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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.2007.tde-15052008-105421
Documento
Autor
Nome completo
Fernando Pelegrini Spinelli
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2007
Orientador
Banca examinadora
Gomes, Celso de Barros (Presidente)
Conceição, Herbet
Furtado, Sandra Maria de Arruda
Ruberti, Excelso
Sousa, Maria Zelia Aguiar de
Título em português
As rochas alcalinas de Cananéia, litoral sul do Estado de São Paulo: estudos mineralógicos, geoquímicos e isotópicos
Palavras-chave em português
Cananéia
Geoquímica
Mineralogia
Petrologia
Rocha alcalina
Resumo em português
A ocorrência alcalina de Cananéia, SE do Brasil, situada na parte meridional da ilha homônima, é uma intrusão subcircular com área de 1,8 km2 (Morro de São João) e 137 m de altura. Um corpo satélite (Morrete) de menor dimensão e petrografia similar é encontrado na adjacente Ilha Comprida. Geomorfologicamente, ela está inserida na Planície Costeira Cananéia-Iguape. Apresenta-se coberta por sedimentos quaternários e tem como encaixante rochas do embasamento cristalino (Grupo Açungui), que afloram a alguns quilômetros de distância, já no continente. Quanto ao condicionamento tectônico, a exemplo dos complexos alcalino-carbonatíticos vizinhos de Jacupiranga, Juquiá e Pariquera-Açu, a intrusão está relacionada ao Lineamento de Guapiara, uma das principais feições estruturais associadas ao Arco de Ponta Grossa. A ocorrência é constituída exclusivamente por rochas de natureza sienítica, com álcali feldspato sienitos e quartzo-álcali feldspato sienitos representando os tipos litológicos principais, além de microssienitos na forma de pequenos diques e veios. Do ponto de vista mineralógico, essas rochas contêm feldspato alcalino (mesopertita) como fase mais abundante. A mesopertita é do tipo dominantemente hipersolvus, em geral presente junto às litologias mais evoluídas. Plagioclásio tem ocorrência restrita e quartzo é o segundo mineral félsico em importância. Clinopiroxênio e anfibólio, com ampla variação composicional, correspondem às fases máficas mais comuns, aparecendo subordinadamente biotita e olivina. Os principais acessórios incluem apatita, titanita, opacos e zircão. As condições de cristalização apontam para temperaturas de formação em torno de 950°C para os álcali feldspato sienitos e ao redor de 800°C para os quartzo-álcali feldspato sienitos, associadas, respectivamente, a um ambiente levemente oxidado e menos oxidado sob baixa pressão (<1 kbar). Dados geoquímicos atestam o caráter saturado a supersaturado em SiO2 das rochas de Cananéia, a afinidade potássica e o seu alto grau de evolução. Os diagramas multielementares reunindo elementos maiores e traços com a concentração de sílica são indicativos de que processos de cristalização fracionada exerceram papel importante na sua formação. A distribuição normalizada dos elementos incompatíveis mostra anomalias negativas pronunciadas em Sr, P e Ti e subordinadas em Ba. Zr e Nd exibem visíveis anomalias positivas, estas menos evidentes para o La, Y e Ba. Em geral, o comportamento é comparável àquele observado em outras ocorrências alcalinas brasileiras do Cretáceo Superior, contendo essencialmente rochas evoluídas. A distribuição normalizada dos padrões de ETR indica alta concentração desses elementos e fracionamento das TRL em relação às TRP. A forte anomalia negativa registrada para o Eu poderia ser devida a processo de remoção de feldspato ou a possível assimilação de material granítico da encaixante. Determinações radiométricas pelo método Ar/Ar realizadas em concentrados de biotita mostram uma idade de 83,6,9±0,9 Ma para as rochas sieníticas, similar à obtida a partir de uma isócrona interna de Rb-Sr, apresentando valor de 83,5±2,2 Ma e razão inicial 87Sr/86Sr de 0,70686. As razões iniciais 87Sr/86Sr(83,6 Ma) (R0) variam entre 0,7065 e 0,70700 para os litotipos menos diferenciados e entre 0,70538 e 0,70777 para os mais evoluídos. As razões elevadas das rochas de Cananéia, em geral superiores a 0,706, indicam claramente que processos de assimilação e contaminação crustal participaram da sua formação, como sugerido no gráfico R0 versus SiO2, com os valores mais altos correspondendo às variedades com maior quantidade em sílica, e no diagrama Fernando Pelegrini Spinelli (2007) 5 normativo nefelina-quartzo-kalsilita (sistema petrogenético residual). Estudos isotópicos (Sr-Nd) e comparações com outras ocorrências alcalinas do SE do Brasil sugerem que as rochas de Cananéia provavelmente se desenvolveram a partir de um magma parental de natureza basanítica. Acredita-se, ainda, que a sua formação tenha envolvido a ação de processos de enriquecimento metassomático do manto ocorridos no Proterozóico, além de contado com a contribuição de fontes do tipo HIMU e EMI. Cálculos para a idade modelo (TDM) apresentam valores muito superiores aos disponíveis para outras ocorrências da região sudeste, exceção feita aos dois complexos de Santa Catarina (Anitápolis e Lages). A idade média obtida (1400±200 Ma) é, por sua vez, apenas comparável àquela relativa às ocorrências alcalinas potássicas da borda ocidental da Bacia do Paraná, em território paraguaio (1500±200 Ma). Estudo comparativo com outras ocorrências alcalinas brasileiras formadas quase que exclusivamente de litologias sieníticas permite reconhecer similaridades entre as rochas de Cananéia e aquelas de alguns maciços da Província da Serra do Mar (Serra da Mantiqueira: Itatiaia, Passa Quatro e Morro Redondo; ilhas oceânicas: Vitória, Monte de Trigo, Búzios e São Sebastião), da Província do Arco de Ponta Grossa (Tunas) e da intrusão de Ponta do Morro, no Mato Grosso, particularmente quanto às características geoquímicas (comportamento dos elementos incompatíveis e Terras Raras) e idade (Cretáceo Superior).
