disso, estão representadas outras importantes ocorrências de diques máficos localizadas no contexto do cráton São Francisco e faixa Araçuaí.
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2.2 – INTRUSIVAS MÁFICAS DO ESPINHAÇO CENTRAL
2.2.1 – Trabalhos anteriores
A porção central que separa os domínios Setentrional e Meridional do Espinhaço é a mais carente de trabalhos e investigações de caráter geológico. A maior parte das informações disponíveis emana de trabalhos de mapeamento regional, em geral de pequena escala, que acabam por abranger essa porção.
Dentre os trabalhos existentes, destacam-se os estudos realizados por Schobbenhaus (1972b) que compilou as características geológicas no segmento da Serra do Espinhaço compreendido entre Porteirinha e Monte Azul, no extremo norte de Minas Gerais. Posteriormente, Schobbenhaus (1972c) apresentou novas contribuições à geologia da área, ao desenvolver um estudo geoeconômico preliminar do depósito de ferro do Rio Peixe Bravo.
O projeto Leste do Tocantins/Oeste do Rio São Francisco – Projeto LETOS (Costa et al. 1976), desenvolvido pela parceria entre companhias de pesquisa, abrangeu entre outras localidades, a porção central da cordilheira do Espinhaço, apresentando dados do mapeamento em escala 1:250.000. Esse trabalho consistiu em um dos primeiros levantamentos sistemáticos realizados nessa região.
Outros projetos de mapeamento também foram realizados, posteriormente, contribuindo para os estudos litoestratigráficos da área. Dentre esses trabalhos, pode-se destacar aqueles dedicados à geologia da folha SD- 23 Brasília realizados por Bruni et al. (1976), Fernandes et al. (1982) e Souza et
al. (2004).
Informações mais refinadas acerca da geologia do Espinhaço Central foram obtidas em mapeamentos de maior detalhe, realizados em escala 1: 50.000, como o Projeto Porteirinha-Monte Azul (Drumond et al. 1980), o Projeto Rio Pardo de Minas e o trabalho de Knauer et al. (2007). Este último realizado em escala 1:100.000 na área limitada pela Folha Monte Azul (SD.23-Z-D-II).
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2.2.2 – Ocorrências
No domínio do Espinhaço Central, a ocorrência das rochas máficas intrusivas foi registrada logo nos primeiros trabalhos desenvolvidos na área recebendo denominações diversas como “anfibolitos diabasóides”, intrusivas básicas de Pflug (1965) e até “doleritos”. No projeto Letos (Costa
et al. 1976), essas rochas foram descritas como diques, stocks, lopólitos, lacólitos e soleiras alojadas
em rochas do Supergrupo Espinhaço inferior. De acordo com Drumond et al. (1980), na área do Projeto Porteirinha-Monte Azul essas rochas afloram amplamente na região da folha Monte Azul, em raros afloramentos a nordeste da Folha Mato Verde e em outros pontos localizados a sudeste dessa folha e a nordeste da Folha Serra Branca. Knauer et al. (2007) ressalta que embora as ocorrências sejam relativamente comuns, afloramentos contínuos são raros e que na maioria das vezes, essas rochas aparecem como blocos e matacões rolados. Ainda de acordo com Knauer et al. (2007), as rochas máficas foram metamorfizadas na fácies xisto verde, constituindo corpos de metagabros e metadiabásios.
Segundo Drumond et al. (1980), as melhores exposições dessas rochas podem ser encontradas nas localidades de Passagem Larga (Folha Mato Verde), Chapéus, Rio Esfriado e Paio. Ainda, que quando intrusivas na forma de stocks ou plugs, essas rochas exibem um relevo caracterizado por colinas arredondadas que se destacam nas superfícies aplainadas, desenvolvendo solos avermelhados e pouco espessos.
Outras ocorrências de rochas ígneas foram mapeadas em trabalhos mais recentes realizados nesse domínio. Costa (2013) identificou a presença de uma soleira máfica nos domínios da Serra Geral intrudindo quartzitos Grupo Sítio Novo. Bersan (2015) também registrou ocorrências de rochas máficas, na forma de sills e diques, intrudindo as rochas siliciclásticas dessa unidade, bem como cortando o embasamento nas mediações de Monte Azul, especificamente restritas à região da Serra do Ginete. Outras intrusões concordantes foram mapeadas em rochas do Grupo Terra Vermelha, aflorando na porção nordeste da Folha Monte Azul (SD.23-Z-D-II). Essas três ocorrências foram definidas como objetos dos estudos propostos nesse trabalho.
