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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.1996.tde-20032013-161120
Documento
Autor
Nome completo
Gergely Andres Julio Szabo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1996
Orientador
Banca examinadora
Candia, Maria Angela Fornoni (Presidente)
Choudhuri, Asit
Correia, Ciro Teixeira
Roisenberg, Ari
Schorscher, Johann Hans Daniel
Título em português
Petrologia da Suite Metaultramafica da Sequencia Vulcano-Sedimentar Morro do Ferro na Região de Sul a Oeste de Alpinopolis, MG (Domínio Norte do Complexo Ca...
Palavras-chave em português
Brasil
Geologia
Petrologia
Resumo em português
A petrologia da Suite Metaultramáfica da Seqüência Vulcano-Sedimentar Morro do Ferro foi investigada em uma área de aproximadamente 550 km2, abrangendo a região de sul a oeste da cidade de Alpinópolis, sudoeste do Estado de Minas Gerais. Os terrenos compreendidos pela Tese pertencem ao Domínio Norte do Complexo Campos Gerais (CCG), que corresponde a uma associação arqueana tipo granito-greenstone belt, incorporada ao extenso sistema de zonas de cisalhamento direcionais/transcorrentes anastomosadas, de evolução contínua/recorrente, conhecido como Zona (Cinturão) de Cisalhamento Campo do Meio, que delinea os contornos do antigo Cráton do Paramirim nestes domínios meridionais do Cráton do São Francisco. Na parte setentrional da área delimitada para estudo, o substrato arqueano, intensamente modificado em episódios tectono-metamórficos sucessivos proterozóicos, é recoberto pela seqüência metassedimentar psamo-pelítica alóctone do(s) Grupo(s) Araxá-Canastra, e pelos metassedimentos autóctones carbonático-pelíticos do Grupo Bambuí, estes também sotopostos à superfície de cisalhamento de baixo ângulo que separa o pacote metassedimentar alóctone do embasamento ortognáissico - migmatítico - granítico com corpos metaultramáficos inclusos. Na área estudada o Domínio Norte do CCG é compartimentado em três Faixas: Faixa Serra do Dondó, a norte, Faixa Córrego das Almas, central, e Faixa Mumbuca, meridional, definidas pelas suas associações litológicas características, e pelas extensas descontinuidades estruturais, de traçado bem marcado na topografia, que as delimitam. Rochas metaultramáficas concentram-se em duas áreas de ocorrência: na Faixa Serra do Dondó, em três corpos maiores, dentre os quais se destaca o corpo principal situado ao longo do vale do Ribeirão da Conquista, a sul de Alpinópolis, além de uma série de corpos menores circunvizinhos, inclusos nos terrenos ortognáissicos - migmatíticos, tonalíticos/granodioríticos cisalhados/remobilizados; e na Faixa Mumbuca, onde a ocorrência principal corresponde a um corpo estreito, alongado, situado no vale do córrego homônimo; e vários corpos lenticulares menores que ocorrem dispersos ao seu redor. O padrão estrutural da área é marcado por zonas de cisalhamento de alto/médio ângulo anastomosadas, de direção geral predominante WNW/ESE, que envolvem núcleos poupados ou menos afetados pelo cisalhamento heterogêneo recorrente. A Suite Metaultramáfica corresponde a um conjunto de rochas de filiação komatiítica, intensamente reorganizado por processos tectono-metamórficos. Texturas spinifex pseudomórficas podem ser ainda reconhecidas em núcleos lenticulares menos deformados da Faixa Serra do Dondó, onde a deformação foi menos