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Tesis Doctoral
DOI
10.11606/T.44.1996.tde-13112015-153222
Documento
Autor
Nombre completo
Julio Cezar Mendes
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 1996
Director
Tribunal
Mcreath, Ian (Presidente)
Godoy, Antonio Misson
Janasi, Valdecir de Assis
Machado, Rômulo
Nardi, Lauro Valentim Stoll
Título en portugués
Caracterização petrogenética das bordas noríticas e charnoquitóides dos maciços de Venda Nova e Várzea Alegre - Espírito Santo
Palabras clave en portugués
Brasil
Geologia
Petrologia
Resumen en portugués
Os maciços intrusivos de Venda Nova e Várzea Alegre localizam-se na região centro-sul do Estado do Espírito Santo e são representantes do magmatismo tardi a pós-tectônico associado ao desenvolvimento do arco magmático de idade Brasiliana nessa região. Ambos possuem forma circunscrita e são inversamente zonados; além disso, têm em comum uma auréola de rochas noríticas e charmoquinóides distintamente desenvolvida em cada um deles. A porção aflorante nos dois maciços corresponde à raiz dos plutons, e eles estão encaixados em gnaisses orto e paraderivados de grau metamórfico anfibolito alto (maciço de Venda Nova) e anfibolito alto a granulito (maciço Várzea Alegre). Na parte interna do maciço de Venda Nova encontram-se gabros e monzogabros que estão totalmente envolvidos por sienomonzonitos e monzonitos. Entre os gabros e os sienomonzonitos desenvolveu-se uma zona mista destes litotipos. Um estreito e irregular anel de rochas nioríticas e charmoquitóides circunda todo o conjunto nos seus bordos oeste, sul e sudeste. Porções sieníticas irregulares localmente aparecem em meio ao domínio charnoquitóide. São escassos os afloramentos dos noritos e dos charnoquitóides. Eles são rochas de estrutura maciça e homogênea, mas localmente a foliação é mais desenvolvida. Nos charnoquitóides ocorrem discretas zonas de cisalhamento dúctil, associadas à penetração de veios e diques pegmatóides. Exibem também enclaves microgranulares básicos e veios máficos sin-intrusivos,possivelmente de noritos, o que comprova o seu posicionamento simultâneo. Os noritos são rochas cumuláticas com granulação fina e textura que varia de hipidiomórficas granular a intergranular, sendo localmente microporfiríticos. A sua mineralogia é plagioclásio (An54 a An85), hornblenda, OPX, CPX, ilmenita, magnetita, apatita, zircão e rara biotita. O anfibólio e a magnetita são predominantemente secundários. Os charnoquitóides são classificados em enderbitos, OPX-quartzo-dioritos, opdalitos e jotunitos. São rochas de granulação média, leococráticas a mesocráticas e que possuem textura granular hipidiomórfica a porfirítica. Compõem-se de plagioclásio (An30 a An45), quartzo, biotita, OPX, CPX, hornblenda, feldspato alcalino, ilmenita, magnetita, pririta, apatita e zircão. Zoneamentos mais significativos foram detectados nos plagioclásios dos noritos. Texturas de desequilíbrio mineral geradas em estado subsolidus foram identificadas nos noritos e nos charnoquitóides. Os piroxênios são substituídos por anfibólios e biotitas, exsolvendo minerais opacos, e magnetita substitui ilmenita e piroxênios. Observam-se feições de deformação incipiente no estado dúctil. Os Mg# dos minerais máficos dos noritos são inferiores aos dos charnoquitóides, ao contrário dos valores obtidos para as rochas, que mostram MG# na mesma ordem de grandeza para as duas seqüências, apesar deles serem bem menores que os dos minerais. As "tié lines" traçadas para os piroxênios evidenciam cristalização em equilíbrio. As composições dos anfibólios e das biotitas variam muito pouco, dificultando a identificação de possíveis cristais primários. Os KdsF e-Mg próximos de 1 indicam cristalização em equilíbrio para ambas as fases. A utilização do geotermômetro OPX-CPX forneceu temperatura de equilíbrio da ordem de '920 GRAUS'C nos noritos e de '970 GRAUS'C nos charquitóides. As prováveis temperaturas de subsolidus, calculadas por meio do par ilmenita-magnetita, foram de cerca de '600 GRAUS'C e o valor da f'O IND. 2' obtida indica um ambiente redutor na geração dessas rochas. As pressões estimadas para o final da cristalização das rochas se situam em torno de 5,5 a 6 Kb. A química de rocha separa duas seqüências: uma básica, com características toleníticas, que corresponde aos cumulatos noríticos, e outra intermediária, Ca-alcalina de médio K, compreendendo os charnoquitóides. Diferem completamente do quimismo apresentado pelas rochas da porção interna do maciço de Venda Nova, que possuem tendência alcalina. As duas seqüências apresentam características químicas gerais similares: caráter metaluminoso, enriquecimento em Ca, Fe e Al e valores moderados a baixos de elementos incompatíveis, Mg# com