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Thèse de Doctorat
DOI
10.11606/T.44.1993.tde-15042013-112501
Document
Auteur
Nom complet
Silvio Roberto Farias Vlach
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 1993
Directeur
Jury
Ulbrich, Horstpeter Herberto Gustavo Jose (Président)
Mcreath, Ian
Nardi, Lauro Valentim Stoll
Sial, Alcides Nobrega
Wernick, Eberhard
Titre en portugais
Geologia e petrologia dos granitóides de Morungaba/SP
Mots-clés en portugais
Geologia
Petrologia
Resumé en portugais
Os granitóides de Morungaba (biotita granitos predominantes, dioritos muito subordinados) afloram na região de Morungaba, leste do Estado de São Paulo, por uma área com cerca de 330 km2, ao longo de uma faixa (~ 15 x 35 km2) com orientação NNE. São intrusivos em seqüências orto- e parametamórficas de idades meso- a neoproterozóicas da Nappe de Empurrão Socorro-Guaxupé, ao Sul, e da Faixa Alto Rio Grande, ao Norte. Foram mapeados com critérios faciológicos em escalas 1:50.000 e 1:10.000. Sete unidades estatigráficas constituídas por algumas associações petrográficas principais são reconhecidas e caracterizadas pela suas variabilidades petrográficas e pelos seus mecanismos de colocação. Estas unidades marcam parte importante do magmatismo brasiliano tardi- a posorogênico do Cinturão ltu, no período entre 610 e 590 ('+OU-' 20) Ma, cerca de 10-50 Ma após o magmatismo sinorogênico regional. A primeira associação apresenta em geral fácies equigranulares cinzentas (moderadamente) peraluminosas (biotita '+OU-' muscovita '+OU-' granada '+OU-' ilmenita '+OU-' magnetita), com %Si'O IND. 2' entre 70 e 75, proporções constantes entre os minerais félsicos e baixas suscetibilidades magnéticas (k < 0,2. '10POT.-3' emu). As outras duas incluem rochas róseas marginalmente peraluminosas (biotita '+OU-' hornblenda '+OU-' titanita '+OU-' magnetita '+OU-' ilmenita '+OU-' allanita '+OU-' muscovita) com 'k IND. S' moderadas a baixas [0,0 - 2,0 (.'10POT.-3') emu]; em uma delas, a mais félsica (69< %Si'O IND. 2' <77), predominam as rochas equigranulares pouco expandidas; na outra aparecem rochas microporfiríticas, porfiríticas e porfiróides, com %Si'O IND. 2' entre 64 e 75, moderadamente expandidas, cujos termos mais máficos contêm hornblenda. Na área setentrional, a unidade mais antiga é o Plúton Areia Branca, com forma irregular a alongada; apresenta corpos concordantes de (leuco) monzogranitos peraluminosos, as fácies mais máficas aflorando em zonas marginais. O Complexo Ouro Verde é formado por inúmeros corpos laminares alongados a curvilaminares NW-W/E-NE ou mais irregulares, intercalados concordantemente com as rochas encaixantes; tem forma irregular a alongada NE-NNE; inclui por um lado, monzogranitos peraluminosos e, pelo outro, quartzo monzodioritos, quartzo monzonitos, monzo- e sienogranitos microporfiríticos e porfiríticos marginalmente peraluminosos, os porfiríticos seguramente mais jovens que o Plúton Areia Branca. As duas unidades mostram estruturas pré-cristalização total, às quais podem se sobrepor deformação plástica variável. São sin- a tardicinemáticas e a sua colocação, ora mais permissiva ora mais forçada, foi controlada por movimentos dextrais na Zona de Cisalhamento Monte Sião. Para sudoeste aflora o Plúton Jaguari, a unidade mais nova e a maior desta área, alongado na direção NNE; sua forma é a de um funil assimétrico, com superposição de diques semianelares e corpos irregulares mais jovens. Predominam granodioritos, quartzo monzonitos, monzo- e