2.2.3 – Aspectos petrográficos
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Ainda de acordo com Knauer et al. (2007), a composição mineralógica predominante é anfibólio (hornblenda, 75 – 95%), plagioclásio (3 - 18%) e quartzo (raro a 10%). Ocorrem também, granada (1- 5%), moscovita (raro a 2%) e carbonato (raro a 1%), e como acessório aparecem titanita, biotita, opacos e epidoto. A textura observada em lâminas delgadas é nematoblástica, equigranular fina a grossa. No entanto, Knauer et al. (2007) identificaram a ocorrência de um grande corpo de metagabro, a oeste de Monte Azul, exibindo textura porfirítica caracterizada pela associação entre plagioclásio e piroxênios (ou remanescentes destes minerais) dispersos numa matriz fina de plagioclásios e secundariamente, anfibólio, clinopiroxênio, moscovita, epidoto e opacos.
Esses autores ainda destacam a constante predominância de anfibólio, produto da uralitização dos piroxênios e a presença de outros minerais metamórficos originados em grau baixo.
2.2.4 – Litogeoquímica
Estudos geoquímicos mais aprofundados sobre a natureza da fonte e características do magmatismo original ainda não havia sido desenvolvidos. O que se dispunha até a realização do presente trabalho para as rochas máficas desse domínio, eram analises normativas baseadas em 13 analises químicas realizadas em amostras coletadas na área da Folha Monte Azul. Dessas amostras, 5 são provenientes do trabalho de Drumond et al. (1980) e as 8 restantes foram coletadas e analisadas no trabalho de Knauer et al. (2007).
As amostras analisadas por Drumond et al. (1980) incluem metadiabásios a metagabros de textura fina a média, com fenocristais de plagioclásio e uralitização intensa dos piroxênios. A classificação normativa mostra a presença de gabros, gabros com nefelina e nefelina-monzogabro.
Para as amostras coletadas por Knauer et al. (2007), a classificação normativa indica a presença de gabros típicos, via de regra, afetados por processos metamórficos de baixo grau, além de monzogabros, compostos por piroxênio, anfibólio, fenocristais de feldspato e pouco quartzo. Ainda, considerando os minerais normativos, duas amostras apresentaram composições que não correspondem a gabros ou rochas afins, sendo classificadas como granodioritos.
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Knauer et al. (2007) sugeriram que tais características poderiam ser estendidas para os corpos mapeados no domínio central.
2.2.5 – Idades
A ausência de informações geocronológicas para as rochas máficas do Espinhaço Central ainda representava uma lacuna no entendimento geológico da área. A suíte metaígnea Pedro Lessa no Espinhaço Meridional foi definida por Knauer (1990) para englobar rochas intrusivas básicas, de idade toniana, usualmente na forma de diques ou soleiras. Devido à proximidade geográfica e à similaridade petrográfica com os tipos encontrados na porção central do Espinhaço, Knauer et al. (2007) propôs que os corpos máficos do Espinhaço Central também pertenciam a esta suíte, com idades e características semelhantes.
No entanto, não havia dados geocronológicos disponíveis que efetivamente comprovassem essa correlação. Tal fato é investigado no presente trabalho, a partir de estudos geocronológicos precisos que permitem uma interpretação mais consistente.
2.3 – OUTRAS INTRUSIVAS MÁFICAS
2.3.1 – Espinhaço Setentrional
A ocorrência de rochas intrusivas máficas também é reportada nos domínios do Espinhaço Setentrional. De acordo com Costa & Silva (1980), o Grupo Oliveira dos Brejinhos, de idade mesoproterozoica, é tipicamente cortado por diques e sills básicos, com direção aproximadamente N-S, que se estendem em dezenas de quilômetros ao longo dessa unidade. Por outro lado, no Grupo Santo Onofre, representado por unidades mais jovens, de idade neoproterozoica, a presença dessas rochas máficas intrusivas não foi observada.