a mesma ordem de grandeza e semelhança nos padrões de terras raras. Os "sp idergrams" das duas seqüências exibem anomalias negativas de elementos HFS (Nb, P, Ti e Zr), comprovando que a origem das rochas está associada a processos de subducção, como indicam os diagramas de discriminação tectônica. Os diagramas de variação mostram "trends" lineares para os charnoquitóides, que foram interpretados como refletindo uma evolução por cristalização fracionada a partir de um magma básico, em condições anidras e redutoras, e controlada por plagioclásio, OPX, CPX e ilmenita. Modelamentos efetuados indicam ser provável tal hipótese. Quanto aos noritos, parecem corresponder a cumulatos do mesmo magma parental que evoluiu para a seqüência charnoquitóide, mas também podem estar vinculados a um magma basáltico de afinidade tolenítica. Ambas as seqüências tiveram significativa contribuição de um manto normal ou empobrecido, e granada deve ter sido fase residual quando da fusão mantélica, haja visto os teores de ETRP dos noritos e charnoquitóides. O maciço de Várzea Alegre mostra no centro gabros que são evolvidos por dioritos/quartzo-dioritos-monzodioritos e granitos magaporfiríticos. Granito a titanita ocorre como um pequeno stock próximo dos gabros e também forma de diques que cortam os demais litotipos. Todo este conjunto é circundado por uma extensa e irregular auréola de rochas charnoquitóides, que estão representadas num grande número de afloramentos. Enquanto nos bordos sul e oeste esse anel é estreito, a leste e a norte é largo e forma serras de cotas elevadas com amplos lajedos e encostas. Entre os granitos megaporfiríticos e os gabros/dioritos ocorre uma ampla zona mista onde são vistas estruturas em rede com feições típicas de mistura de magmas, além de litotipos com composições intermediárias. Os charnoquitóides são rochas megaporfiríticas de cor verde escura, que exibem foliação bem desenvolvida próximo aos contatos e uma estrutura maciça quando distante dos mesmos. Exibem algumas heterogeneidades tais como: variação na quantidade de megacristais, às vezes num mesmo afloramento; presença de diques de provável composição diorítica e de enclaves microgranulares básicos com ou sem xenocristais de feldspato; veios pegmatóides que provocam descharmoquitização localizada e xenólitos das rochas encaixantes variavelmente assimilados. Quando afloram, os contatos com os gnaisses são bruscos e paralelos à foliação, enquanto que com os litotipos do domínio interno eles são normalmente interdigitados. A composição mineralógica dos charnoquitóides é: plagiclásio (An32 a An40), álcali-feldspato pertítico/mesopertita, OPX, biotita, hornblenda, ilmenita, magnetite, pirita, apatita, zircão e rara allanita. A textura é porfirítica, com megacristais de feldspato alcalino, plagioclásio e quartzo, que podem atingir até 6 cm de tamanho. A matriz tem granulação média e grossa e quando está apertada entre os megacristais é mais fina parcialmente recristalizada. São observados efeitos de deformação incipiente no estado dúctil. Os cristais de OPX encontram-se parcialmente substituídos por biotita, anfibólio e minerais opacos e estão bem alterados. Biotitas e anfibólios primários podem ocorrer, mas a análise por microssonda não detectou variações nas suas composições. São observados cristais de feldspato alcalino substituindo plagioclásio e consideráveis variações nas concentrações de suas lamelas pertíticas. Os OPX São bem ricos em Fe, mas possuem Mg# superior aos das rochas que os contém, o que também foi constatado para anfibólios e biotitas. As biotitas são ricas em Ti e Ba e o álcali-feldspato tem até 2,3% BaO. Estimativas de temperatura de cristalização do magma através da saturação de Zr e 'P IND. 2''O IND. 5' resultou em valores da ordem de '950 GRAUS'C. As temperaturas de reequilíbrio subsolidus calculados através dos termômetros ilmenita-magnetita e plágioclásio-feldspato alcalino deram próximas a '550 GRAUS'C para o primeiro par de '360 GRAUS'C para os feldspatos. A f'O IND. 2' calculada através do par ilmenita-magnetita resulta em valores compatíveis com um ambiente fortemente redutor, corroborado pelas baixos Mg# das rochas. As pressões de consolidação estimadas para os vários litotipos da borda do maciço de Várzea Alegre são de 6,5 a 7Kb. Os charnoquitóidesde Várzea Alegre são quimicamente classificados em OPX-quartzo-dioritos, opdalitos, jotunitos e quartzo-mangeritos. São rochas ricas em elementos incompatíveis, inclusive terras raras e elementos HFS, como ZR e Nb. Os padrões de ETR são bem fracionados e exibem discretas anomalias positivas de Eu. Possuem quimismo álcali-cálcico e no aranhograma apresentam anomalias negativas de Ti e P, comprovando origem associada a