sienogranitos porfiríticos e porfiróides marginalmente peraluminosos. Os corpos magmáticos são discordantes e invadiram sob influência de movimentos dextrais na Zonas de cisalhamento Monte Sião e Campinas-Pedreira; os mais antigos se colocaram de modo relativamente mais forçado, os mais jovens de modo mais permissivo, associado à stoping e/ou abatimento e a zonas transtensionais. Na área meridional, as associações mais antigas são as das Ocorrências Meridionais, formadas por corpos lenticulares a irregulares de leucomonzogranitos peraluminosos, orientados N-S e NNE, e por variedades híbridas, repartidas irregularmente. Estas rochas são, em parte, teto para os plútons meridionais (Plútons Meridional, Oriental e Itatiba) mais jovens e discordantes. Estes úItimos contêm monzogranitos, com quartzo monzonitos e sienogranitos subordinados, equigranulares a inequigranulares, marginalmente peraluminosos, e são mais jovens que as rochas mais antigas do Plúton Jaguari. O Plúton Meridional, o principal, tem forma quadrangular irregular a lobada para sul e mostra típico zoneamento assimétrico e irregular. O Plúton Oriental, com leve zoneamento irregular parcial é alongado NNE e o Plúton ltatiba, o menor deles, situado a sudeste, apresenta zoneamento concêntrico irregular. Os plútons maiores se colocaram por mecanismos de stoping e subsidência, talvez associados a zonas transtensionais criadas por movimentos sinistrais na Zona de Cisalhamento Campinas-Pedreira. Os quartzo dioritos e quartzo monzodioritos, com granulações e texturas variadas, afloram em pequenos corpos irregulares, diques e enclaves, mais associados aos granitóides mais jovens do Plúton Jaguari, aos leucomonzogranitos das Ocorrências Meridionais e aos granitoides marginais mais antigos do Plúton Meridional. Nos primeiros casos, rochas de natureza híbrida são comuns. Os principais corpos dioríticos invadiram sincronicamente às atividades magmáticas finais e iniciais nas áreas setentrionais e meridionais, respectivamente. Diques contemporâneos ou pouco mais jovens monzograníticos (predominantes) e dioríticos (subordinados) são comuns nas áreas centro-oeste e sudoeste (com enxames orientados N-S/NNE e NW, respectivamente). Representam, em grande parte, o final do magmatismo Morungaba e se colocaram em zonas distensivas que cortam as outras unidades, geradas por movimentação sinistral na Zona de Cisalhamento Campinas-Pedreira. As associações porfiríticas são álcali-cálcicas potássicas, enriquecidas em elementos LIL, com razões LIL/HSF relativamente altas, padrões fracionados de ETR e anomalias negativas pequenas a moderadas de Eu. Os granitóides meridionais marginalmente peraluminosos apresentam afinidades alcalinas, com teores mais baixos em K e algo mais elevados em Na; o fracionamento dos ETR é mais moderado e as anomalias de Eu são mais marcadas. Parte das variedades ocidentais mais félsicas do Plúton Jaguari lhes são similares. Em cada associação, as rochas progressivamente mais máficas são mais ricas em elementos LIL e ETR, com anomalias negativas menos expressivas de Eu. Os monzogranitos peraluminosos apresentam fracionamento moderado de ETR e anomalias negativas acentuadas de Eu. Os quartzo monzodioritos têm similaridades químicas com os granitóides potássicos. A evolução magmática nas principais unidades resulta da combinação de mecanismos de ascenção e colocação de magmas e de cristalização fracionada modal e não modal, destacando-se os mecanismos de mistura e/ou desmistura entre Iíquidos e sólidos, diferenciação por fluxo e cristalização in situ. As variedades híbridas são originadas através da mistura de magmas e/ou de mushes dioríticos e graníticos diferenciados. A cristalização final dos magmas de Morungaba ocorreu sob pressões litostáticas entre 2,0 e 3,0 kbar. As rochas dioríticas e as graníticas marginalmente peraluminosas foram formadas em ambientes oxidantes, com 'delta maiúsculo''IND. NNO(740)' ~2,0(+1,0 -0,5), com progressivo aumento da ?'O IND. 2' e da ? 