Tal fato também foi notado em trabalhos anteriores realizados por Costa et al. (1976) e Inda & Barbosa (1978), levando esses autores a separarem o Supergrupo Espinhaço em duas unidades distintas: uma inferior, cortada por intrusivas máficas e uma superior, isenta dessas rochas.
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O modo de ocorrência mais comum das rochas máficas nesse domínio é na forma de sills descontínuos, sem deformações significativas. As espessuras dessas intrusões não são bem definidas, uma vez que seus contatos com as encaixantes raramente são vistos (Teixeira 2008). Nos afloramentos estão descritos como blocos arredondados, localizados predominantemente nas encostas e também ao longo de algumas drenagens. No entanto, também podem ocorrer como diques cortando as unidades litoestratigráficas já mencionadas.
Embora essas ocorrências sejam relatadas em diversos trabalhos e relatórios de mapeamento, as características gerais e aspectos petrográficos dessas intrusões máficas, geralmente estão suscintamente descritas, sem riqueza de detalhes. Possivelmente, devido à diversidade de unidades litoestratigráficas identificadas em trabalhos de mapeamento de grandes áreas, com baixa representatividade das intrusivas máficas em relação às demais.
De acordo com Costa & Silva (1980), as intrusivas máficas são representadas predominantemente por gabros e diabásios, com texturas ígneas preservadas ou não, localmente exibindo uma xistosidade, restrita a larguras métricas. As descrições petrográficas revelam que essas rochas gabróicas apresentam estruturas de acamamento magmático incipiente, com granulação média a grossa e são compostas, essencialmente, por clinopiroxênio, ortopiroxênio e plagioclásio (labradorita) (Teixeira 2008).
Segundo as descrições de Teixeira (2008), o piroxênio ocorre como grandes cristais, com ripas de feldspato preenchendo os espaços entre os minerais máficos. Por vezes, esses últimos também aparecem como inclusões em cristais de piroxênio. A olivina também pode estar presente. Para os minerais máficos, existe uma predominância dos clinopiroxênios em relação aos ortopiroxênios. Texturalmente, além de estruturas ígneas cumuláticas, também são observadas texturas ofíticas a subofíticas e intergranular.
Ainda de acordo com este autor, as rochas máficas, frequentemente, encontram-se hidrotermalizadas, podendo ocorrer zonas estreitas de metamorfismo termal materializadas como hornfels, com presença de actinolita-tremolita substituindo os piroxênios, além de plagioclásios saussuritizados, micas e outros minerais secundários. Além disso, essas rochas exibem transformações metamórficas e deformacionais em intensidades variáveis, e em função disso, apresentam conteúdo mineralógico e químico distintos. Nas regiões poupadas da deformação ou pouco deformadas, a textura primária das rochas encontra-se preservada, em locais em que se encontram significativamente deformadas, exibem uma xistosidade fina (Costa & Silva 1980).
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aflorantes na Chapada Diamantina e Espinhaço Setentrional. O objetivo principal era conduzir uma caracterização geoquímica dessas rochas, visando identificar diferenças e semelhanças entre as intrusivas máficas do norte do Espinhaço e aquelas da Chapada Diamantina.
Os resultados obtidos por Teixeira (2008) revelaram padrões geoquímicos distintos, levando este autor a individualizá-las em dois conjuntos diferentes. A caracterização foi baseada principalmente nas razões entre elementos incompatíveis. Com base nesses critérios, este autor evidencia a presença de pelo menos dois líquidos distintos, sendo que aquele que deu origem aos corpos do Espinhaço seria menos diferenciado, rico em Mg e com características cumuláticas.
Apesar das características que as diferenciam, as amostras de ambos os domínios apresentam composições químicas, que no diagrama AFM (Irvine & Baragar 1971) e no diagrama de Jensen (1976), estão posicionadas no campo toleítico. No diagrama ternário TiO2 – Nb/3 – Th (Holm 1985),
quase todas as amostras de rochas máficas foram classificadas como magmatismo do tipo margem, característico de fases iniciais de rifte (Teixeira 2008).
No que se refere aos estudos geocronológicos, vale ressaltar que a datação de rochas máficas é, de certa forma, dificultado em função da menor ocorrência de minerais apropriados para obtenção de idades radiométricas nesse tipo de rocha. Por conseguinte, as datações obtidas para as rochas máficas ao longo da serra do Espinhaço Setentrional até o momento, ainda são reduzidas e carecem de novas contribuições para interpretações mais consistentes.