pervasiva. Os tipos litológicos menores que acompanham as rochas metaultramáficas são formações ferríferas, metapelitos variados, e anfibolitos, componentes de uma associação vulcano-sedimentar tipo greenstone belt. Dentre as rochas metaultramáficas, predominam os tipos portadores de Ca-anfibólio, que variam de Mg-clorita - tremolita xistos/fels a olivina e/ou ortopiroxênio - hornblenda xistos/fels porfiroblásticos com espinélio e/ou clorita. Tipos ultramáficos menores, serpentinitos e talco xistos/esteatitos, são interpretados como derivados dos tipos portadores de Ca-anfibólio através de modificações metassomáticas ocorridas ao longo das zonas de cisalhamento. As texturas e paragêneses descritas nas amostras metaultramáficas sugerem condições de equilíbrio em mosaico em várias escalas, sobrepondo-se domínios desenvolvidos sob condições progressivamente de grau mais elevado a domínios originados em etapas anteriores, não completamente reequilibrados. Amostras selecionadas foram analisadas para elementos maiores, menores e traço, incluindo Elementos Terras Raras (ETR). Os resultados das análises indicam uma forte mobilidade química para a Suite por inteiro, porém, com base nas razões de elementos incompatíveis menos móveis, Ti, Zr e Sc, foi possível reconhecer um conjunto de amostras com características composicionais primárias, ígneas, menos modificadas, que indicam protólitos komatiíticos de tipo ADK - komatiitos empobrecidos em alumínio, com sugestão de contaminação por crosta continental, reforçada pela existência de cristais de zircão inclusos em amostras com textura spinifex. Os dados geoquímicos sugerem ainda evolução composicional da suite vulcânica, komatiítica, através do fracionamento principalmente de olivina com Fo >= 93, além da existência de um evento de alteração submarina "a frio", pré-metamórfica, que alterou principalmente os padrões de ETR, de maneira característica. A evolução metamórfica da Suite Metaultramáfica é modelada com base em três Estádios Metamórficos: o Precoce, que define a Paragênese fundamental Mg-clorita - tremolita/actinolita, o Progressivo Principal, no qual se desenvolvem os porfiroblastos de ortopiroxênio e olivina, sobre uma matriz definida, predominantemente, pela Mg-hornblenda, e o Tardio de Baixo Grau, que inclui as transformações metassomáticas que conduzem à serpentinização e talcificação generalizadas. As modificações metamórficas do Estádio Progressivo estão vinculadas às variações composicionais verificadas em Mg- cloritas e Ca-anfibólios com o incremento do grau metamórfico. O enriquecimento progressivo em Al das cloritas resulta na blastese de olivina e antofilita nas etapas iniciais do metamorfismo progressivo. A quebra final da clorita, definida pela reação Mg-Clorita <-> Olivina + Ortopitoxênio + Espinélio + H2O, ocorre quando o conteúdo em Al alcança valores de (x)Al ~ 1,2. O enriquecimento concomitante em Al dos Ca-anfibólios, através das substituições combinadas tschermakíticas e edeníticas, modifica as relações de fase definidas pelo processo de quebra final da clorita, conduzindo, nos casos em que as substituições ocorrem em proporções próximas à pargasítica, ao consumo da olivina pela blastese do ortopiroxênio, e ao consumo do espinélio, através da incorporação do componente aluminoso ao anfibólio.
Palavras-chave em inglês
Não informadas pelo autor.