'IND. H 2O' com a diminuição de temperatura. Os monzogranitos peraluminosos representam ambientes mais redutores, com 'delta maiúsculo''IND. NNO(670)' ~0,0 ('+OU-' 1,0), a ?'IND. H2O' aumentando nas rochas mais félsicas. As temperaturas de saturação para Zr sugerem magmas parentais predominantemente liquidus. Nas rochas graníticas, as relações entre a ?'IND. H2O' e a ?'IND.HF' se mantiveram no intervalo entre 10 'POT. 3,2' e 10'POT. 4,0'. As características geoquímicas destas rochas refletem a combinação de fatores herdados das rochas-fonte e adquiridos durante a geração e a cristalização dos respectivos magmas. A gênese dos magmas das rochas potássicas e alcalinas é relacionado a um evento maior de underplating, formado por injeções sucessivas de magmas básico-intermediários oxidados, provenientes de manto litosférico heterogêneo, com diferentes graus de enriquecimento e evolução isotópica. A fusão da parte menos enriquecida deste manto, gerou o magmatismo diorítico de Morungaba com razões ('ANTPOT.87'Sr/'ANTPOT.86'Sr)'IND.0' entre 0,7060 e 0,707 e 'épsilon''IND.Nd(CHUR)' ~-12,5. As associações petrográficas alcalinas (('ANTPOT.87 Sr/'ANTPOT.86'Sr)'IND.0' entre 0,70-0,707; 'épsilon''IND.Nd(CHUR) entre -13,0 e -10,0) derivam de fontes infracrustais ígneas em fácies granulito, submetidas à fusão por influência destes magmas dioríticos. As rochas potássicas (('ANTPOT.87 Sr e 'ANTPOT.86'Sr) 'IND.0' entre 0,7070 e 0,7080; 'épsilon''IND. Nd(CHUR)' entre -14,0 e -13,0) são, provavelmente, originadas da cristalização de magmas básico-intermediários pouco mais antigos e algo mais evoluídos isotopicamente, contaminados por materiais ígneos infracrustais. As associações petrográficas peraluminosas foram derivadas a partir de magmas gerados em ambientes cata- a mesozonais (fácies anfibolito) por fusão parcial de sequências (leuco) meta-tonalíticas a meta-granodioríticas. As idades modelo Sm/Nd sugerem diferentes eventos de reorganização geoquímica na litosfera. Postula-se, em uma primeira etapa, a formação de crosta tonalítica-granodiorítica, a rocha-fonte para as fácies peraluminosas (há cerca de 2,3 Ga). Uma segunda etapa, mais jovem (~2,0 Ga), seria marcada por extenso underplating básico-intermediário, que teria gerado os materiais-fonte para as rochas alcalinas, com paralelo (?) enriquecimento do manto litosférico em elementos LIL. Este manto, heterogeneamente enriquecido, foi a fonte predominante para as rochas dioríticas e teve participação significativa na gênese dos granitóides potássicos. O magmatismo álcali-cálcico e a sua passagem para o magmatismo alcalino marcariam, respectivamente, uma transição relativamente rápida entre os períodos sin- a tardiorogênico e tardi- a posorogênico na região leste do Estado de São Paulo. Estes fenômenos são interpretados como respostas à evolução do manto litosférico e conseqüente estiramento litosférico regional, provocando a fusão de materiais-fontes progressivamente menos férteis.
Mots-clés en anglais
Não informadas pelo autor.