As primeiras idades radiométricas apresentadas para as rochas máficas do Espinhaço Setentrional foram obtidas por Távora et al. (1967), pelo método potássio-argônio (K-Ar), em metabasitos intrusivos em unidades quartizíticas no extremo leste da serra do Espinhaço, indicando que a cristalização desses magmas ocorreu em torno de 1.000 ± 100Ma. No entanto, neste mesmo projeto, outros corpos apresentando características químicas e petrológicas muito semelhantes foram datados, fornecendo idades mais jovens, entre 580 e 680 Ma.
Cabe aqui ressaltar que idades de cristalização obtidas pelo método potássio-argônio devem ser consideradas com cuidado, dada as restrições desse método e sua sensibilidade a processos de alteração hidrotermal e metamorfismo.
Posteriormente, o trabalho de Teixeira (2008) apresentou idades calimianas para alguns corpos máficos que cortam as rochas do grupo Oliveira dos Brejinhos. A idade foi obtida pelo método U-Pb (via laser ablation em grãos de zircão), indicando cristalização em 1496 ± 3.2 Ma.
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indicaram cristalização em torno de 850 Ma. Nesse trabalho, os autores sugeriram que o registro desse magmatismo poderia estar associado a fragmentação do supercontinente Rodínia.
2.4.2 – Espinhaço Meridional
Dentre os segmentotos da Serra do Espinhaço, a porção meridional é a que apresenta o maior volume de trabalhos de caráter geológico. Desde o início do século XVIII com a descoberta de depósitos diamantíferos nas mediações da atual cidade de Diamantina, vários estudos geológicos foram concentrados nessa região. Com o passar dos anos, novos trabalhos foram realizados (Renger 1979; Dossin et al. 1984; Knauer 1990; Renger & Knauer 1995; Knauer 1999; etc), contribuindo de maneira significativa para compor o robusto acervo geológico disponível até o momento.
Apesar do grande número de trabalhos publicados acerca da geologia regional da área, as referências mencionadas nesse tópico serão as mais relevantes para o estudo das rochas intrusivas máficas.
No prolongamento meridional do Espinhaço, as rochas máficas aflorantes são principalmente de dois tipos: os xistos verdes que variam de clorita xistos até anfibólio-epidoto clorita xistos, aflorando como corpos concordantes e às vezes como diques de direção E-W; e os metagabros, de granulação média que afloram como diques, sills e stocks, com orientação preferencial N-S (Uhlein 1991). Uhlein & Quemeneur (2000) defendem que os xistos verdes são produto de rochas vulcânicas equivalentes aos metagabros da Suíte Pedro Lessa representando, portanto, os primeiros pulsos do magmatismo original. Neste trabalho, maior ênfase será dada às características dos metagabros que constituem as rochas máficas de natureza plutônica da área.
Segundo Uhlein & Quemeneur (2000), na porção centro-oriental do Supergrupo Espinhaço, mais precisamente nos arredores do povoado de Pedro Lessa, entre Datas e Serro, ocorrem expressivas quantidades de corpos máficos que afloram como sills intrudindo os quartzitos da Formação Sopa-Brumadinho. Essas rochas variam de diabásios a gabros, de cor verde escura, granulação fina a grossa e textura, predominantemente, equigranular, por vezes, porfirítica. Alguns corpos apresentam caráter maciço com feições ígneas preservadas e esfoliação esferoidal, enquanto outros exibem xistosidade protomilonítica bem desenvolvida. Uhlein & Quemeneur (2000) também investigaram os efeitos da deformação brasilisiana nas rochas máficas do Espinhaço Meridional, constatando que os corpos foliados apresentavam foliações muito similares a das rochas encaixantes, indicando, portanto, que seriam pré-tectônicos em relação ao evento orogenético brasiliano.
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denominada Suíte Pedro Lessa. Conforme já mencionado, os metagabros podem ser individualizados em dois tipos, aqueles menos deformados de aspecto maciço, e os mais deformados exibindo foliação.
