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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.44.2009.tde-08062009-151400
Documento
Autor
Nome completo
Caue Rodrigues Cioffi
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2009
Orientador
Banca examinadora
Campos Neto, Mario da Costa (Presidente)
Szabo, Gergely Andres Julio
Trouw, Rudolph Allard Johannes
Título em português
Geologia dos granulitos de alta pressão da Klippe Carvalhos, extensão sul da Faixa Brasília
Palavras-chave em português
Granulitos de alta pressão
Terreno Andrelândia
Texturas metamórficas
Resumo em português
No topo do sistema de nappes Andrelândia, borda sul do cráton do São Francisco, ocorrem nappes formadas predominantemente por rochas metasedimentares com metabásicas e metaultramáficas subordinadas, que registram metamorfismo de fácies granulito de alta pressão no Ediacarano. São as nappes Três Pontas - Varginha, Pouso Alto e as klippen Aiuruoca e Carvalhos. Na Klippe Carvalhos predominam paragnaisses a rutilo, cianita, granada e ortoclásio pertítico, que estão colocados sobre micaxistos em fácies anfibolito da Nappe Liberdade. A assembléia mineral dos paragnaisses sugere uma progressão metamórfica saindo do campo de estabilidade da estaurolita (inclusa em granada), passando pela quebra de muscovita (ausente nos litotipos com menor retrogressão) e chegando na quebra parcial de biotita com geração de granada + ortoclásio + fundido. Durante a retrogressão essas reações foram novamente cruzadas em sentido contrário, sendo que a granada foi parcialmente a totalmente consumida por intercrescimentos vermiformes e/ou esqueletais de biotita + quartzo. Na porção leste da klippe e nas proximidades de zonas de cisalhamento é comum a ocorência de silimanita + biotita substituindo parcialmente granada e substituições diretas de cianita por silimanita. Rochas metabásicas, boudinadas dentro dos paragnaisses, apresentam paragênese reliquiar de granada + clinopiroxênio + quartzo ± plagioclásio. Nessas rochas a retrogressão está registrada em coronas de intercrescimentos de hornblenda + plagioclásio que substituem parcial a totalmente a granada. Localmente essas coronas são seguidas por uma fina e descontínua corona de minerais opacos granulares, possivelmente ilmenita. Na hidratação os cristais de clinopiroxênio, ricos em microexsoluções de quartzo e/ou feldspato, foram parcial a totalmente substituídos por hornblenda. E em locais com retrogressão mais intensa, próximos a zonas de cisalhamento, ocorre ortopiroxênio associado a clinopiroxênio. Em sua porção sudoeste, a klippe está em contato com gnaisses Paleoproterozóicos conhecidos como Migmatitos Alagoa. As rochas básicas intercaladas nesses gnaisses, em geral, registram metamorfismo de fácies anfibolito. Porém próximo ao contato com a klippe, ocorre um corpo com composição granítica e ortopiroxênio ígneo (charnockito), que apresenta coronas de granada + clinopiroxênio + quartzo + plagioclásio entre os cristais de ortopiroxênio e plagioclásio, evidenciando um metamorfismo progressivo chegando ao fácies granulito de alta pressão. Essas coronas podem estar relacionadas a superimposição do metamorfismo de alta pressão, sofrido pelas rochas da klippe no Ediacarano, no embasamento mais antigo. O pico metamórfico calculado para os paragnaisses da klippe através do termômetro de Zr em rutilo e do barômetro GASP é de 850 ºC e 16 Kbar. Esses dados corroboram com os cálculos termométricos realizados através da reintegração de feldspatos ternários (plagioclásio antipertítico) que chegam a temperaturas de 870 ± 50ºC. Em rochas metabásicas os resultados dos cálculos termobarométricos são 850ºC e 15 ± 2 Kbar. Datações U-Pb (ID-TIMS) de monazita colocam o pico metamórfico em 618 ± 2.2Ma. E datações K-Ar em anfibolio de 582.9 ± 14.8 Ma não são coerentes com resfriamento, em uma trajetória de exumação rápida, evidenciada pela preservação das paragêneses de pico metamórfico. Os metasedimentos presentes na Klippe Carvalhos apresentam composição variada, desde metasedimentos pelíticos com altas razões A/CNK até metasedimentos imaturos, ricos em feldspato, como metagraywackes e metarcósios. Apesar do alto grau metamórfico, os metasedimentos presentes na klippe apresentam padrões de ETR muito semelhantes aos de rochas sedimentares pós-arqueanas. Os granada-biotita-plagioclásio gnaisses da klippe, possíveis metarenitos imaturos, apresentam uma composição química aparentemente sem perda considerável de líquidos silicáticos gerados por fusão parcial. Isso provavelmente é resultado de baixas taxas de fusão parcial (<10%), que não permitem a conexão e extração dos líquidos. Essas baixas taxas de fusão parcial provelmente estão relacionadas às pequenas quantidades de muscovita nessas composições. Portanto, os granada-biotita-plagioclásio gnaisses provavelmente não foram composições férteis para geração magmas. Provavelmente os metapelitos foram as principais fontes de magma dentro da klippe, devido a quantidade elevada de muscovita nessas composições, que permitem uma geração considerável de líquidos através da quebra de muscovita, em temperaturas inferiores a 850ºC.
