Sim es et. al. (2014)

Sim es et. al. (2014)
Pesquisas em Geociências, 41 (2): 105-120, maio/ago. 2014
Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil
Geologia do Complexo Máfico-Ultramáfico Mata Grande, São Sepé, RS
ISSN 1518-2398
E-ISSN 1807-9806
Matheus Silva SIMÕES1, Ruy Paulo PHILIPP2, Milton Luiz Laquintinie FORMOSO2 & Eduardo CAMOZZATO3
1. Curso de Pós-graduação em Geociências, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Av. Bento Gonçalves,
9.500, Caixa Postal 15.001, CEP 91501-970, Porto Alegre, RS, Brasil. E-mail: [email protected]
2. Centro de Estudos em Petrologia e Geoquímica, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Av. Bento Gonçalves, 9.500, Caixa Postal 15.001, CEP 91501-970, Porto Alegre, RS, Brasil. E-mail: [email protected], [email protected]
3. CPRM - Serviço Geológico do Brasil, SUREG-PA. Rua Banco da Província, 105, CEP 90840-030, Porto Alegre, RS, Brasil. E-mail: eduardo.
[email protected]
Recebido em 07/2013. Aceito para publicação em 06/2014.
Versão online publicada em 12/08/2014 (www.pesquisasemgeociencias.ufrgs.br)
Resumo - O Complexo Máfico-Ultramáfico Mata Grande, localizado no município de São Sepé, porção NW
do Escudo Sul-rio-grandense, é uma intrusão acamadada com cerca de 5 km2 que mantém contatos por
meio de falhas normais com gnaisses do Complexo Cambaí ao SW, com os xistos magnesianos e serpentinitos do Complexo Arroio Lajeadinho a SE e com as rochas sedimentares da Bacia do Paraná a N. Neste
trabalho foram descritas três unidades de rochas cumuláticas: Unidade Máfica (UM), Unidade Ultramáfica (UUM) e Unidade Transicional (UT). A principal estrutura primária identificada nessas unidades é
um acamamento composicional/textural milimétrico a centimétrico e uma intercalação de camadas em
escalas de afloramento e regional. As rochas da UM cristalizaram a partir da acumulação de cristais de
plagioclásio e, em menor proporção, de olivina, além de fases minerais intercúmulus, que representam de
24 % a 41 % de líquido intersticial aprisionado nesta acumulação. Na UT, a acumulação de plagioclásio e
olivina ocorreu em proporções muito próximas, com uma menor proporção do líquido aprisionado (cerca
de 15 %). As amostras da UUM evidenciam uma acumulação principal de olivina com plagioclásio intercúmulus mais uma proporção do líquido intersticial (20 %). Todas as unidades do Complexo Mata Grande
são afetadas pelo metamorfismo de contato causado pelo Granito São Sepé, sob condições de temperatura
equivalentes às das fácies albita-epidoto hornfels e hornblenda hornfels. Feições de deformação subsolidus
indicam um processo de compactação durante a fase final de cristalização e resfriamento.
Palavras-chave: Cinturão Dom Feliciano, Terreno São Gabriel, Complexo Mata Grande, Magmatismo Máfico.
Abstract - Geology of the Mafic-Ultramafic Mata Grande Complex, São Sepé, RS. The Mata Grande
Mafic-Ultramafic Complex (MGC), located in São Sepé municipality, NW portion of the Sul-rio-grandense
Shield, is a 5 km2 layered intrusion bounded by normal faults southwest with the gneisses of the Cambaí
Complex, southeast with magnesian schists and serpentinites of the Arroio Lajeadinho Complex and in
north with the sedimentary rocks of the Paraná Basin. Three rock unities of cumulates are described in
this paper: Mafic Unit (MU), Ultramafic Unit (UMU) and Transicional Unit (TU). The preserved primary
structures are a compositional/textural millimetric to centimetric layering and an outcrop-scale or regional intercalation. The MU rocks crystallized from an accumulation of plagioclase crystals and, in less
proportion, olivine crystals, and also from intercumulus phases, representing 24 % - 41 % of the interstitial trapped liquid in the accumulation. In TU, plagioclase and olivine accumulation occurred in very
close proportions, with less trapped liquid proportion (~ 15 %). The UMU samples show olivine principal
accumulation, intercumulus plagioclase and trapped liquid (20 %). All MGC units are affected by contact
metamorphism caused by the São Sepé Granite, under albite-epidote hornfels and hornblende hornfels
temperature conditions. The subsolidus deformation features indicate a compaction process during the
stages of final crystallization and cooling.
Keywords: Dom Feliciano Belt, São Gabriel Terrane, Mata Grande Complex, Mafic Magmatism.
1 Introdução
As intrusões máfico-ultramáficas acamadadas
têm sido associadas a diferentes tipos de ambientes
tectônicos: riftes intracontinentais (Miller & Rippley,
1996; Iljina et al., 2001), riftes de margem continental
(McBirney, 1996; Gladcezenko et al., 1997; White et al.,
2008), LIPs (large igneous provinces) continentais (Fer-
ris et al., 1998; Ferré et al., 2002), províncias continentais anorogênicas (Eales & Cawthorn, 1996; McCallum,
1996), margens convergentes (Eyüboglu et al., 2010,
2011) e ambientes pós-colisionais (Huang et al., 2003,
2007; Azer & El-Gharbawy, 2011).
Os mecanismos responsáveis pelo acamamento
magmático são separados em cinco grupos principais:
1) mecanismos que operam durante a colocação do
105
Simões et al.
magma; 2) mecanismos que operam de acordo com os
padrões de convecção do magma; 3) mecanismos que
resultam de processos mecânicos; 4) mecanismos que
resultam das variações nos parâmetros intensivos (T, P,
PH O, fO ); 5) mecanismos que ocorrem durante os está2
2
gios finais de cristalização e resfriamento (Naslund &
McBirney, 1996).
