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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.1997.tde-16112015-134323
Documento
Autor
Nome completo
Maria Zélia Aguiar de Sousa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1997
Orientador
Banca examinadora
Ruberti, Excelso (Presidente)
Conceição, Herbet
Gomes, Celso de Barros
Leite, Jayme Alfredo Dexheimer
Roisenberg, Ari
Título em português
Petrologia e geoquímica do complexo alcalino Ponta do Morro-MT
Palavras-chave em português
Petrologia ígnea
Resumo em português
O Complexo Ponta do Morro, constitui uma associação de rochas de caráter dominantemente alcalino, configurando elevações, em forma de meia lua, ressaltadas na Planície do Pantanal Mato-grossense. Ocupa uma área de aproximadamente 7 Km'QUADRADO', situada a aproximadamente 150 Km de Cuiabá, no Distrito de Mimoso, Município de Santo Antônio do Leverger, Estado de Mato Grosso. Insere-se em um contexto geológico regional que tem como representante do Pré-Cambriano Superior o Grupo Cuiabá, e do Paleozóico Inferior o Granito São Vicente e as Vulcânicas de Mimoso; sobre essas rochas, depositaram-se em discordância litológica, os sedimentos devono-silurianos da Formação Furnas e os Depósitos Cenozóicos. Litotipos de composição granítica, e sienítica levemente supersaturada, se dispõem neste complexo, em afloramentos não contínuos, apresentando, em suas bordas ocidental e oriental, respectivamente, enclaves microgranulares e diques ácidos. Classificam-se, de acordo com o diagrama QAP, como álcali-feldspato granito, quartzo álcali-feldspato sienito, álcali-feldspato sienito, quartzo sienito e sienito; correspondentes aos granitos peralcalinos e às séries alcalina sódica e alumino-potássica, apresentando características de ambientes intra-placas, da classificação proposta por Bowden et al. (1984). Contexto geotectônico este, também confirmado, através do comportamento de elementos maiores e traços. Os estudos petrográficos e geoquímicos evidenciaram que o Complexo Ponta do Morro é constituído por uma típica associação de granitóides alcalinos, anorogênicos, do tipo A, exibindo uma intensa variação textural e mineralógica, e caráter bimodal. Os sienitos mais primitivos (microssienito, melasienito, sienito médio, sienito fluidal) correspondem às composições metaluminosas e os mais evoluídos (fayalita sienito, sienito grosso, arfvedsonita sienito, riebeckita sienito) às peralcalinas; enquanto que, os granitos, litotipos) mais abundantes, variam desde peraluminosos (biotita-granito) a peralcalinos (egirina-riebeckita granito), passando por termos metaluminosos (ferro-barroisita granito). Os feldspatos estão presentes em todas as variedades litológicas estudadas, constituindo a fase mineral mais importante do ponto de vista quantitativo, estando representados apenas por feldspatos alcalinos, naquelas mais evoluídas, e também por plagioclásios cálcicos, nas mais primitivos. O feldspato alcalino, geralmente mesopertítico, apresenta preferencialmente um caráter hipersolvus. A presença de feldspato sódico, dissociado do potássico, é mais restrita, caracterizando os litotipos subsolvus, coincidentes geralmente, com termos menos evoluídos da série. Intercrescimentos micrográficos são muito comuns, principalmente nos granitos. Os anfibólios representam a fase máfica mais abundante das rochas do Complexo Alcalino Ponta do Morro. No enclave microgranular máfico, eles são cálcicos (tschermakita e hornblenda) e sódico-cálcico (barroisita); nos sienitos primitivos e enclave microgranular félsico eles variam, preferencialmente, de actinolita e tschermakita a ferro-hornblenda; enquanto que, nos sienitos mais como arfvedsonita e riebeckita. Nos granitos, eles variam de ferro-barroisita evoluem para termos alcalinos, tais como arfvedsonita e riebeckita. Nos granitos, eles variam de ferro-hornblenda a riebeckita, passando por ferro-barroisita. Podem ser separados em dois grupos: um constituído por termos ricos em (Ca+'Al POT. IV') e pobres em (Si+Na+K), cristalizados num estágio magmático precoce; e um segundo caracterizado por anfibólios pobres em (Ca+'Al POT. IV') e ricos em Si+Na+K), tais como