De acordo com Queiroga et al. (2012), petrograficamente, os metagabros menos deformados são compostos por anfibólio (60%), plagioclásio (25%), quartzo (5%), clorita (5%) e titanita (3%). A presença de anfibólio (actinolita) e plagiclásios saussuritizados indicam que essas rochas experimentaram metamorfismo de baixo grau. No entanto, a recristalização metamórfica não foi completa, já que o plagioclásio ainda preserva o hábito tabular euédrico com maclas polissintéticas originais. Já os metagabros mais afetados pela deformação caracterizam-se por apresentar textura, predominantemente fina, com microestrutura porfiroclástica e matriz nematoblástica. Em geral, são compostos por anfibólio (55%), plagioclásio (30%), quartzo (5%) e minerais opacos (5%). Clorita aparece como mineral secundário e zircão é o principal acessório. O plagioclásio ocorre como porfiroclastos com características magmáticas ou como pequenos cristais na matriz fina. Já os anfibólios são secundários e definem a foliação da rocha.
Alguns trabalhos também se dedicaram às características químicas das rochas máficas desse domínio (Hoppe et al. 1983; Silva et al. 1992). Biondi (1979) interpretou essas rochas como toleítos continentais e basaltos alcalinos. Mais tarde, Uhlein (1991), através da análise de elementos maiores e traços, interpretou que os metagabros representavam toleítos continentais associados ao processo de rifteamento que antecedeu a deposição dos sedimentos do Grupo Macaúbas. Silva et al. (1995) também estudaram as características litoquímicas dessas rochas, porém, os dados mais recentes acerca desse tema foram apresentados por Queiroga et al. (2012). Segundo estes autores, as análises de amostras de rocha da Suíte Pedro Lessa também indicam um protólito ígneo de assinatura toleítica, assim como já observado por outros autores. Os diagramas discriminatórios de ambientes tectônicos indicaram, para a maioria das amostras, origem em ambiente intraplaca continental. Além disso, os valores da razão Ti/Zr dessas rochas máficas sugerem um fonte mantélica semelhante àquelas que dão origem aos basaltos continentais.
Com relação aos dados geocronológicos, as primeiras idades apresentadas para as intrusivas máficas da Suíte Pedro Lessa foram obtidas por Machado et al. (1989), a partir de datações U-Pb em baddeleíta, fornecendo uma idade de cristalização de 906± 2 Ma, conforme já mencionado. Estudos geocronológicos pelo método U-Pb em zircão (LA-MCICPMS) realizados durante o Projeto Espinhaço (Fundep/Petrobrás) em rochas gabróicas da região de Pedro Lessa também apontaram uma idade de cristalização toniana, apresentando idades de 933± 20 Ma (Queiroga et al. 2012).
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fragmentação do Supercontinente Gondwana durante o Mesozoico. Essas rochas não apresentam evidências de deformação e metamorfismo, e não pertencem à Suíte Pedro Lessa.
2.4.3 – Chapada Diamantina
Rochas intrusivas máficas também foram reconhecidas na região da Chapada Diamantina desde os trabalhos pioneiros da SUDENE na década de 1960. Posteriormente a estes estudos, somaram-se outros trabalhos de cunho geoquímico e geocronológico que acrescentaram importantes informações acerca da natureza e colocação desses corpos máficos.
De acordo com Teixeira (2008), um magmatismo máfico de idade calimiana está disseminado ao longo de toda a Chapada Diamantina, materializando-se como corpos intrusivos principalmente nas formações dos grupos Rio dos Remédios e Paraguaçu. A forma de ocorrência mais frequente é representada por sills descontínuos, de composição gabróica, sem deformações visíveis e com espessuras indefinidas, uma vez que seus contatos com as rochas encaixantes não são claros. Ocorrências significativas de rochas máficas também foram registradas e caracterizadas por Babinski
et al. (1999) no extremo oeste da Chapada, na zona da antiforme de Brotas de Macaúbas (12°00 S,
42°34’ W). Tais ocorrências estão materializas na forma de soleiras encaixadas nos arenitos da Formação Mangabeiras que constituem a porção média do Grupo Paraguaçu.
Petrograficamente, os afloramentos típicos constituem-se de gabros com textura intergranular, compostos por cristais euédricos a subédricos de plagioclásios com piroxênio (titano-augita) intersticial. Texeira (2008) ressalta que diferente do que ocorre nas máficas do Espinhaço Setentrional, as rochas da Chapada Diamantina não evidenciam acamamento magmático e não apresentam olivinas, nelas predominando plagioclásio e augita. Porém, assim como na região do Espinhaço, essas rochas frequentemente aparecem hidrotermalizadas com presença de actinolita, plagioclásios saussuritizados e outros minerais secundários.