Wager & Brown (1968) adotaram o conceito de
assentamento gravitacional de cristais baseado na
Equação de Stokes como principal mecanismo para a
formação de acamamento ígneo na Intrusão de Skaergaard. A equação foi aperfeiçoada por McBirney &
Noyes (1979), que a adaptaram para líquidos silicáticos
(não-Newtonianos). A deposição por “correntes turbidíticas” já foi atribuída para explicar características de
intrusões estratiformes que, em campo, se assemelham
com estruturas sedimentares (slumping, corte-e-preenchimento, inconformidade angular e truncamento
de camadas). Estas correntes de densidade teriam origem na queda de camadas do teto da câmara magmática (Irvine, 1974).
O modelo de assentamento gravitacional, após
uma análise cuidadosa da densidade e tamanho de grão
dos minerais em determinadas camadas de intrusões
estratiformes, torna-se questionável, pois a seleção dos
grãos não corresponde a uma seleção por mecanismos
hidráulicos. Isto sugere que o assentamento de cristais
em sistemas magmáticos não é completamente análogo aos processos de sedimentação clástica (Wilson,
1989). Modelos de acamamento dinâmico e por fluxo
magmático foram propostos para a Intrusão de Skaergaard (McBirney & Nicholas, 1997) e a identificação de
acamamento dinâmico e não dinâmico foi descrito para
o mesmo complexo (Boudreau & McBirney, 1997).
O Complexo Máfico-Ultramáfico Mata Grande
(CMG), localizado no município de São Sepé, porção
NW do Escudo Sul-rio-grandense (ESRG), é uma intrusão acamadada com cerca de 5 km2 que mantém
contatos através de falhas normais com os gnaisses do
Complexo Cambaí a SW, com as rochas sedimentares da
Bacia do Paraná a N e com os xistos magnesianos e serpentinitos do Complexo Arroio Lajeadinho a SE.
A primeira definição do CMG como Coronito de
Mata Grande (Issler et al., 1967) foi proposta por meio
de aspectos de campo, onde este foi descrito como um
maciço alongado de acordo com as estruturas regionais
NE, e por descrições petrográficas, com a identificação
de coronas de piroxênio e anfibólio em torno de cristais
de olivina. Dados geocronológicos pelo método K-Ar
apresentados por Issler et al. (1973) indicaram uma
idade paleoproterozoica da ordem de 2 Ga, posicionando o CMG na base da estratigrafia do ESRG. Posteriormente, Rego et al. (1994) utilizaram dados de química
de rocha total e química mineral em gabros e peridotitos do CMG, identificando um gap composicional no
teor de MgO entre ambos os litotipos, além de plagioclásios cálcicos e olivinas magnesianas (Fo85, An78 nos
peridotitos e Fo79, An73 nos gabros).
No mapeamento de parte da Folha Vila Nova na
escala 1:25.000 (UFRGS, 1997), o CMG foi incluso na
Sequência Arroio Lajeadinho do Complexo Bossoroca e
foram individualizadas duas fácies: gabroica e peridotítica. Na fácies gabróica foram descritas a estratificação
magmática primária (S0) no seu núcleo, marcada pelo
assentamento gravitacional dos cristais de plagioclásio,
e texturas cúmulus, intercúmulus e pós-cúmulus. Na
fácies peridotítica também foram descritas estruturas
magmáticas primárias de assentamento gravitacional
dos cristais de plagioclásio e, em ambas as fácies, foram
descritas coroas de reação da olivina com lamelas simples (piroxênio) ou duplas (ortopiroxênio e anfibólio).
O objetivo principal deste trabalho é apresentar
uma discussão sobre as relações de campo, a estratigrafia, os aspectos texturais e mecanismos de diferenciação do Complexo Mata Grande com base na integração do mapeamento geológico de detalhe com dados
estruturais e análise petrográfica.
2 Área, materiais e métodos
2.1 Geologia regional
O Escudo Sul-rio-grandense (ESRG), situado na
porção meridional da Província Mantiqueira (Almeida
et al., 1981), é dividido em quatro unidades geotectônicas (Chemale Jr., 2000; Hartmann et al., 2007): 1)
Terreno Taquarembó, paleoproterozoico retrabalhado
no Neoproterozoico; 2) Terreno São Gabriel, neoproterozoico com assinatura isotópica juvenil; 3) Terreno
Tijucas, gnaisses e metagranitos paleoproterozoicos
intercalados tectonicamente com rochas metassedimentares e metavulcânicas neoproterozoicas; e 4) Batólito Pelotas, composto por suítes e complexos graníticos neoproterozoicos com septos do embasamento
(Fig. 1A). O Terreno Taquarembó faz parte do Cráton
Rio de La Plata, enquanto as demais unidades constituem o Cinturão Dom Feliciano.
A área de estudo está posicionada no Terreno São
Gabriel (TSG), uma unidade geotectônica com caráter
juvenil, relacionada aos estágios de fechamento oceânico e edificação do arco magmático São Gabriel durante
o Ciclo Brasiliano (Figura 1B). A construção deste terreno ocorreu entre 880-650 Ma, durante a orogênese
São Gabriel (Babinski et al., 1996, 1997; Hartmann et
al., 2007, 2011; Philipp et al., 2008; Lena et al., 2014),
cujo pico colisional foi definido em torno de 715-719
Ma (Hartmann et al., 2011). O TSG é constituído por
uma associação de metagranitoides e ortognaisses de
composição diorítica a granodiorítica (Complexo Cambaí, 735-705 Ma), com septos de paragnaisses, xistos
magnesianos e serpentinitos (Complexo Cambaizinho),
intercalados com rochas máficas e ultramáficas e lentes de mármore, justapostos a sequências metavulcanossedimentares (Chemale Jr. et al.,1995; Babinski et
al. 1996; Hartmann et al., 2011). Este conjunto de ro-
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Pesquisas em Geociências, 41 (2): 105-120, maio/ago. 2014
chas é intrudido, pelas unidades da Suíte Lagoa da Meia
Lua (705-680 Ma), uma associação de gabros, dioritos,
tonalitos e granodioritos, com deformação no estado sólido restrita a algumas zonas de alto strain, que
ocorrem próximos a localidade de Vila Nova do Sul e na
Vila da Palma, município de São Gabriel (UFRGS, 1997;
Garavaglia et al., 2002). Os corpos desta suíte possuem
formas alongadas dispostas de acordo com a Zona de
Cisalhamento Dúctil Palma-Vila Nova do Sul de direção
N30-40oE, que corta o TSG. O último evento que afeta
o TSG é a intrusão de granitóides pós-colisionais pertencentes a orogênese Dom Feliciano (Babinski et al.,
1997; Chemale Jr., 2000; Hartmann et al., 2007).
