Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas ... · Ficha catalográfica elaborada...

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO FACULDADE DE GEOCIÊNCIAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS Giulia Guimarães Barbosa Trivelli Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. Orientador Profº. Dr. Ronaldo Pierosan Co-orientador Profº. Dr. Amarildo Salina Ruiz CUIABÁ 2016

Transcript of Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas ... · Ficha catalográfica elaborada...

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

FACULDADE DE GEOCIÊNCIAS

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS

Giulia Guimarães Barbosa Trivelli

Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas

hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual

Águas Quentes, Mato Grosso.

Orientador

Profº. Dr. Ronaldo Pierosan

Co-orientador

Profº. Dr. Amarildo Salina Ruiz

CUIABÁ

2016

ii

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO

REITORIA

Reitora

Profª. Drª. Maria Lucia Cavalli Neder

Vice-Reitor

Profº. Dr. Francisco José Dutra Solto

PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO

Pró-Reitora

Profª. Drª. Leny Caselli Anzai

FACULDADE DE GEOCIÊNCIAS

Diretor

Profº. Dr. Paulo César Corrêa da Costa

Vice-Diretor

Profº. Dr. Carlos Humberto da Silva

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOCIÊNCIAS

Coordenador

Profº. Dr. Ronaldo Pierosan

Vice-Coordenador

Profº. Dr. Jayme Alfredo Dexheimer Leite

iii

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

N° 71

Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas

hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual

Águas Quentes, Mato Grosso.

Giulia Guimarães Barbosa Trivelli

Orientador

Profº. Dr. Ronaldo Pierosan

Co-orientador

Profº. Dr. Amarildo Salina Ruiz

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-

Graduação em Geociências da Faculdade de

Geociências da Universidade Federal de Mato Grosso

como requisito parcial para a obtenção do Título de

Mestre em Geociências.

CUIABÁ

2016

iv

Dados Internacionais de Catalogação na Fonte.

Ficha catalográfica elaborada automaticamente de acordo com os dados fornecidos pelo(a) autor(a).

Permitida a reprodução parcial ou total, desde que citada a fonte.

G963p Guimarães Barbosa Trivelli, Giulia.

Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso. / Giulia Guimarães Barbosa Trivelli.

-- 2016

xiii, 57 f. : il. color. ; 30 cm.

Orientador: Ronaldo Pierosan.

Co-orientador: Amarildo Salina Ruiz.

Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geociências, Cuiabá, 2016.

Inclui bibliografia.

1. U-Pb SHRIMP; ;. 2. Faixa Paraguai. 3. Geoquímica. I. Título.

v

Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São

Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

_____________________________________________________________

BANCA EXAMINADORA

______________________________________

Profº. Dr. Ronaldo Pierosan

Orientador (UFMT)

_______________________________________

Profª. Dra. Márcia Aparecida de Sant’ana Barros

Examinadora Interna (UFMT)

_______________________________________

Profº. Dr. Jean Michel Lafon

Examinador Externo (UFPA)

vi

Dedicatória

Aos meus pais Carlos e Virgínia, por todo amor e dedicação. Gratidão.

vii

Agradecimentos

Agradeço a Deus pelos dons da vida e sabedoria, e pela força em cada etapa alcançada.

Agradeço as instituições que me apoiaram durante o período de Mestrado: a Universidade

Federal de Mato Grosso (UFMT), ao Programa de Pós-graduação em Geociências (PPGEC), ao Grupo

de Pesquisa Evolução Crustal e Tectônica (Guaporé) pelo apoio intelectual e científico. Ao Programa

de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Fundação de Amparo à Pesquisa do

Estado de Mato Grosso (FAPEMAT) pela concessão da bolsa de mestrado, através do edital 009/2013.

Ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Geociências da Amazônia (INCT/GEOCIAM), pelo

auxilio e suporte financeiro no desenvolvimento da pesquisa.

Ao Profº. Dr. Ronaldo Pierosan, pela atenção, paciência, dedicação e profissionalismo

durante a orientação. E ao co-orientador, Profº Dr. Amarildo Salina Ruiz, por todo apoio e

compreensão, e incentivos nas oportunidades acadêmicas. Á Msª Maria Elisa Froés pelo cuidado e

disposição em nos ajudar sempre.