arfvedsonita e riebeckita, desenvolvidos em um estágio magmático tardio. Estudos experimentais, a 1 Kb de pressão, indicam para a solução sólida arfvedsonita-riebeckita, cristalização sob baixas fugacidades de oxigênio, e temperaturas de 695'GRAU'C, no tampão IW (ferro-wustita) (Ernst, 1962 in: O'Halloram, 1985). Os clinopiroxênios são encontrados na maioria dos litotipos estudados, exibindo uma extensa variação composicional, indo de termos essencialmente cálcicos até sódicos, passando por termos cálcico-sódicos. Nas rochas mais primitivas, eles possuem composição mais cálcica, correspondentes às salitas, ferrosalitas e augitas; sendo considerados como os piroxênios mais precoces, cristalizados contemporaneamente ou depois da fayalita, antes dos plagioclásios e das mesopertitas, sob condições de baixa atividade de sílica. Os piroxênios cálcico-sódicos se crisatalizaram depois dos cálcicos, contemporaneamente aos antibólios sódico-cálcicos; enquanto que, o piroxênio sódico (egirina) é tardio, caracteriza os litotipos mais diferenciados, e se cristaliza junto com quartzo e anfibólios sódicos, evidenciando a composição alcalina do líquido residual. A paragênese encontrada, bem como o conteúdo de 'P IND. 2'O IND. 5', sugerem que as rochas do Complexo Alcalino Ponta do Morro iniciaram sua cristalização por volta de 900-800'GRAU'C, sob baixa atividade de Si'O IND. 2', com f'O IND. 2' entre os tampões QFM e MW, isto é, sob condições redutoras, como também evidenciado pelo baixo valor de mg# dos minerais ferromagnesianos primários. A cristalização de arfvedsonita-riebeckita, egirina e astrofilita pode ter ocorrido a 695'GRAU'C; enquanto que, a associação mineralógica tardia (ferro-actinolita, biotita, magnetita) deve ter sido desenvolvida abaixo de 550'GRAU'C, sob condições de também baixa f'O IND. 2'. O mais provável esquema de cristalização dessas rochas, envolve a formação precoce de piroxênios e anfibólios cálcicos + aenigmatita + fayalita + plagioclásio, seguida pela cristalização de piroxênios e anfibólios cálcico-sódicos e uma posterior solidificação de feldspatos alcalinos + quartzo + anfibólios e piroxênios sódicos + astrofilita (possivelmente) + biotita. Com uma assembléia de cristalização tardia constituída principalmente por ferro-astinolita, óxidos, quartzo e sericita. Dois tipos de enclaves microgranulares foram distinguidos nas rochas estudadas. O mais abundante, apresenta características de enclave microgranular félsico, possuindo as mesmas feições texturais e mineralógicas da fácies marginal hospedeira (microssienito, sienito médio e sienito fino), cuja presença foi interpretada como porções de margens resfriadas, remobilizadas pelo líquido, durante a sua colocação. O segundo, caracterizado como enclave microgranular máfico, ocorre apenas no microgranito, sendo constituído essencialmente por anfibólios e plagioclásio cálcicos; representando segregações de minerais magmáticos precoces. As determinações radiométricas pelo método Rb/Sr, forneceram idade de 100,1'+OU-'1,1 Ma e razão inicial de 0,70520'+OU-'0,0010 para a colocação deste complexo. Os baixos valores desta razão inicial, muito próximos daqueles da linha de evolução do manto, sugerem que as rochas do Complexo Alcalino Ponta do Morro foram originadas de magmas de derivação mantélica. Provavelmente gerados na litosfera subcontinental, a exemplo do sucedido com outros complexos alcalinos brasileiros (Morro Redondo, Juquiá, Piratini e Tunas). As características químicas, mineralógicas e isotópicas das rochas estudadas indicam uma gênese relacionada com a cristalização fracionada de um magma de derivação mantélica, de composição metaluminosa (semelhante àquela do mela-sienito, microssienito eenclaves microgranulares), envolvendo piroxênios e anfibólios cálcicos e plagioclásio. Cujo fracionamento seria responsável pela condução de magmas metaluminosos, de composição dos sienitos primitivos, à magmas peralcalinos, de composição dos sienitos e granitos mais evoluídos. Infere-se ainda, que a cristalização precoce dos clinopiroxênios cálcicos enriqueceu o líquido em ferro, dos anfibólio cálcicos proporcionou uma maior saturação em