Figura 1. Localização a contexto geotectônico. A) Principais unidades geotectônicas do sul do Brasil e do Uruguai. Zonas de Cisalhamento:
1- Itajai-Perimbó, 2- Major Gercino, 3- Santana da Boa Vista, 4- Dorsal de Canguçu, 5- Passo do Marinheiro, 6- Ibaré, 7- Sarandi Del Y, 8Sierra Ballena, 9- Cerro Amaro, 10- Arroio Grande. Fonte: Philipp et al. (2008), modificado de Hartmann et al. (2007) e Oyhantçabal et al.
(2010). B) Unidades geológicas do Terreno São Gabriel (modificado de Philipp et al., 2008).
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Simões et al.
O Complexo Máfico-Ultramáfico Mata Grande (Simões, 2012) constitui um corpo contínuo com forma
pouco alongada segundo a direção N-S, limitado ao norte, oeste e sul por falhas normais. As rochas do CMG foram separadas em três unidades distintas: unidade ultramáfica, unidade máfica e unidade transicional (Fig.
2). A unidade ultramáfica ocorre preferencialmente na
porção norte do corpo enquanto a unidade máfica é dominante. Na unidade máfica foram reconhecidas três
fácies petrográficas distintas caracterizadas principalmente por variações granulométricas: (i) fácies equigranular fina a média, (ii) fácies equigranular média a
grossa e (iii) fácies heterogranular muito grossa. Estas
fácies apresentam uma disposição em camadas suborizontais. A disposição espacial das unidades e das fácies observadas caracteriza um corpo acamadado que
ainda apresenta sua forma original. Todas as unidades
apresentam acamamento composicional milimétrico
Figura 2. Mapa geológico da região de Mata Grande, a partir de UFRGS (1997) e Simões (2012).
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Pesquisas em Geociências, 41 (2): 105-120, maio/ago. 2014
a centimétrico caracterizado por variações modais de
fases como olivina, plagioclásio e piroxênio, comumente acompanhadas por mudanças texturais vinculadas à
variação do tamanho de grão (Fig.3A). O CMG é intrudido por injeções métricas de biotita sienogranitos equigranulares (IC ~5) com quartzo globular pertencentes
ao Granito São Sepé, cujo corpo principal dista cerca de
2 km da área estudada.
A Unidade Máfica (UM) é composta por olivina
gabronoritos com hornblenda, hornblenda noritos e
metagabros, apresentando uma variação composicional e textural bem definida que permitiu sua separação
em três fácies principais. A Fácies Equigranular Fina
a Média (FEFM) apresenta textura equigranular hipidiomórfica fina a média, com plagioclásio prismático
euédrico marcando uma foliação de forma representada pela orientação preferencial do seu maior eixo (Fig.
3B). Os minerais máficos são essencialmente piroxênio
e anfibólio com formas ameboides e olivina prismática
euédrica ou globular. A Fácies Equigranular Média a
Grossa (FEMG) mostra uma textura equigranular hipidiomórfica média a grossa, com plagioclásio prismático euédrico e piroxênio e anfibólio ameboides além
de olivina euédrica globular. É comum a presença de
Figura 3. Aspectos de campo e texturas macroscópicas do CMG. A) Acamamento composicional/textural na unidade máfica. B) Foliação
de forma do plagioclásio na FEFM da unidade máfica. C) Gabro da FEMG com foliação incipiente. D) Gabro da FMG sem foliação, com plagioclásio em textura poiquilítica como inclusão do piroxênio. E) Peridotito da UUM. F) Troctolito da UT com plagioclásio ameboide (Fotos:
Ruy Paulo Philipp).
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Simões et al.
estrutura maciça (Fig. 3C) ou acamamento composicional e textural, sendo a foliação de forma do plagioclásio
incipiente ou ausente. A Fácies Heterogranular Muito
Grossa (FMG) possui plagioclásio prismático euédrico
(2-7 cm), em textura subofítica nos piroxênios ou ameboide intergranular (Fig 3D); além de anfibólio prismático euédrico, localizadamente ameboide. A estrutura
das rochas é geralmente maciça, apresentando raramente foliação de forma dos plagioclásios. Em alguns
afloramentos, esta fácies possui injeções de dioritos de
granulometria muito fina, com contatos irregulares interlobados, contendo fragmentos de metagabros e xenocristais corroídos de plagioclásio. Em algumas exposições, as rochas da UM ocorrem cortadas por fraturas
retilíneas preenchidas por quartzo translúcido, podendo apresentar pirita e pirita+calcopirita disseminadas.
A Unidade Ultramáfica (UUM) é composta por
peridotitos (Fig. 3E) e serpentinitos de estrutura maciça, com plagioclásio ameboide intergranular, olivina
prismática euédrica ou globular, piroxênio e anfibólio
prismáticos ou ameboides.
A Unidade Transicional (UT) é constituída por
troctolitos e olivina noritos (Fig. 3F) compostos por
plagioclásio prismático ou ameboide intergranular,
marcando uma foliação de forma através da orientação
do seu maior eixo ou através de agregados milimétricos alongados, piroxênio e anfibólio ameboides e olivina prismática euédrica ou globular integranular. A expressão “Unidade Transicional” é utilizada para referir
as rochas nas quais o teor de plagioclásio ocorre muito próximo ao limite que define petrograficamente, os
campos entre peridotitos e melagabros de Streckeisen
(1973, 1976). Estas rochas são caracterizadas, ainda,
por um teor de magnetita muito mais alto que observado nas rochas da Unidade Máfica.