Resumo em inglês
A petrological study of the Metaultramafic Suite belonging to the Morro do Ferro Meta-Volcano-Sedimentary Sequence was undertaken in an area covering approximately 550 km2, from the south to the west of Alpinópolis town, southwestern Minas Gerais State, Brasil. The terrains belong to the Northern Domain of the Campos Gerais Complex (CGC), an archean granite-greenstone belt type association incorporated into the extensive, anastomosing shearzone system, known as the Campo do Meio Shear Zone, which deliniates the contours of the more ancient Paramirim Craton in these meridional domains of the Brasiliano São Francisco Craton. ln the northern part of the area, the archean substrate, intensively modified by succesive tectono-thermal proterozoic episodes, is recovered by the allochtonous psamopelitic metassedimentary sequence of the Araxá-Canastra Group(s), and by the autochtonous carbonatic-pelitic metassediments of the Bambuí Group, which is also overlain by the low-angle shear zone through which the allochtonous sequence was carried from west to east over the orthognaissic - granitic basement that includes the ultramafic bodies. The Northern Domain of the CGC is subdivided into three sub-areas in the investigated area: Serra do Dondó sub-area, to the north, Córrego das Almas sub-area, in the central part, and Mumbuca sub-area, to the south, defined through the characteristic lithological association of each, and by the large structural discontinuities, well marked in the topography, which delimitate them. Ultramafic rocks are concentrated in two main occurences. ln the Serra do Dondó sub-area, as three large bodies, of which the largest one is that cut by the Ribeirão da Conquista, to the south of Alpinópolis, apart from a series of smaller, lenticular bodies intercalated in the surrounding tonalitic to granodioritic, sheared and remobilized orthogneissic - migmatitic terrains. ln the Mumbuca sub-area, the main ultramafic occurrence is represented by a thin, elongate body, located in the Mumbuca Stream valley. Various lenticular, smaller bodies occur in the surroundings. The structural pattern of the area is made up by high to intermediate dip, anastomosing, largely WNW/ESE oriented shear zones, which envelope nucleii preserved from the recurrent heterogeneous shearing, like tonalitic remnants in the Serra do Dondó and Córrego das Almas sub-areas. The Metaultramafic Suite is made up of a set of rocks of komatiitic origin, intensively modified by tectono-metamorphic processes. Pseudomorphic spinifex textures can still be recognised in lenticular nucleii preserved from deformation in the less pervasively sheared Serra do Dondó sub-area. The lesser rock types associated to the metaultramafic rocks are iron formations, metapelites, and amphibolites, identified as belonging to a greenstone belt type volcano-sedimentary association. Among the metaultramafic rocks, Ca-amphibole - bearing types predominate, with variations from Mg-chlorite schists and fels to green spinel and/or chlorite-bearing, porphiroblastic olivine and/or orthopyroxene - hornblende schists and fels. Lesser ultramafic rock types, like serpentinites and talc schists, are considered to be originated from the Ca-amphibole bearing rocks through metassomatic modifications along the shear-zones. The textures and paragenetic associations of the ultramafic samples are indicative of mosaic equilibrium in various scales, with domains developed under progressively higher metamorphic grade overprinting those originated in previous stages, not completely reequilibrated. Selected samples were analysed for major, minor and trace elements, including Rare Earth Elements (REE). The results indicate a strong chemical remobilization for the Suite as a whole, yet with the help of less mobile incompatible element ratios, like Ti, Zr and Sc, it was possible to identify a set of samples with less intensively modified primary, igneous chemical characteristics, which point towards ADK - Aluminium Depleted Komatiitic protolithes, possibly with continental crust contaminations to some degree, as suggested also by zircon crystals found in some spinifex-textured rocks. The chemical data also suggest a compositional evolution for the komatiitic suite mainly throgh the fractionation of an olivine with Fo content >= 93, as well as a pre-metamorphic, "cold" submarine weathering event, which altered mainly the REE patterns in a characteristic fashion. The metamorphic evolution of the Metaultramafic Suite is modeled through three Metamorphic Stages: the Precocious, during which the Mg-chlorite - Ca-amphibole fundamental paragenesis were developed, the Main Progressive, when the olivine and/or orthopyroxene porphyroblasts developed over a matrix made up mainly by Mg-hornblende, and the Late Lower Grade, which includes the metassomatic processes responsible for the widespread serpentinization and talcification. The metamorfic changes of the Main Progressive Stage are ascribed to the compositional variations in Mg-chlorites and Ca-amphiboles with increasing metamorhic grade. The progressive Al-enrichment in chlorites leads to the growth of olivine and anthophyllite at the beginning of the progressive metamorphism. The final breakdown of chlorite, through the reaction Mg-Chlorite <-> Olivine + Orthopyroxene + Spinel + H2O, occurs when its Al content reaches the (x)Al ~ 1,2 value. The concurrent Al-enrichment of the Ca-amphiboles, through combined tschermakitic and edenitic substitutions, modifies the phase-relations brought about by chlorite breakdown, leading, when substitutions in the Ca-amphiboles occur in close to pargasitic ratios, to olivine consumption through orthopyroxene growth, and spinel consumption, when its aluminian component is incorporated by the amphiboles.
 
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Data de Publicação
2013-03-21
 
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