sílica; enquanto que, o fracionamento dos plagioclásios cálcicos, foi o principal responsável pelo caráter peralcalino do líquido residual. A remarcável semelhança mineralógica dos litotipos, sugere que os sienitos e granitos são consangüíneos; no entanto, o comportamento geoquímico diferenciado dos biotita-granitos evidencia que, apenas para eles, ocorreu uma provável atuação de contaminação crustal, responsável pelo maior enriquecimento em Si'O. IND. 2', pela diminuição relativa de Zr, MnO, 'Na IND. 2'O e 'K IND. 2'O, e pelo caráter peraluminoso desses granitos. Outros processos além de fracionamento e contaminação crustal, tais como modificações subsolidus estão envolvidos na cristalização das rochas do Complexo Alcalino Ponta do Morro. Isto é, durante a sua colocação, fluidos juvenis derivados da cristalização do magma, e fluidos crustais reciclados devem ter reagido com a rocha sólida, formando os produtos de alteração hidrotermal.
Título em inglês
Not available.
Palavras-chave em inglês
Not available.
Resumo em inglês
The Ponta do Morro Complex consists of na alcaline-dominated association outcropping as half-moon like elevations in marked contrast with the lowlands of the Matogrossense Pantanal basin realm. It covers an area up to 7 km² located 150 km from Cuiabá in the Mimoso District of Santo Antônio do Leverger Town, Mato Grosso State. The regional geological framework consists of the Neoproterozoic Cuiabá Group, the Early Paleozoic São Vicente Granite and Mimoso Volcanics which are overlain by the Devonian-Silurian Furnas Formation and Cenozoic sedimentary deposits. Granites and slightly oversatured syenites with microgranular enclaves and cut by acidic dykes occurs as dismembered outcrops, respectively in the estern and western borders of the Complex. QAP classification encompass alkali-feldspar granites, quartz-alkali-feldspar syenites, alkali-feldspar syenites, quartz syenites and syenites wich correspond to the peralkaline granites and the alkaline-sodic to alkaline-potassic series. Following the proposal of Bowden et al. (1984), the Complex is considered to have developed in an intra-plate tectonic environment which is also confirmed through the geochemical behavior of major and trace elements. Petrographic and geochemical studies showed the Complex to consist of a bi-modal, alkaline, anorogenic, A-type granitic association with strong textural and mineralogical variations. The more primitive syenites (microsyenite, mela-syenite and fluidal syenites) correspond to the meta-aluminous compositions and the more evolved ones (fayalite ayenite, coarsed-grained syenites, arfvedsonite syenites, riebeckite syenites) to the peralkaline compositions whereas the granites, by far the most abundant rock type, vary form peraluminous (biotite granite) to peralkaline (aegerine-riebeckite granite) with minor metaluminous Fe-barrosite granite. Feldspar are the most important mineralogical phase being represented by alkaline-feldspar in the more evolved types and also by calcium-plagioclase in the more primitive ones. Alkaline mesoperthitic feldspar is typically hipersolvus while sodic-feldspar alone is more restricted characterizing the subsolvus types. Micrographic overgrowths are common specially in granite compositions. Amphibole is the most abundant mafic phase in the Ponta do Morro Alkaline Complex. Its composition varies from calcic (tschermakite and hornblende) to sodic-calcic (barroisite) in the mafic microgranular enclaves; from actinolite to to tschermakite to Fe-hornblende in primate syenites and felsic microgranular enclaves and from Fe-winchite and Fe-barroisite to arfvedsonite and riebeckite in the more evolved syenites. In the granites, the amphibole varies from Fe-hornblende to Fe-barroisite to riebeckite which can be separated into two groups. The first one is (Ca+'Al POT.IV'rich, (si+Na+K)-poor crystallized in an early magmatic episode while the second one consists of (Ca+'Al POT.IV')-poor, (Si+Na+K)-rich amphiboles such as arfvedsonite-riebeckite developed in a late magmatic stage. Experimental studies indicated low fO2 and temperatures at about 695°C for the crystallization of the