A disposição do acamamento ígneo e da foliação
de forma está afetada por falhas normais de direção
N50oE e N70oW (Fig. 4). O acamamento ígneo mostra
em geral, uma disposição suborizontal que, próximo a
zonas de falhas, apresenta-se basculado (Fig. 5). As relações de campo entre as unidades máfica, ultramáfica
e transicional do CMG são intercalações e repetições de
camadas tabulares. Estas intercalações são definidas
em escala métrica em afloramento por intercalações
de camadas suborizontais da unidade ultramáfica com
rochas da unidade máfica ou através de intercalações
regionais entre as três unidades.
Figura 4. Seção geológica ilustrativa do CMG (perfil indicado na fig. 2).
Figura 5. Estruturas planares do CMG: A) Estereograma dos polos de planos de acamadamento composicional ígneo primário e foliação de
forma mineral nas unidades do CMG. Os mergulhos são sub-horizontais (67,85 %) entre 2 e 22° e subverticais (32,15 %) entre 28 e 75°; N
= 28. B) Diagrama de contorno dos dados da figura A (densidade média = 1,33, densidade máxima = 11,2).
110
Pesquisas em Geociências, 41 (2): 105-120, maio/ago. 2014
2.2 Materiais e métodos
Na etapa de campo foram descritos 33 pontos e
compiladas informações de 44 pontos de UFRGS (1997)
para a confecção de um mapa geológico detalhado em
escala 1:10.000 da área de estudo. Foram selecionadas
14 novas amostras para a obtenção de lâminas delgadas e 01 seção polida junto ao Laboratório de Apoio
Analítico e Preparação de Amostras do Centro de Estudos em Petrologia e Geoquímica (CPGq) do Instituto de
Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do
Sul. As amostras foram descritas e fotografadas em um
microscópio de luz transmitida e refletida, marca MEIJI. Para determinar os valores percentuais de cada mi-
neral foi realizada uma contagem modal de 400 pontos
por lâmina e o teor de An dos plagioclásios foi medido
através da combinação das técnicas de macla simples e
dupla-macla.
3 Resultados
3.1 Petrografia
A percentagem modal calculada a partir da contagem de pontos é apresentada nas tabelas 1 e 2 para
as rochas que apresentam pouca transformação metamórfica na mineralogia primária das três unidades
amostradas.
Tabela 1. Resultado da contagem modal (400 pontos/lâmina) das amostras da UM. Fefm = fácies equigranular fina a média, femg = fácies
equigranular média a grossa; Plg = plagioclásio; Oliv = olivina; Hip = hiperstênio; Enst = enstatita; Aug = augita; Hb = hornblenda; Srp/boul
= serpentina/boulingita; Ser = sericita (mica branca); op = opacos (indiscriminados); Phl = flogopita; Qz = quartzo; Carb = carbonato; Idd
= iddingsita; Mag = magnetita; Talc = talco; Clin = clinocloro.
Unidade
Fácies
Amostra/Mineralogia
Plg
Oliv
Hip
Enst
Aug
Hb
Srp/boul
Ser
op
Phl
Qz
Carb
Idd
Mag
Talc
Clin
Total
fefm
MS – 32 A
55,3
14
5,8
0
10,5
8
2,3
1
2,5
0,3
0
0
0
Tr
0
0
100
Máfica
MS – 18 A
40
21
7
13
11,5
0
1
Tr
2
0
0
0
0
4,5
0
0
100
MS – 02 A
45
15
13
0
14
9
1
Tr
1
0
0
0
0
2
0
0
100
Transicional
MS – 25
MS –05 A
35
20
30,2
50,3
10
4,3
0
4,15
3
0
1
2
7
8
1
0,8
9
0,9
0
0
0
0
0
0
3,8
Tr
8
9,55
0
0
0
0
100
100
MS – 33 A
5,5
49,6
1,5
0
3,3
7
19,4
0,6
1
2
0
0,5
0
9,6
Tr
0
100
femg
MS – 17 A
55
15,5
12
0
5
10
1
Tr
0,8
0
0
0
0
0,7
0
0
100
MS – 22 B
42,5
0
0
0
0
43,5
0
Tr
9,5
2
Tr
2,5
0
Tr
0
0
100
Ultramáfica
PMG - B
7
49,5
4,5
4,5
7
5
14,5
Tr
Tr
0
0
0
0
7
Tr
0
100
MS – 21 A
0
33,5
0
0
2
3
31,5
Tr
4
0
Tr
0,5
0
21
0
4,5
100
Tabela 2. Resultado da contagem modal (400 pontos/lâmina) das amostras da UT e UUM. Plg = plagioclásio; Oliv = olivina; Hip = hiperstênio; Enst = enstatita; Aug = augita; Hb = hornblenda; Srp/boul = serpentina/boulingita; Ser = sericita (mica branca); op = opacos (indiscriminados); Phl = flogopita; Qz = quartzo; Carb = carbonato; Idd = iddingsita; Mag = magnetita; Talc = talco; Clin = clinocloro.
Unidade
Amostra/Mineralogia
Plg
Oliv
Hip
Enst
Aug
Hb
Srp/boul
Ser
op
Phl
Qz
Carb
Idd
Mag
Talc
Clin
Total
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Simões et al.
3.1.1 Unidade Ultramáfica (UUM)
A UUM compreende peridotitos com diferentes
graus de serpentinização e alteração hidrotermal . Estes peridotitos são mesocumulados e heteroadcumulados de textura inequigranular média a grossa (Fig. 6a)
com o tamanho dos minerais essenciais entre 5 e 40
mm, cuja composição é de hornblenda wehrlitos e lherzolitos. Os ultramafitos podem ser maciços ou com a
olivina incipientemente orientada.
