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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.44.2011.tde-27072011-180118
Document
Author
Full name
Brenda Chung da Rocha
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2011
Supervisor
Committee
Campos Neto, Mario da Costa (President)
Duarte, Beatriz Paschoal
Negri, Francisco de Assis
Title in Portuguese
Evolução metamórfica dos metassedimentos da Nappe Lima Duarte e rochas associadas do Complexo Mantiqueira, sul da Faixa Brasília (MG)
Keywords in Portuguese
Complexo Mantiqueira
Fácies granulito
Metamorfismo
Nappe Lima Duarte
Texturas coroníticas
Abstract in Portuguese
A Nappe Lima Duarte está situada no sudeste do Orógeno Brasília. É constituída por paragnaisses migmatíticos com granada, sillimanita, biotita e muscovita, e ortoquartzitos grossos, com intercalações esparsas de gnaisses calciossilicáticos e de anfibolitos. O Complexo Mantiqueira, infraestrutura alóctone da nappe, ocorre na forma de lascas tectonicamente imbricadas na mesma. É constituído por ortognaisses migmatíticos e polimetamórficos, tipo TTG, com intercalações de rochas metabásicas granulíticas, na forma de enclaves máficos alongados e boudins, geralmente concordantes com a foliação principal. Também ocorrem rochas charnockíticas aparentemente intrusivas nos ortognaisses Mantiqueira, com rochas metabásicas associadas. A associação mineral observada nos paragnaisses (Grt + Bt + Sil + Pl + Rt +Ilm + Qtz ± Ms ± Kfs ± Ky) é relacionada a um metamorfismo progressivo de fácies anfibolito superior, caracterizado por reações de quebra de muscovita e geração de feldspato potássico. As condições de pico bárico obtidas no THERMOCALC para a associação com cianita são de 10 ± 0.6 kbar, a 807 ± 25ºC. O pico térmico de 827 ± 44ºC a 8.2 ± 1.8 kbar, no limite da curva de quebra da dumortierita, foi obtido no THERMOCALC com a associação mineral envolvendo sillimanita. As rochas metabásicas inseridas nos ortognaisses do Complexo Mantiqueira e rochas charnockíticas associadas apresentam a associação Grt-Cpx-Pl-Qtz±Opx+Hbl, que é diagnóstica do fácies granulito de alta pressão. São caracterizadas pela presença de texturas coroníticas progressivas de Grt-Cpx-Pl-Qtz nos contatos entre Opx, Pl e/ou opacos, aparentemente de origem ígnea, que marca a passagem do campo dos granulitos de pressão intermediária para o campo dos granulitos de alta pressão. As condições de pico registradas nos veios constituídos por Grt-Cpx-Pl nos metagabronoritos é de 831.8ºC, a 10 kbar. O granada granulito registra o pico metamórfico a 890 ± 41ºC, a 9.26 ± 1.93 kbar. Cálculos realizados no TWEEQU forneceram condições de equilíbrio de 801ºC, a 9.6 kbar para a associação de fácies granulito. As condições de pico bárico nas rochas charnockíticas são de 14.36 ± 1.9 kbar, a 680ºC, enquanto que as temperaturas máximas registradas são de 885.17ºC, a 10 kbar. Cálculos realizados no THERMOCALC forneceram temperatura de 771 ± 166ºC, a 11.8 ± 2.4 kbar. As rochas metabásicas relacionadas ao Complexo Mantiqueira apresentam baixas concentrações de elementos LILE, possivelmente devido ao empobrecimento destes elementos durante o metamorfismo através de perdas por reações de desidratação. Os dados geoquímicos apontam fontes do tipo E-MORB para grande parte das rochas metabásicas, embora sempre com enriquecimento em ETR maior, o que é sugestivo de fontes enriquecidas. O Grt-cpx anfibolito simplectítico apresenta assinaturas geoquímicas distintas, com enriquecimento maior em elementos LILE e ETRL, o que sugere uma origem a partir de fontes OIB. Os padrões de ETR e diagramas de variação multi-elementares de elementos traço sugerem que as rochas charnockíticas têm fontes relacionadas à ambientes de arco vulcânico. Os paragnaisses, em fácies anfibolito superior a granulito, registram uma trajetória inicial horária, descompressiva ao campo da sillimanita. É distinta da trajetória inicial anti-horária exibida pelas rochas metabásicas e charnockíticas, que registram nas coronas de Grt-Cpx-Pl o metamorfismo progressivo de fácies granulito de alta pressão. Sugere-se que esse relativo aumento de pressão tenha sido condicionado pela colocação dos metassedimentos da Nappe Lima Duarte sobre as rochas do Complexo Mantiqueira, porém no mesmo campo de temperatura. Assim, o avanço da nappe metassedimentar pode ter sido responsável pelo soterramento das rochas metabásicas e charnockíticas relacionadas com o Complexo Mantiqueira, o que justifica a pressão mais elevada nestes litotipos. A etapa de exumação foi compartilhada por ambas, o que é evidenciado nas semelhanças de condições metamórficas durante a trajetória de resfriamento quase isobárico, porém com os litotipos do Complexo Mantiqueira em nível crustal mais profundo.