arfvedsonite-riebeckite solid-solution. Clinopyroxenes are widespread in most studied rocks presenting large compositional variations from calcic to calcic-sodic. In the more primitive rocks, clinopyroxene is calcic corresponding to salite, Fe-salite and augite and is considered the earlier pyroxene which crystallized together with or son after fayalite and before the crystallization of plagioclase and meso-perthites, under low Si activity conditions. The calcic-sodic pyroxene crystallized after the calcic one along with the calcic-sodic amphibole while the sodic pyroxene (aegerine) crystallized together with quartz and sodic amphibole in the more evolved types from an alkaline residual liquid. The mineralogical assemblages along with the 'P IND.2' 'O IND.5' contents suggest that the Ponta do Morro Alkaline Complex started crystallizing at temperatures about 900-800°C under low Si activity and 'fO IND.2' between QFM and MW buffers, i.e., under reducing conditions as evidenced by the low mg# values for Fe-Mg primary phases. Crystallixation of arfvedsonite-riebeckite, aegerine and astrophyllite may have occurred at temperatures around 695°C, whereas the late mineralogical assemblage (Fe-actinolite, biotite, magnetite) may have developed below 550º under low 'fO IND.2' conditions as well. The more likely crystallization path may have been as follows: early crystallization of calcic pyroxene and amphibole plus aenigmatite, fayalite and plagioclase which was succeeded by the crystallization of calcic-sodic pyroxenes and amphiboles and ending with the crystallization of alkaline-feldspar plus quartz, sodic pyroxene and amphibole, astrophyllite (probably) and biotite. Two kinds of microgranular enclaves were distinguished in this study. The most common is of felsic composition with similar textural and mineralogical characteristics to that of its marginal facies host (microsyenite, medium and fine-grained syenites) which was interpreted as fragments of cooled margins engulfed during liquid ascent. The second one, the mafic enclaves, is restricted to the microgranite facies and consists of amphiboles and plagioclases. These enclaves are interpreted to have developed from the segregation of the earlier mineral phases. Radiometric determinations by Rb/Sr systematics yielded an age of 100,1'+OU -' 1,1 Ma, with an initial ration of 0,70520'+OU -'0,0010; for the magmatic event. The low initial ratio found is close to those of the mantle evolution line suggesting the Ponta do Morro Alkaline Complex to have been generated from subcontinental mantle derived magmas as happened with other Brazilian alkaline complexes (Morro Redondo, Juquiá, Piratini and Tunas). Chemical, mineralogical and isotopic characteristics of the Ponta do Morro Alkaline Complex suggest its origin from the fractional crystallization of a meta-aluminous subcontinental mantle derived magma involving amphibole, plagioclase and pyroxene. This process would be responsible for the observed trend, i.e., from meta-aluminous (primitive syenites) to peralkaline liquids (more evolved syenites and granites). It is also suggested that early crystallization of calcic clinopyroxene is responsible for iron enrichment, whilst amphibole fractionation is for raising silica saturation and calcic plagioclase for the peralkaline character of the residual liquid. The remarkable similarity among the rock types of Ponta do Morro Alkaline Complex suggests syenites and granites being co-sanguineous, however the differentiated geochemical behavior of biotite granites suggests crustal contamination to account for Si enrichment, relative depletion in Zr, MnO, 'Na IND.2'O and 'K IND.2'O and its peraluminous character. A process other than fractional crystallization and crustal contamination are also involved in the formation of the Ponta do Morro Alkaline Complex. It is suggested that during the emplacement, magmatic juvenile fluids and recycled crustal fluids interacted with solid rocks giving rise to hydrothermally altered products.
 
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Data de Publicação
2015-11-17
 
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