A olivina está presente como fase cúmulus com
tamanho médio de 1 mm e as suas fraturas de expansão cortam os minerais circundantes e são preenchidas
por serpentina, boulingita e/ou flogopita. O grau de
serpentinização é variável, com cristalização de magnetita + serpentina nas fraturas. O plagioclásio é uma
fase intercúmulus com teores de An em torno de An65.
O ortopiroxênio (Fig. 6C) é do tipo enstatita e tem forma esqueletal e amebóide anédrica no intercúmulus e
tamanho entre 2,5 e 5 mm. O clinopiroxênio é do tipo
augita, apresenta forma ameboide e anédrica, ocorrendo no intercúmulus com tamanho variando de 4 a
8 mm. Alguns cristais apresentam coroa de reação de
hornblenda. A hornblenda apresenta forma esqueletal
anédrica e tamanho médio de 4 mm. Seu pleocroísmo
varia do incolor ou amarelo claro ao castanho claro
avermelhado. A flogopita ocorre com tamanho médio
de 1 mm no intercumulus (Fig. 6B) com forma lamelar anédrica. Os opacos primários, que são magnetita e
cromita, cristalizaram-se em duas gerações e mostram
forma prismática e globular com tamanhos entre 0,01
e 2 mm. Estes ocorrem como inclusões nos demais minerais ou como fase intercúmulus na forma de schiller
na flogopita. A magnetita constitui agregados de minerais menores que 0,5 mm que ocorrem a partir do
processo de serpentinização da olivina. A serpentina
ocorre na forma de agregados fibro-lamelares, preenchendo as fraturas da olivina e originando as texturas
mesh e hourglass. A mica branca faz parte da paragênese do metamorfismo de contato e ocorre com tamanho entre 0,05 e 0,1 mm, preenchendo fraturas sobre
os plagioclásios e associada a agregados de carbonato
de 0,08 até 0,1 mm. A ordem de cristalização estimada para as rochas da UM é: magnetita 1 + cromita →
olivina → magnetita 2 + plagioclásio + ortopiroxênio +
clinopiroxênio → hornblenda→ flogopita. Os minerais
gerados pelo metamorfismo de contato são: serpentina, boulingita, magnetita, mica branca e carbonato.
Os serpentinitos da UUM possuem textura mesh
e hourglass (Fig. 6DF) com tamanho médio a grosso,
variando para talco serpentinitos ricos em magnetita,
ambos com estrutura maciça. A serpentina ocorre na
forma de agregados fibro-lamelares de 0,02 a 0,1 mm
de espessura ou como cristais de cerca de 5 mm. A textura mesh é formada pela substituição das olivinas juntamente com boulingita e iddingsita. Também se observa texturas do tipo interlocking, caracterizada pela
alternância perpendicular e paralela de agregados. A
olivina, quando preservada, é uma fase cúmulus com
forma globular e prismática subédrica. O clinopiroxênio possui tamanhos de até 5 mm e formas prismáticas
subédricas e apresenta schiller de minerais opacos nas
clivagens. Os opacos são, geralmente, magnetitas prismáticas euédricas de 0,1 a 0,8 mm, inclusas nas olivinas
ou na porção intergranular. O talco ocorre associado
com a serpentina na forma de agregados fibro-radiados
(Fig. 6E) de cristais com tamanho médio de 0,5 mm. O
clinocloro possui tamanho médio de 0,3 mm e forma
cristais lamelar subédricos a euédricos que ocorrem
entre os cristais de olivina. A tremolita constitui cristais prismáticos subédricos e euédricos com cerca de
0,2 mm. Em serpentinitos bastante alterados, o carbonato (dolomita e/ou magnesita) ocorre disseminado
na rocha na forma de agregados menores que 0,01 mm.
3.1.2 Unidade Transicional (UT)
A UT é composta por mesocumulados com composição de olivina noritos e troctolitos (Fig. 7A). Esses
apresentam textura equigranular hipidiomórfica média a grossa (2 a 3 mm). A estrutura é maciça ou podem
mostrar uma foliação de forma marcada pela orientação
dos cristais de plagioclásio. Os cristais de olivina apresentam coroas de reação de ortopiroxênio, clinopiroxênio e hornblenda (Fig. 7 B-D). Também se observa coroas de hornblenda envolvendo os cristais de piroxênios.
O plagioclásio apresenta teor de An entre An50 e
An62 e ocorre como fase cúmulus com a olivina que possui grau de serpentinização médio a muito alto (Fig.
7EF). O hiperstênio apresenta forma esqueletal e anédrica, em tamanho médio de 2 mm, ocorrendo como mineral intercúmulus. A enstatita possui forma ameboide
anédrica e ocorre no intercúmulus com tamanho médio
é de 2 mm, apresentando diagnosticamente, uma das direções de clivagem com inclusões de magnetita, caracterizando uma clivagem pontilhada. O clinopiroxênio é
do tipo augita e apresenta forma ameboide e anédrica,
ocorre no intercúmulus com tamanho médio de 3 mm.
A hornblenda possui forma esqueletal e anédrica, com
pleocroísmo de incolor ao castanho claro ou escuro. Os
minerais opacos (magnetita e cromita) têm forma prismática, são euédricos e subédricos (subordinadamente
aciculares e ameboides) com tamanho entre 0,1 e 0,6
mm. Localizadamente podem ocorrer com coroas de
reação de hornblenda. A iddingsita apresenta forma de
agregados fibro-lamelares de cerca de 0,04 mm e a serpentina ocorre como agregados fibro-lamelares de 0,02
a 0,08 mm de espessura. Por meio da alteração dos plagioclásios, a mica branca ocorre na forma de agregados
microgranulares de tamanho entre < 0,01 e 0,3 mm. A
ordem de cristalização dos minerais das rochas da UT
é descrita como: magnetita → olivina 1 ± plagioclásio 1
→ plagioclásio 2 ± olivina 2 → hiperstênio + enstatita +
clinopiroxênio → hornblenda. Os minerais gerados pelo
metamorfismo de contato são serpentina + magnetita +
iddingsita + mica branca.