Resumé en anglais
The Morungaba granitoids crop out in the Morungaba region, eastern part of the State of São Paulo, southeastern Brazil as an irregular-elongated NNE belt (appr. 15 x 35 km2), covering about 330 km2. The rocks intruded into Meso- to Neoproterozoic ortho- and parametamorphic sequences belonging, in the southern area, to the Socorro-Guaxupé Nappe and, to the north, to the Alto Rio Grande Belt. Detailed mapping was performed using 1:50.000 and 1:10.000 scales. Seven intrusive stratigraphic units were recognized, constituted by some petrographic associations, each with distinct petrographic ranges and intrusion styles. The units are important constituents of the Late- to postorogenic Brasiliano magmatism of the regional granitoid Itu Belt, with intrusion ages around 610 to 590 ('+OU-' 20) Ma, postdating by about 10 to 50 Ma the earlier sinorogenic events. The first association presents grey equigranular, moderately peraluminous, granitoids (with biotite ('+OU-' muscovite '+OU-' garnet '+OU-' ilmenite '+OU-' magnetite), with a Si'O IND. 2' range of 70-75%, little variation in proportions of felsic minerals, and low magnetic susceptibilities (k < 0,2 . '10PONT.-3' emu). The other two associations, include mostly pink, metaluminous to peraluminous ( marginally peraluminous) granitoids (with biotite '+OU-' hornblende '+OU-' sphene '+OU-' magnetite '+OU-' ilmenite '+OU-' allanite '+OU-' muscovite), both showing low to moderate k values [0,0 - 2,0 (.'10PONT.-3' emu)]; one of them, mostly with equigranular, more felsic varieties (Si'O IND. 2' about 69-77%), shows litle modal variation, while the other is mainly constituted by more varied, microporphyritic to porphyroid granitoids (Si'O IND. 2' between 64-75%) with hornblende present in the more mafic members. In the northern area, the oldest unit is the Areia Branca Pluton, irregular to elongated, made up of concordant intrusions of zoned peraluminous leucomonzogranites (more mafic facies located at the outside). The Ouro Verde Complex, also irregular to elongated to the NE-NNE, presents many elongated granitic laminar bodies (oriented NW-W to E-NE) concordantly interleaved with country rocks; the granites of the complex are, on the one hand, peraluminous monzogranites and on the other hand an assorted set of marginally peraluminous granitoids (quartz monzodiorites and monzonites; monzo- and syenogranites); the last set is younger than the rocks of the Areia Branca pluton. Both the cited units present pre-crystallization structures, sometimes overprinted by later plastic deformation; they intruded in a sin- to latekinematic ("forceful" to "permissive") regime and their emplacement was apparently controlled by dextral movements of the Monte Sião shear-zone. To the SW of these units, the Jaguari Pluton is found, the youngest and largest intrusion in this area, elongated to the NNE. The pluton shows the form of an asymmetric funnel, cut by ring dikes and irregular bodies. Its main granitoids are marginally peraluminous porphyritic to porphyroid granodiorites, quartz monzonites and monzo- and syenogranites. The individual bodies are discordant and were emplaced on account of dextral displacement of the Monte Sião and Campinas-Pedreira shear zones, the earliest ones under the influence of more forceful regime, the youngest ones more permissively with several evidences of marginal stoping and local or regional block foundering. In the southern region, the oldest association are that present in the Southern Occurrences, made up of lenticular to irregular bodies, oriented N-S to NNE, of peraluminous leucomonzogranites and hybrid rocks, the last ones with more irregular distribution. These rocks are in part roof rocks for the younger and discordant southern intrusions (Meridional, Oriental and Itatiba Plutons). These plutons are constituted by predominant monzogranites, with subordinate quartz monzonites and syenogranites, marginally peraluminous, equigranular to inequigranular rocks, and younger than the older rocks of the Jaguari Pluton. The main occurrence is the Meridional Pluton, with a squarish to irregular outline and southern lobate projections; it shows irregular to asymmetric zonation. The slightly zoned Oriental Pluton is somewhat elongated to the NNE, while the Itatiba occurrence, also showing a concentric zoning, is the smallest of the three. The largest pluton of this area invaded permissively by means of stoping and subsidence of country rocks, perhaps related to transtencional zones created by sinistral movements of the Campinas-Pedreira shear zone. Quartz diorites and quartz monzodiorites, presenting variyng grain sizes and textures, are observed as enclaves, dikes and smaller irregular occurrences, more so in the younger granitois of the Jaguari Pluton, within the leucomonzogranites of the Southern