Título em inglês
Alkaline rocks of Cananéia, south coast of the state of São Paulo: mineralogy, geochemistcal and isotopical studies
Palavras-chave em inglês
Alkaline rock
Cananéia
Geochemistry
Mineralogy
Petrology
Resumo em inglês
The alkaline occurrence of Cananéia, SE Brazil, lying in the southern part of the homonymous island, is a subcircular intrusion 1.8 km² in area (Morro de São João) and 137 m high. A small and petrographically similar satellite body (Morrete) is found in the adjacent Ilha Comprida. Geomorphologically, it belongs to the Cananéia-Iguape Coast Plain. It is covered by Quaternary sediments and is enclosed into the crystalline basement (Grupo Açungui), which outcrops some kilometers away, in the continental area. Regarding tectonical control, together the neighboring alkaline-carbonatitic complexes of Jacupiranga, Juquiá and Pariquera-Açu, the intrusion is related to the Guapiara Lineament - one of the major structural features associated with the Ponta Grossa Arch. The occurrence is constituted exclusively by syenitic rocks, with alkali feldspar syenites and quartz-alkali feldspar syenites representing the main lithologies, besides microsyenites as small dikes and veins. From the mineralogical point of view, these rocks have alkaline feldspar (mesoperthite) as the major abundant phase. The mesoperthite belongs to the hypersolvus type, being in general present in the more evolved rock types. Plagioclase is scarce and quartz corresponds to the second felsic mineral in importance. Clinopyroxene and amphibole widely variable in composition are the most common mafic phases whereas biotite and olivine occur subordinately. Main accessory minerals include apatite, titanite, opaques and zircon. The crystallization conditions point to formation temperatures around 950°C for the alkali-feldspar syenites and 800°C for the quartz-alkali feldspar syenites, associated with a slightly oxidized environment and a less oxidized one under low pressure (<1 kbar), respectively. Geochemical data confirm the saturated to oversaturated in SiO2 nature of the Cananéia rocks, the potassic affinity and their high degree of evolution. The multielemental diagrams relating major and trace element contents against silica concentration indicate that fractional crystallization processes have played an important role on its formation. The normalized distribution of the incompatible elements show pronounced negative anomalies in Sr, P and Ti and subordinate in Ba. Zr and Nd display visible positive spikes, which are less evident in La, Y and Ba. In general, the behavior is quite comparable to that recognized for other Late Cretaceous Brazilian alkaline occurrences, mainly consisting of evolved rocks. The normalized distribution of the REE patterns point to their high concentration and to the enrichment of LREE in relation to HREE. The strong Eu negative anomaly could be due to feldspar removal process or to a possible assimilation of granitic material from the country rocks. Ar/Ar radiometric determinations carried out on biotite separates provide an age of 83.6±0.9 Ma for the syenitic rocks, which is similar to that given by an internal Rb-Sr isochronous, showing a value of 83.5±2.2 Ma and 87Sr/86Sr initial ratio of 0.70686. The 87Sr/86Sr(83,6 Ma) initial ratios (R0) vary between 0.7065 and 0.70700 for the less differentiated lithotypes and between 0.70538 e 0.70777 for the most evolved ones. The high values of the Cananéia rocks, in general over 0.706, clearly indicate that assimilation and crustal contamination processes have participated of its formation, as it is suggested in the R0 versus SiO2 graph, where the highest values correspond to the varieties having the largest amounts of silica, and in the normative nepheline-quartz-kalsilite diagram (petrogenetical residual system). Isotopical studies (Sr-Nd) and comparison with other alkaline occurrences of SE Brazil suggest Fernando Pelegrini Spinelli (2007) 7 that the Cananéia rocks probably developed from a parental magma of basanitic nature. Also, it is believed that its formation has involved metasomatic enrichment processes of the mantle occurred in Proterozoic times as well as the contribution of HIMU and EMI source types. Model age (TDM) calculations give values higher than those available for other alkaline occurrences of the southern region, except for the two Santa Catarina complexes (Anitápolis and Lages). The average age (1400±200 Ma) is only comparable to that shown by the alkaline potassic occurrences from the western side of the Paraná Basin, in Paraguayan territory (1500±200 Ma). Comparative study with other Brazilian alkaline occurrences almost exclusively formed of syenitic lithologies allows recognize similarities between the Cananéia rocks and those of some massives of the Serra do Mar (Serra da Mantiqueira: Itatiaia, Passa Quatro e Morro Redondo; oceanic islands: Vitória, Monte de Trigo, Búzios e São Sebastião) and Ponta Grossa Arch (Tunas) Provinces and of the Ponta do Morro intrusion in the Mato Grosso State, especially regarding geochemical characteristics (behavior of incompatible and Rare Earth elements) and age (Late Cretaceous).
 
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Data de Publicação
2008-05-15
 
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