112
Pesquisas em Geociências, 41 (2): 105-120, maio/ago. 2014
Figura 6. Fotomicrografias das amostras da UUM. A) Textura poiquilítica de olivina inclusa em oikocristal de hornblenda em peridotito
(LN). B) Flogopita intercúmulus em peridotito. C) Cristal de ortopiroxênio transformado parcialmente para hornblenda marrom. D) Textura pseudomórfica de serpentina substituindo olivina em serpentinito. E) Agregados fibro-radiais de talco em serpentinito. F) Textura
interlocking das serpentinas em serpentinito.
113
Simões et al.
Figura 7. Fotomicrografias das amostras da UT. A) Textura cumulática geral das rochas da UT. B) Coroa de hiperstênio em olivina. C) Olivina inclusa em oikocristal de clinopiroxênio. D) Cristal opaco com coroa de reação de hornblenda. E) Textura hourglass nos agregados de
serpentina. F) Agregados de serpentina e cristais de magnetita preenchendo as fratura da olivina.
114
Pesquisas em Geociências, 41 (2): 105-120, maio/ago. 2014
3.1.3 Unidade Máfica (UM)
Fácies equigranular fina a média
Esta fácies é representada por adcumulados e mesocumulados cuja composição é de olivina gabros com
hornblenda (Fig. 8A). Apresentam uma foliação de forma marcada pela orientação do plagioclásio e textura
equigranular hipidiomórfica fina a média (0,5 e 3 mm).
Também mostram texturas do tipo cúmulus em plagioclásio e em olivina, além de texturas intercúmulus de
ortopiroxênio, clinopiroxênio e hornblenda.
O plagioclásio tem forma prismática, é subédrico e
seu tamanho varia de 0,2 a 3 mm. A olivina tem forma
globular a ameboide, é subédrica e mostra tamanho variável entre 0,1 e 2,5 mm. O clinopiroxênio ocorre como
mineral intercúmulus. Sua forma é ameboide e anédrica, variando entre 3 e 5 mm. Opticamente, é um mineral incolor com clivagem muito bem marcada, tracejada
e com schiller de minerais opacos. O ortopiroxênio é do
tipo hiperstênio e apresenta forma esqueletal anédrica
e tamanho médio de 2,5 mm. A hornblenda ocorre com
tamanho médio de 1,5 mm e apresenta pleocroísmo de
castanho claro ao castanho escuro. Os minerais opacos
(magnetita + cromita) possuem forma prismática e tamanhos entre 0,02 e 0,4 mm, ocorrendo como inclusões
no plagioclásio. A magnetita é produto de alteração da
olivina, constitui agregados de minerais globulares menores que 0,01 mm. A ordem de cristalização para as
amostras desta fácies é: magnetita + cromita → plagioclásio 1 + magnetita → olivina + plagioclásio 2 → ortopiroxênio → clinopiroxênio → hornblenda. Os minerais
gerados pelo metamorfismo de contato são serpentina
+ boulingita + magnetita + mica branca.
Fácies equigranular média a grossa
Esta fácies é composta por adcumulados e mesocumlados com composição de olivina gabronoritos
com hornblenda e hornblenda-olivina noritos (Fig. 8B)
com textura equigranular hipidiomórfica média a grossa (2,0 a 10 mm).
O plagioclásio tem forma prismática alongada, é
subédrico e possui teor de An em torno de An60. Ocorre
como mineral cúmulus e como mineral intercúmulus,
quando mostra forma ameboide (~ 0,5 mm) ou como
inclusão em olivina e piroxênios na forma globular ou
prismática (0,15 a 0,6 mm). A olivina possui tamanho
médio é de 2,5 mm. A enstatita ocorre como mineral
intercúmulus com forma ameboide e esqueletal. O tamanho médio é de 2,5 mm. Nas suas bordas transforma-se irregularmente para anfibólio. O hiperstênio é
anédrico e tem forma esqueletal no intercúmulus com
tamanho médio de 3 mm. O clinopiroxênio tem forma
ameboide subédrica, e com tamanho médio de 4 mm.
Ocorre no intercúmulus e mostra clivagem bem marcada, preenchida por minerais opacos. A hornblenda tem
forma esqueletal, é anédrica e ocorre com tamanho médio de 5 mm. Os minerais opacos (magnetita + cromita)
são globulares a prismáticos (~ 0,08 mm) e ocorrem
como inclusão no plagioclásio cúmulus ou são agregados de magnetitas menores que 0,01 mm que ocorrem
associados à serpentinzação das olivinas. A serpentina
ocorre como agregados de espessura menor ou igual
a 0,05 mm nas fraturas da olivina. A mica branca está
presente na forma de agregados de cerca de 0,05 mm.
A ordem de cristalização observada é: magnetita + cromita + plagioclásio ± olivina → ortopiroxênio + clinopiroxênio + hornblenda. E os minerais gerados pelo
metamorfismo de contato são serpentina + iddingsita
+ magnetita e mica branca.
Fácies heterogranular muito grossa
As rochas da FMG são metagabros de textura heterogranular hipidiomórfica grossa a muito grossa
(Fig. 8CD) e estrutura maciça, subordinadamente com
foliação de forma dos plagioclásios. A mineralogia é
representada por plagioclásio cúmulus e intercúmulus, além de clinopiroxênio. A paragênese associada ao
metamorfismo de contato substitui parcial a completamente os minerais ígneos máficos por anfibólios do
grupo da tremolita-actinolita, clorita e clorita + flogopita; além de alterar os plagioclásios e minerais máficos
para carbonato + quartzo e mica branca.
O plagioclásio, com teor de An55-60, mostra forma
prismática alongada e apresenta localizadamente, maclas em cunha e kink bands, indicando deformação em
estágio subsolidus. O clinopiroxênio é do tipo augita,
tem forma prismática, é subédrico com cerca de 1,5 cm.