Occurences more so in the younger granitos of the Jaguri Pluton, within the leucomonzogranites of the southern Occurences (where hybrid rocks are commmon), and in the older border granitoids of the Meridional Pluton. The main diorite occurrences are contemporaneous with the initial southern magmatic intrusions and with the waning stages of the northern magmatism. Contemporaneous or somewhat younger monzogranitic predominant and subordinate dioritic dike swarms are frequently observed in the central-western and SW parts of the district, repectively oriented to the N-S/NNE and to the NW. They represent the last events of the Morungaba magmatism ad were emplaced within extensional fractures created by sinistral movement of the Campinas-Pedreira shear zone. All porphyritic rock associations are alkali-calcic, potassic, with enrichment in LIL elements ad relatively high LIL/HFS elemental ratios, also showing fractionated REE patterns and small to moderate negative Eu anomalies. The marginally peraluminous southern granitoids present alkaline affinities, with lower K and higher Na values; REE fractionation is moderate, with increased negative Eu anomalies. Some of the more felsic facies of the Jaguari Pluton are chemically similar. In each rock association, the more mafic members are more REE enriched, with lesser marked Eu anomalies. The quartz diorites are chemically similar to the potassic granitoids. Magmatic evolution in the principal units results from a combination of several mechanisms, involving ascent and emplacement of magmas together with fractional (modal and non-modal) crystallization. The hybrid facies form by mixing of dioritic and differentiated granitic magmas or mushes. The final crystallization of the Morungaba magmas took place under pressures of 2 to 3 kbar. The diorites and the marginally peraluminous granites crystallized in an oxidizing environment, at '(delta) IND. NNO(740)' = 2,0 (+ 1,0, -0,5), with a progressive increase in ?' IND. O2', and ?' IND. H2O' as temperature decreased. The peraluminous monzogranites were formed under more reducing conditions 'delta IND. NNO(670)' = 0 ('+OU-' 1), the Areia Branca Pluton showing decreasing ?'O IND. 2' in the more felsic rocks. The Zr saturation temperatures suggest that the corresponding magmas were probably largely liquid. In the granites, the ?' IND. H2O'/ ? 'IND. HF' ratios remained between '10 POT. 3,2' and '10 POT. 4,0'. The main geochemical features of these rocks are a conbination of original source characteristics and those acquired during the melting episode and subsequent evolution. The generation of the more potassic and alkaline magmas is attributed to a major underplating event caused by successive intrusions of oxidized basic-intermediate magma, realeased from a heterogeneous Iithospheric mantle showing different degrees of enrichment and of isotopic evolution. The less enriched portion of this mantle ('ANTPOT. 87 Sr/'ANTPOT. 86 Sr' between 0,7060 and 0,7070; 'épsilon IND. Nd(CHUR)' ~-12,5) was the source for the dioritic magmatism. The alkaline associations were derived from lower crustal granulitic layers of igneous orign (('ANTPOT. 87 Sr'/'ANTPOT. 86 Sr'')IND. 0' between 0,7070; 'épsilon IND. Nd(CHUR)' between -13 and -10), during a melting episode triggered by the basic-intermediate magmas. The potassic rocks (('ANTPOT. 87Sr'/'ANTPOT. 86Sr'')IND. 0' between 0,7070 and 0,7080; 'épsilon IND. Nd(CHUR)' between ~-14 and -13) and were probably formed by crystallization of somewhat and isotopically evolved basic-intermediate magamas, contamined by crustal material. The peraluminous associations were generated by melting of amphibolite-facies cata-to mesozonal crustal igneous rocks, representing the metamorphic equivalents of tonalites and granodiorites. The Sm/Nd model ages indicate at least two events of lithospheric geochemical reorganization. At about 2,3 Ga, a tonalitic-granodioritic crust was formed, later on converted into the source rocks for the peraluminous Morungaba granites. A second stage occurred at about 2,0 Ga, with extensive underplating by basic-intermediate materials and simultaneous enrichment of the lithospheric mantle in LIL elements, wich was the main source rocks for the alkaline and (in part) the potassic Morungaba sequences. The alkali-calcic Morungaba magmatism marks the transition between the sin-to lateorogenic stages, and the alkaline granite intrusions determine the postorogenic Brasiliano phase in the eastern State of São Paulo. These geologic phenomena are interpreted as a response to the evolution of the lithospheric mantle, coupled with a regional lithospheric stretching and melting of progressively less fertile source rocks.
 
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Date de Publication
2013-05-06
 
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