Title in English
Metamorphic evolution of metassedimentary rocks of Lima Duarte Nappe and related rocks of Mantiqueira Complex, south of Brasília Belt (MG)
Keywords in English
Coronitic textures
Granulite facies
Lima Duarte Nappe
Mantiqueira Complex
Metamorphism
Abstract in English
The Lima Duarte Nappe is located in southeastern Brasília Orogen and is composed by migmatitic paragneisses presenting garnet, sillimanite, biotite and muscovite, and coarse-grained orthoquartzites, with few amphibolite and calc-silicate interlayers. The Mantiqueira Complex occurs as tectonic imbricated lenses in the Lima Duarte Nappe, resembling an allochthon structure. It comprises TTG-type migmatitic and polymetamorphic orthogneisses, presenting granulitic metabasic interlayers, as mafic bands and lenses, as well as boudins, which are often concordant with the main foliation. Charnockitic rocks are apparently intrusive in the Mantiqueira orthogneisses, with associated metabasic rocks. The mineral assemblage observed in paragneisses (Grt + Bt + Sil + Pl + Rt + Ilm + Qtz ± Ms ± Kfs ± Ky) is related to an upper amphibolite facies progressive metamorphism characterized by muscovite breakdown reactions producing potassic feldspar. The peak baric conditions obtained in the THERMOCALC processing software for the assemblage involving kyanite are 10 ± 0.6 kbar and 807 ± 25ºC. The thermal peak of 827 ± 44ºC and 8.2 ± 1.8 kbar obtained in THERMOCALC for the assemblage envolving sillimanite, is placed in the boundary of breakdown curve for dumortierite. The metabasic rocks interlayered in Mantiqueira Complex orthogneisses show the Grt-Cpx-Pl-Qtz±Opx+Hbl assemblage, indicating high pressure granulite facies. They are characterized by the presence of Grt-Cpx-Pl progressive coronitic textures between Opx, Pl and/or opaques boundaries, apparently with an igneous origin, which marks the transitions from intermediate pressure granulites field to high pressure granulite field. The peak conditions recorded in Grt-Cpx-Pl veins in metagabbronorites is 831.8ºC, and 10 kbar. The garnet granulite records the metamorphic peak at 890 ± 41ºC, and 9.26 ± 1.93 kbar. Thermobarometric calculations performed at TWEEQU revealed equilibrium conditions at 801ºC, and 9.6 kbar based on granulite facies mineral assemblage. The peak baric conditions achieved by the charnockitic rocks are 14.36 ± 1.9 kbar, and 680ºC, while maximum temperatures recorded are 885.17ºC, and 10 kbar. Thermobarometric calculations performed at THERMOCALC revealed temperatures of 771 ± 166ºC, and 11.8 ± 2.4 kbar. The metabasic rocks related to Mantiqueira Complex show low concentrations of LILE elements, possibly due to the depletion of these elements during metamorphism in dehydrating reactions. Geochemical data point out to E-MORB type sources for the great majority of metabasic rocks, even though with an REE enrichment, suggesting more enriched sources. The symplectitic Grt-Cpx amphibolite show distinct geochemical signatures, characterized by a greater enrichment in LILE and light-REE elements, suggesting an OIB source for their origin. REE patterns and trace element spidergrams suggest that charnockitic rocks sources are related to a volcanic arc tectonic setting. Paragneisses, in upper amphibolite to granulite facies, recorded an initial clockwise path, decompressing to the sillimanite field. It differs from initial counterclockwise path exhibited by the metabasic and charnockitic rocks, which preserves the progressive high pressure granulite facies metamorphism in Grt-Cpx-Pl coronae. This pressure increase is probally related to the metassediments of the Lima Duarte Nappe, that thrusted over the Mantiqueira Complex rocks, although in the same temperature field. The buried character of metabasic and charnockitic rocks may be caused by the thrust of the metassedimentary nappe, justifying the higher pressure found in these lithotypes. The exhumation phase was shared by both of them, which is confirmed in the metamorphic similarities conditions, as they cooled out together in a near isobaric path, although the Mantiqueira Complex lithotypes were in a deeper crustal level.
 
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Publishing Date
2011-08-31
 
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