Estudos geoquímicos (Teixeira 2000, 2005 e 2008) realizados em rochas intrusivas da Chapada Diamantina revelaram que a grande maioria dos corpos máficos mapeados em toda a extensão da Chapada guardam uma assinatura típica de rochas toleíticas continentais. As razões Ti/Zr elevadas, em torno de 130, além de outras características químicas, refletem uma maior diferenciação e provável contaminação crustal (Teixeira 2008). Baseado nas características gerais dessas rochas, este autor ainda sugere que elas teriam sido formadas num ambiente de rifte, originado em resposta a atuação de uma pluma mantélica.
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de 1514 ± 22Ma para essas rochas. Idades semelhantes foram obtidas, mais tarde, para outros corpos máficos em diferentes domínios da área. Guimarães et al. (2005b) apresentaram a idade de 1496 ± 3.2 Ma para um sill básico mapeado na localidade de Lagoa do Dionísio. Battilani et al. (2005) também registraram idades calimianas em diques e sills que intrudem a formação Tombador, sugerindo que a grande maioria dos corpos máficos da Chapada Diamantina pertençam a um mesmo evento magmático ocorrido em torno de 1500 Ma.
Recentemente, Silveira et al. (2013) também apresentaram idades de 1501.0±9.1Ma para diques máficos que ocorrem na porção central da Chapada Diamantina, intrudindo rochas mesoproteroicas do Grupo Paraguaçu e o embasamento arqueano, o que corrobora a proposta de Battilani et al. (2005).
2.4.4 – Embasamento do Cráton São Francisco
Os terrenos arqueanos e paleoproterozoicos que constituem o embasamento do cráton São Francisco também abrigam significativas ocorrências de rochas intrusivas máficas. Esses corpos estão agrupados em complexos acamadados ou em enxames de diques máficos que ocorrem encaixados em rochas, principalmente, proterozoicas. Oliveira & Knauer (1993) apresentaram uma revisão das principais ocorrências de rochas máficas, com ênfase nos complexos máfico-ultramáficos e nos enxames de diques máficos que ocorrem no interior do cráton. Posteriormente, outros estudos (Chaves & Correia-Neves 2005a, 2005b; Chaves 2014; Girardia et al. 2014) também apresentaram novos dados, promovendo avanços no entendimento do significado tectônico desses corpos ígneos no contexto da evolução do cráton São Francisco.
A seguir, uma breve compilação acerca dos principais enxames de diques máficos do cráton São Francisco está apresentada.
Diques máficos do embasamento setentrional do cráton São Francisco
A grande maioria dos diques máficos intrusivos do cráton São Francisco apresenta idades pré-cambrianas, desde o Paleoproterozoico até o Neoproterozoico. Segundo Oliveira & Knauer (1993), dentre os representantes do Paleoproterozoico, estão os enxames de Uauá, Aroeira e Salvador (parte). Os mesoproterozoicos são representados pelos diques do vale do Rio Curaçá e alguns corpos de Pará de Minas e do Espinhaço. Por fim, os diques neoproterozoicos são representados pelos enxames de Salvador, Ilhéus-Olivença e outros localizados nas adjacências da Serra do Espinhaço. Ainda de acordo com esses autores, as melhores exposições ocorrem na porção baiana do cráton, onde as relações de contato são mais nítidas e as rochas estão menos intemperizadas.
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alterações metamórficas. Desde os primeiros estudos radiométricos (Leal & Teixeira 1992) realizados a partir de análises Rb-Sr, dois conjuntos de idades já haviam sido reconhecidos; um mais antigo, metamorfizado, de composição norítica, apresentando idades em torno de 2.38 Ga, e outro mais recente cujos dados Rb-Sr revelaram uma idade de 1.98 Ga. No entanto, tendo em vista as limitações dessa metodologia, os próprios autores reconheceram que os diques mais jovens também poderiam ter se colocado mais tardiamente. Tal fato foi confirmado recentemente por Oliveira et al. (2013) que apresentaram idades mais precisas para os diques máficos de Uauá, baseados em análises U-Pb em badeleíta e zircão. As idades obtidas foram de 2726.2±3.2 Ma e 2623.8±7.0 Ma para os diques mais antigos e mais jovens, respectivamente. Esses autores ainda sugerem que esses diques possam estar relacionados à fragmentação do supercráton arqueano existente na época.