fenômenos de subducção. Nos diagramas de variação pôde-se verificar uma possível acumulação de feldspatos em algumas amostras. Através de gráficos de elementos incompatíveis 'versus' elementos compatíveis foram separados dois grupos de rochas com diferentes comportamentos: um evoluiu principalmente por cristalização fracionada de um magma intermediário e o outro por mistura de magmas, em condições anidras e num ambiente redutor; modelamentos geoquímicos indicam ser possível esta hipótese. A fusão parcial da crosta inferior, induzida por residência de um magma basáltico, deve ter possibilitado tal mistura de magmas. O magma básico provavelmente se formou pela fusão parcial de um manto previamente enriquecido em elementos incompatíveis, inclusive alguns HFS.
Título en inglés
Not available.
Palabras clave en inglés
Not available.
Resumen en inglés
The intrusive massifs of Venda Nova and Várzea Alegre are situated in the central-southern portion of the Espírito Santo State. They are examples of the late to post-tectonic magmatic activity related to the development of the Brasiliano magmatic arc in this region. They constitute inversely zoned plutons with almost circular shape. Both of these structures are surrounded by a distinctly developed ring of noritic and charnockitic rocks. The lithotypes that now outcrop in the massifs reveal the roots of the plutons. Their host rocks are ortho and paragneisses of amphibolite/high-amphibolite metamorphic grade (Venda Nova pluton) and high-amphibolite/granulite metamorphic grade (Várzea Alegre pluton). The inner part of the Venda Nova massif comprises gabbros and monzonites. An irregular and narrow ring of charnockites and norites involves these rocks in the west, south and southeast borders of the massif. Gabbros and syenomonzonites interfinger in a mixing zone. Locally small and irregulars syenitic schlierem occur in the charnockitic types. The norites and charnockites rarely crop out. They have an homogeneous and massive structure, and the foliation is only well marked. Small ductile shear zones are observed in the charnockites, associated with the intrusion of pegmatitic veins and dykes. The presence of basic microgranular enclaves as well as mafic, probably noritic, syn-intrusive veins in thid lithology is proof of their simultaneous emplacement. The norites are fine grained cumulatic rocks with granular hypidiomorphic to intergranular texture. They are locally microporphyritic. Their mineralogical composition is plagioclase (An54 to An85), hornblende, OPX, CPX, ilmenite, magnetite, apatote, zircon and scarce biotite. The amphibole and the magnetite are predominantly of secondary origin. The charnockites comprise enderbites, OPX-quartz-diorites, opdalites and jotunites. They are medium grained and leucocratic to mesocratic rocks, with granular hypidiomorphic to porphyritic texture. Their mineralogy is plagioclase (An30 to An45), quartz, biotite, OPX, CPX, hornblende, alkali feldspar, ilmenite, magnetite, pyrite, apatite and zircon. Zoned plagioclases are mainly observed in the norites. Textures of subsolidus mineral disequilibrium occur in the charnockites and norites. The pyroxenes are replaced by amphiboles and biotites, with exsolution of opaque minerals, and the magnetite replaces ilmenite and pyroxenes. Features of weak ductile deformation are observed. The Mg/(Mg+Fe) ratios of the mafic minerals of the norites are lower than those of the charnockites. In the rocks, these ratios are similar for the norites and charnockites, and lower than in the minerals. The tie lines of coexisting pyroxenes indicate crystallization in equilibrium. The chemistry composition of the amphiboles and biotites are almost constant and their KdFe-Mg are close to 1,0, pointing to equilibrium crystallization. The pyroxene geotermometers yielded temperatures of approximately 920°C for the norites and 970°C for the charnockites. Subsolidousm temperatures of near 600°C were obtained using the pair ilmenite-magnetite. The low of fO2 indicate reducing conditions during the formation of these rocks. The pressures estimated for their crystallization range from 5,5 to 6 kb. The whole rock chemistry separates two different sequences: a basic onem with tholeiitic affinities corresponding to the noritic cumulates, and an intermediary one, medium K calc-alkaline comprising the charnockites. They show clearly different chemistry signatures when compared to the rocks of alkaline affinity of the inner domain of the pluton. Both the sequences have similar geochemical characteristics: they are metaluminous, enriched in Ca, Fe and Al, and have low to moderate contents of incompatible elements. The Mg(Mg_Fe) ratios are so close and the REE patterns are