Esta fase é gradativamente metamorfizada para tremolita, tremolita-actinolita e clorita, além de estar alterada
para carbonato + quartzo. Os anfibólios da paragênese
metamórfica são do grupo da tremolita-actinolita. São
cristais prismáticos euédricos e ocorrem em agregados
fibro-radiais com tamanhos entre 2 mm a 6 mm. A cor
dos anfibólios varia de incolor (tremolita) à pleocróica (tremolita-actinolita), com pleocroísmo do incolor
ao verde claro. A clorita ocorre na forma de agregados
fibro-lamelares de até 1 cm associados com os agregados de anfibólios. Os cristais são lamelares, euédricos
e com tamanhos entre 0,2 a 2,5 mm. A flogopita possui
tamanho entre 0,1 e 0,6 mm, com forma lamelar euédrica. Os minerais opacos (magnetita+cromita) possuem
forma prismática e são subédricos e variam em granulometria de 0,01 a 0,8 mm e estão geralmente inclusos
nos anfibólios e nos plagioclásios. A paragênese de metamorfismo de contato é caracterizada por agregados
de 0,6 a 8 mm de cristais de carbonato menores que
0,01 mm que fazem contatos irregulares com os anfibólios e clinopiroxênios e estão associados a cristais
de quartzo ameboides anédricos corroídos com cerca
de 0,05 mm.
Os metagabros da FMG são intrudidos por dioritos equigranulares de estrutura maciça (Fig.8F), com
115
Simões et al.
Figura 8. Fotomicrografias da UM. A) Textura coronítica de hornblenda em olivinas com inclusão de plagioclásio. B) Textura cumulática
de plagioclásio e olivina com coroas de reação de orto e clinopiroxênio. C) Plagioclásio em textura ofítica/subofítica em clinopiroxênio.
D) Clorita penetrando na clivagem do plagioclásio. E) Associação de minerais metamórficos e de alteração hidrotermal em metagabro. F)
Textura microgranular dos dioritos.
116
Pesquisas em Geociências, 41 (2): 105-120, maio/ago. 2014
granulometria muito fina a fina e tamanho médio dos
cristais em torno de 0,5 mm. Estes dioritos são constituídos por plagioclásio, hornblenda, flogopita, opacos
e, localizadamente, pirita, além de estarem metamorfizados e alterados para carbonato + quartzo. O plagioclásio é anédrico e ameboide, com tamanho médio de
0,2 mm. Está zonado e apresenta extinção ondulante,
localizadamente com kink bands. A hornblenda é subédrica, com tamanho médio de 0,4 mm e pleocroísmo
variando de castanho claro ao verde oliva. Nas bordas,
apresenta cristais menores que 0,01 mm de anfibólios aciculares, provavelmente do grupo da tremolita-actinolita. A flogopita é lamelar anédrica, com tamanho médio de 0,1 mm e faz contatos serrilhados com
os plagioclásios e anfibólios. O carbonato ocorre como
uma fase de alteração do plagioclásio e do anfibólio, na
forma de agregados de 0,2 mm associados a uma quantidade muito pequena de clorita. Destaca-se, também
uma quantidade muito pequena de quartzo com cerca
de 0,08 mm, anédrico ameboide com extinção ondulante. Os minerais opacos possuem tamanho entre 0,05
mm e 0,4 mm e são anédricos ameboides, localizadamente subédricos prismáticos e, por vezes aciculares.
A ordem de cristalização é representada pela seguinte
sequência: magnetita → plagioclásio + hornblenda +
quartzo. Os minerais de alteração são flogopita, clorita
e carbonato.
3.1.4 Rochas de metamorfismo de contato (Metagabros)
As rochas metamorfizadas ocorrem preferencialmente na porção leste do CMG. As porções ígneas preservadas mostram textura equigranular hipidiomórfica
média, no entanto, os cristais pré-metamórficos ocorrem já transformados para uma paragênese composta
por anfibólios do grupo da tremolita-actinolita, clorita,
hornblenda verde e mica branca. Ainda é observada a
presença de talco e carbonato, acompanhada por uma
disseminação de pirita e calcopirita (Figura 8E).
A tremolita-actinolita tem forma prismática euédrica e ocorre na forma de agregados radiais de cristais
tabulares de tamanho médio de 0,4 mm. Possui pleocroísmo do incolor ao verde claro. A clorita está presente
na forma de agregados de cristais lamelares subédricos
de cerca de 0,5 mm. A hornblenda ocorre como cristais
de forma prismática subédrica entre os grãos de plagioclásio ou em agregados dispersos. Quando intergranular os cristais variam de 0,1 a 0,6 mm intimamente
e estão associados com sulfetos. Possui pleocroísmo do
verde claro ao verde escuro, por vezes com núcleos ou
outras porções com pleocroísmo do verde ao castanho
escuro. O talco forma cristais lamelares de cerca de 0,5
mm e o carbonato apresenta-se na forma de agregados
de cerca de 3 mm de cristais de dolomita (ou magnesita) ameboides anédricos ou alongados com xenomorfismo das cloritas e anfibólios.
Na seção polida foram identificados cristais de
pirita subédricos e euédricos (0,2 a 0,6 mm), cristais
ameboides e anédricos de calcopirita (0,4 mm) que
estão associados, de uma forma geral, com cristais de
hornblenda ou disseminados como inclusões nos plagioclásios.
3.2 Análise textural e deformação subsolidus
A análise petrográfica das unidades do CMG permitiu concluir que a origem do acamamento textural e
granulométrico está vinculada às variações na composição e proporção dos minerais intercúmulus em cada
unidade. Observou-se, também, que as rochas da UM
cristalizaram a partir da acumulação de cristais de plagioclásio e, em menor proporção, de olivina, além de
fases minerais intercúmulus, tais como ortopiroxênio,
clinopiroxênio, hornblenda e flogopita, as quais representam de 24 a 41 % de líquido intersticial aprisionado
nesta acumulação. Na UT, a acumulação de plagioclásio
e olivina ocorreu em proporções muito próximas, com
uma menor proporção do líquido aprisionado (cerca de
15 %). As amostras da UUM evidenciam uma acumulação principal de olivina com plagioclásio intercúmulus
mais uma proporção do líquido intersticial (20 %).