Os diques mesoproterozoicos do vale do Curaçá, que ocorrem intrudindo ortognaisses transamazônicos, também foram alvos de vários estudos geológicos. Recentemente, porém, foram publicadas as primeiras idades precisas para essas rochas, a partir de datações em badeleítas pelo método U-Pb. As idades apresentadas por Silveira et al. (2013) indicaram cristalização em 1506.7±6.9 Ma. Idades similares de 1501.0±9.1Ma também foram apresentadas nesse trabalho para rochas máficas localizadas na região da Chapada Diamantina, o que segundo estes mesmos autores, corrobora a hipótese de que esses corpos máficos registram eventos de distensão que marcariam a fragmentação do supercontinente proterozoico, denominado Columbia. De um modo geral, as características geoquímicas desses corpos máficos apresentam similaridades com basaltos toleíticos cujas composições são controladas pela presença de piroxênios cálcicos, olivina e plagioclásio.
Já no Neoproterozoico, o enxame de Ilhéus-Olivença representa uma das melhores exposições de diques máficos do cráton São Francisco. Segundo Oliveira & Knauer (1993), os diques intrudem granulitos paleoproterozoicos e ocorrem principalmente na costa entre Ilhéus e Olivença. Renne et al. (1990) apresentaram as primeiras idades Ar-Ar para esses diques indicando idades entre 1.01 e 1.07 Ga. Outros corpos neoproterozoicos também foram mapeados no enxame de Salvador e as idades apresentadas por D’Agrella Filho et al. (1990) para os corpos não foliados indicaram cristalização em aproximadamente 1.0Ga.
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Diques máficos do embasamento meridional do cráton São Francisco
Vários corpos máficos também foram reconhecidos na porção mineira do cráton São Francisco. No entanto, devido à complexa evolução tectônica experimentada por essa região, a maioria deles passou por um ou mais estágios de deformação, implicando em alterações texturais e mineralógicas que obliteraram suas características originais (Oliveira & Knauer 1993).
Com base na distribuição das ocorrências dessas rochas na porção sul do cráton, alguns autores (Oliveira & Knauer 1993; Chaves 2013) agruparam os corpos máficos por regiões: 1) diques da região de Lavras; 2) de Paraopeba; 3) do Quadrilátero Ferrífero (Pará de Minas) e adjacências.
Dentre esses, as idades mais antigas (2658 ± 44 Ma) foram obtidas por Pinese (1997) para diques máficos do enxame de Lavras, localizado no extremo sul do Cráton São Francisco. Os corpos apresentam composição gabro-norítica e atravessam gnaisses e migmatitos arqueanos do Complexo Campo Belo. Do ponto de vista geoquímico, são classificados como basaltos e andesi-basaltos toleíticos. Este autor ainda propõe que esses corpos foram originados em condições de regime extensional, estabelecidas após o evento Rio das Velhas.
As rochas máficas que ocorrem na região de Paraopeba foram estudadas por Chaves & Correia-Neves (2005b) e correspondem a ortoanfibolitos e metadiabásios que cortam as rochas metamórficas do Complexo Belo Horizonte, Bonfim e Campo Belo, além de litotipos do Supergrupo Rio das Velhas. Anteriormente, idades radiométricas haviam sido obtidas para essas rochas por Chaves (2001), indicando que esses corpos foram cristalizados em torno de 2189 ±45 Ma (isócrona Rb-Sr). Esses autores afirmam, que até o momento, esse é o único enxame de diques máficos do cráton meridional originado em regime compressional, associado à orogenia Transamazônica (Cinturão Mineiro Riaciano) por volta de 2.1 Ga.
O trabalho de Silva et al. (1995) apresenta uma compilação das principais ocorrências de intrusivas máficas na região do Quadrilátero Ferrífero e adjacências. Segundo esses autores, com base em características petrográficas, geoquímicas e geocronológicas, três eventos de magmatismo básico podem ser distinguidos nessas regiões.