similar. Negative anomalies of HSF elements in the spidergrams point to an origin related to subduction process, as indicated by the tectonic discriminant diagrams used. In the charnockitic sequence the variation diagrams exhibits linear trends. These trends are interpreted as resulting from fractional crystallization of a basic magma controlled by plagioclase, OPX, CPX and ilmenite, under anhydrous and reducing conditions. Geochemistry modelling confirms such hypothesis. The norites may be cumulates from the same parental magma that evolved towards the charnockitic sequence. Nevertheless, they might also be associated to a tholeiitic basaltic magma. An expressive contribution of normal or depleted mantle is inferred for both sequences, and garnet probably were residual phase during mantle partial melting, indicated by the low contents of HREE. The Várzea Alegre massif has at its center gabbros completely sourrounded by dioritea/quartz-diorites-monzodiorites and megaporphyritic granites. A finer-grained titanite granite occurs as a stock close to the gabbros and as dukes cutting all the lithotypes. All these rocks are involved by a large and irregular ring of charnockitic rocks, which crop out extensively. While in the south and west borders of the massif such ring is narrow, in the east and north borders it is very broad. A mixed zone marked by the presence of hybrid rocks highlights the contact between the megaporphyritic granites and the gabbros/diorites. The charnockites are dark green megaporphyritic rocks. They show a well developed foliation close to the contacts and a massive structure away from them. They also show some heterogeneities, like: variable amount of megacrysts, sometimes in the same outcrop; dykes of probable dioritic composition and basic microgranular enclaves with or without feldspar xenocrysts; pegmatitic veins that cause decharnockitization and xenoliths of gneisses variably assimilated. The contacts with the enclosed rocks are sharp and parallel to the foliation, and with the rocks of the inner domain they are generally interfingered. The mineralogical composition of the charnockites is: plagioclase (An32 and An40), perthitic alkali feldspar/mesoperthite, OPX, biotite, hornblende, ilmenite, magnetite, pyrite, apatite, zircon and rare allanite. The texture is porphyritic with megacrysts of alkali feldspar, plagioclaseanfd quartz. The matrix is medium to coarse grained and it may be finer-grained when compressed and partially recrystallized among the megacrysts. The OPX are partly replaced by biotie, amphibole and opaque minerals. Primary biotites and amphiboles may also occur, but the microprobe analysis didn't detect variations in the compositions of these minerals. Alkali feldspar replaces plagioclase and the concentration of the perthitic lamella is very variable. The composition of the OPX presents discrete variation. The biotites are rich in Ba and the alkali feldspar has up to 4,2% of the celsian component. The Zr and P2O5 saturation level indicates crystallizations temperatures of about 950°C. The subsolidus temperatures obtained for the pairs ilmenite-magnetite and plagioclase-alkali-feldspar were close to 550°C and 630°C respectively. The values calculated for the fO2 are consistent with highly reducing conditions, which is confirmed by the low Mg/(Mg+Fe) ratios of the rocks. Estimates of the pressure of crystallization range from 6,5 to 7 Kb. The charnockitic rocks of the Várzea Alegre massif have the following chemical classification: OPX-quartz-diorites, opdalites, jotunites and quartz-mangerites. They are rich in incompatible elements, including REE and HFS elementes, such as Zr and Nb. The REE patterns are fractionated and show small positive Eu anomalies. The chemical signature of the rocks is alkali-calcic, and in the spidergrams they present negative Ti and P anomalies. Revealing an origin related to subduction process. A possible accumulation of feldspars in some samples was inferred from the variation diagrams. Two groups of rocks were geochemically separated by means of incompatible versus compatible elements diagrams. One of these groups evolved mainly by fractional crystallization of a intermediate magma and the other one by magma mixing under anhydrous and reducing conditions. Geochemical modelling confirms this hypothesis. The mixing probably occurred after the partial melting of the lower crust, induced by underplating of a basaltic magma. The formation of such basic magma is probably related to partial melting of a previously enriched mantle source, including the HSF elements.
 
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Fecha de Publicación
2015-11-16
 
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