Na FEFM da UM foram identificadas texturas de
deformação em plagioclásio tais como contatos extremamente ondulados entre os grãos, indicando dissolução por difusão (diffusion creep), maclas em cunha
e kink bands acompanhadas por abaulamento em contatos paralelos à foliação magmática, caracterizando
uma deformação por compactação (dislocation creep)
(Fig. 9AB). Estes elementos sugerem que a origem do
acamamento magmático foi controlada principalmente
pela acumulação gravitacional de uma pasta de cristais
(crystal mush) e por compactação (Fig. 10), conforme
o modelo caracterizado para a Série Acamadada da Intrusão de Skaergaard, com as mesmas características
petrográficas (Boudreau & McBirney, 1997; McBirney
& Nicolas, 1997).
3.3 Metamorfismo
As unidades do CMG são afetadas parcialmente
por um evento de metamorfismo de contato que atingiu condições de temperatura equivalentes às das fácies albita-epidoto hornfels e hornblenda hornfels e
causou uma transformação marcada pela formação
de uma paragênese com tremolita-actinolita, clorita, ±
hornblenda verde e mica branca nas rochas máficas e
por serpentina, talco e magnetita nas rochas ultramáficas. Texturalmente foram identificadas a formação de
textura acicular e fibro-radiada dos anfibólios, além de
textura mesh e interlocking nos serpentinitos. Uma fase
mais tardia é marcada por vênulas e fraturas preenchidas por quartzo translúcido e pela presença de carbonato e quartzo associados à disseminação de pirita e
calcopirita. Não foram observadas evidências petrológicas do metamorfismo orogênico que afeta os xistos
magnesianos do Complexo Arroio Lajeadinho e os or-
117
Simões et al.
tognaisses do Complexo Cambaí.
A fonte de calor e fluidos que causou o metamorfismo é associada à intrusão do Granito São Sepé a uma
distância inferior a 3 km entre este e o Complexo Mata
Grande a partir das fases de transmissão de calor (condução) e circulação de fluidos magmáticos e hidrotermais (infiltração). A colocação e o resfriamento do Granito São Sepé ocorreram em pouca profundidade, com
pressões da ordem de 2,5 kbar a 4,5 kbar e temperaturas máximas entre 570 e 600°C (Mattos et al., 2004).
Estas condições são compatíveis com a coexistência de
antigorita-clorita-talco-tremolita no metamorfismo de
rochas ultramáficas (CMASH) e com a composição correspondente à área epidoto-clorita-actinolita para metamorfismo de rochas máficas no diagrama triangular
ACF (Bucher & Frey, 1994).
Figura 9. Fotomicrografias de feições de deformação sub-solidus nas amostras da FEFM. A) Contato ondulado entre dois cristais de plagioclásio como evidência de dissolução por difusão. B) Plagioclásio abaulado e fraturado, típico de deformação por compactação.
Figura 10. Modelo proposto para a deformação no estágio sub-solidus as rochas da FEFM. O vetor de maior tensão (sigma 1) é orientado
perpendicularmente à foliação magmática primária.
118
Pesquisas em Geociências, 41 (2): 105-120, maio/ago. 2014
4 Considerações finais
As unidades do CMG foram originadas a partir
do fracionamento e acumulação de cristais de olivina
e plagioclásio provenientes de um magma de composição básica em uma mesma câmara magmática. A
variação textural e composicional das unidades identificadas aliadas às diferentes proporções de líquido
aprisionado com relação aos cristais sugerem uma
evolução complexa com diferentes estágios de cristalização e diferentes composições químicas geradas pelos
cumulados para a colocação desta intrusão.
Tendo em vista a ocorrência de estruturas planares penetrativas sem o desenvolvimento significativo
de estruturas de lineação mineral (S>>L), sugere-se
que a origem destas estruturas está relacionada essencialmente à variação nos parâmetros intensivos do
sistema (composição, T e fO2), refletida na acumulação
e diferença na abundância de fases minerais intercúmulus, sendo o fluxo magmático um fator secundário
e mecanismos como assentamento gravitacional, convecção e dupla-difusão fatores a serem considerados. A
fácies equigranular fina a média da UM indica, diferente das outras fácies, que houve um processo de compactação associado à evolução final de cristalização e
resfriamento do magma. O metamorfismo de contato
e a alteração hidrotermal estão relacionados ao posicionamento do Granito São Sepé, um corpo intrusivo
de 550 Ma (Remus et al., 2000) cuja colocação ocorreu
em níveis crustais epizonais, resultando numa auréola
de metamorfismo de 1,5 a 4 km de extensão (Mattos
et al., 2004). A transferência de calor no resfriamento
do magma granítico gerou o metamorfismo de contato, bem como a infiltração de fluidos tardi-magmáticos
observados no CMG, nas rochas metavulcanossedimentares do Complexo Bossoroca e nas rochas sedimentares do Grupo Maricá, Bacia do Camaquã (Augustin Jr.,
2006).
Outras ocorrências de associações máfico-ultramáficas como o Complexo Pedras Pretas (Rego, 1981)
e o Gabro Santa Catarina (Porcher et al., 1995) na mesma região, pode sugerir que estas rochas formam uma
associação e tiveram seu posicionamento com influência de baixas tensões, em um ambiente transtrativo ou
extensional.
Agradecimentos - Agradecemos a Lauro V.S. Nardi e Evandro Fernandes de Lima pela revisão do texto, sugestões e críticas, ao CNPq pelo auxílio e bolsa de mestrado (Processo n°
132767/2013-9, CNPq Projeto Universal, PRONEX/FAPERGS – CNPq – 10/0045-6).
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Editor: Lauro V. S. Nardi.
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