Título em inglês
Geology of high pressure granulites of Carvalhos Klippe, southern Brasília Belt
Palavras-chave em inglês
Andrelândia terrain
High pressure granulites
Metamorphic textures
Resumo em inglês
At the top of Andrelândia Nappes System, southern border of São Francisco craton, occur nappes formed dominantly by metasedimentary rocks with subordinated metabasics and metaultramafics which record metamorphism of high pressure granulite facies in the Ediacaran. These nappes are Três Pontas - Varginha, Pouso Alto and Klippen Airuoca and Carvalhos. In Carvalhos Klippe are predominant rutile, kyanite, garnet and pertitic orthoclase bearing paragneisses, which are placed over micaschists in amphibolite facies of Liberdade Nappe. The mineral assemblage of paragneisses suggests a metamorphic progression starting from stability field of estaurolite (as inclusion inside garnet), passing by muscovite breakdown (absent in lithotypes with less retrogresion) and reaching parcial breakdown of biotite, forming garnet + orthoclase + melt. During retrogression these reactions were crossed again in the opposite way, with granet being partially to totally consumed by vermiforms and/or eskeletals intergrowths of biotite + quartz. In the eastern portion of the Klippe and near shear zones are very common the substitution of garnet by sillimanite + biotite or kyanite by sillimanite. Metabasic rocks, boudinated inside paragneisses, exhibit relicts of garnet + clinopyroxene + quartz ± plagioclase. In these rocks retrogression is recorded in intergrowth coronas of hornblende + plagioclase which substitute garnet partially to totally. Locally these coronas followed by a thin and descontinuous corona formed by granular opaque minerals, probably ilmenite. During hidratation reactions, clinopyroxene crystals, rich in microexsolutions of quartz and/or feldspar, were partial to totally replaced by hornblende. Where retrogression were more intense, nearby shear zones, occur orthopyroxene associated with clinopyroxene. In its southwestern portion is in contact with Paleoproterozoic gneisses known as Alagoa Migmatites. The basic rocks, intercalated with these gneisses, usually record amphibolite facies metamorphism. However, close to the contact with klippe, occur a body with granitic composition and igneous orthopyroxene (charnockite), which presents coronas of garnet + clinopyroxene + quartz + plagioclase, between orthopyroxene and plagioclase crystals, showing a progressive metamorphism reaching high pressure granulite facies. These coronas can be related to a superimposed metamorphism of high pressure in the older embasement. The metamorphic peak calculated for the paragneisses of klippe using Zr-inrutile thermometer and the GASP barometer is 850ºC and 16Kbar. These data are compatible with thermometric calculations done by ternary feldspar reintegration (antiperthitic plagioclase), which reachs temperatures of 870±50ºC. In metabasic rocks, the results of themobarometric calculations are 850ºC and 15±2Kbar. U-Pb dating (ID-TIMS) of monazite put the metamorphic peak in 618±2.2Ma and K-Ar dating in amphibole of 582.9±14.8Ma are not coherent with cooling in a fast exhumation pathway, showed by preservation of metamorphic peak paragneisses. The metasediments present in Carvalhos Klippe show variated composition, including pelitic metasediments with high A/CNK ratios and imature metasediments, rich in feldspar, like metagraywackes and metarkoses. In spite of high metamorphic grade, the metasediments present in the klippe show ETR patterns very similar to the post-archean rocks. The garnet-biotite-plagioclase gneisses of Klippe, probably imature metarenites, show a chemical composition aparently without considerable loss of silicatic melts, formed by partial melt. This probably results from low partial melt rates (<10%), which dont allow the conection and extraction of the liquids. The low partial melt rates are probably related to small amounts of muscovite in these compositions. Therefore, the garnet-biotiteplagioclase gneisses probably were not fertile compositions to form magmas. Probably the metapelites were the main sources of magma inside the klippe, due to high amounts of muscovite in these compositions, which allow a considerable generation of liquids through the muscovite breakdown, in temperatures below 850ºC.
 
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Data de Publicação
2009-08-20
 
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  • CAMPOS NETO, Mário da Costa, et al. Structural and metamorphic control on the exhumation of high-P granulites : The Carvalhos Klippe example, from the oriental Andrelândia Nappe System, southern portion of the Brasília Orogen, Brazil [doi:10.1016/j.precamres.2010.05.010]. Precambrian Research [online], 2010, vol. 180, n. -1, p. 125-142.
  • CIOFFI, Caue Rodrigues, et al. Geochemical signatures of metasedimentary rocks of high-pressure granulite facies and their relation with partial melting : Carvalhos Klippe, Southern Brasília Belt, Brazil [doi:10.1016/j.jsames.2012.09.007]. Journal of South American Earth Sciences [online], 2012, vol. 40, p. 63-76.
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