À minha família por ter acreditado e apoiado pra que fosse possível a concretização de

mais um sonho. Aos meus pais, Carlos e Virgínia, e irmãos, Renan e Gil, obrigada por serem o

sustento e incentivo em todas as lutas, e o sorriso nas vitórias.

Agradeço ao Ministério Universidades Renovadas e a cada um dos que fazem parte desta

família; e aos colegas do curso de mestrado João Tarelow, Jéssica Sisti, Gabriela dos Santos e

Cinthya Souza. Vocês acompanharam de perto o desenvolvimento deste projeto sempre me

encorajando e sendo exemplo a ser seguido.

viii

Sumário

AGRADECIMENTOS ................................................................................................................... vii

SUMÁRIO..................................................................................................................................... viii

LISTA DE ILUSTRAÇÕES ........................................................................................................... ix

RESUMO ........................................................................................................................................ xi

ABSTRACT..................................................................................................................................... xii

CAPÍTULO I- INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 1

I.1. Introdução ................................................................................................................................... 1

I.1.1. Apresentação do tema ..................................................................................................... 1

I.1.2. Localização e vias de acesso ............................................................................................ 2

I.1.3. Objetivos .................................................................................................................................. 3

I.1.4. Métodos de pesquisa ....................................................................................................... 3

I.1.4.1. Etapa preliminar ................................................................................................. 3

I.1.4.2. Etapa de coleta de dados ..................................................................................... 4

I.1.5. Etapa de tratamento e sistematização de dados .......................................................................... 7

I.1.6. Etapa de conclusão e divulgação dos resultados ......................................................................... 7

I.2.Contexto Geológico Regional ....................................................................................................... 7

CAPÍTULO II-GEOLOGIA LOCAL E PETROGRAFIA ...........................................................14

II.1. Geologia do Granito São Vicente na região das Águas Quentes..................................................14

II.1.1 Fácies Sienogranito Grosso ............................................................................................15

II.1.2.Fácies Aplito Porfirítico .................................................................................................17

II.1.3. Fácies Microgranito ......................................................................................................19

II.1.4.Fácies Riolito Porfirítico ................................................................................................21

CAPÍTULO III-ARTIGO PARA SUBMISSÃO À REVISTA DE GEOLOGIA USP .................23

III.1. Introdução ................................................................................................................................24

III.2. Contexto geotectônico ..............................................................................................................25

III.3. Materiais e métodos ............................................................................................................... 288

Iii.4. Geologia e petrografia............................................................................................................. 299

III.5. Litoquímica ............................................................................................................................ 344

III.6. Geocronologia U-Pb shrimp ................................................................................................... 423

III.7. Discussões e conclusões ......................................................................................................... 455

III.8. Referências ............................................................................................................................ 477

CAPÍTULO IV-DISCUSSÕES ECONSIDERAÇÕES FINAIS ...................................................50

Referências ..................................................................................................................................... 533

Anexo 1 .......................................................................................................................................... 566

ix

Lista de ilustrações CAPÍTULO I-INTRODUÇÃO

Figura I.1 Mapa de localização e vias de acesso da área de estudo.......................................................................02

Figura I.2. Mapa de localização dos afloramentos da área estudada.......................................................................05

Figura I.3. Mapa geológico simplificado da Faixa Paraguai ilustrando a distribuição dos granitoides da

Província Granítica Brasiliana (extraído de Godoy et al., 2007)............................................................................08

Figura I.4. Mapa geológico esquemático do Cráton Amazônico e a correlação com a Faixa de Dobramento

Paraguai (modificado de Alvarenga & Trompette, 1993; Trompette & Alvarenga, 1998 e Ruiz et al., 1999)......10

CAPÍTULO II- GEOLOGIA LOCAL E PETROGRAFIA

Figura II.1. Mapa faciológico da área de estudo....................................................................................................15

Figura II.2. Aspectos macroscópicos da Fácies Sienogranito grosso do Granito São Vicente: (a) e (b) fotografias

das formas de afloramentos em blocos e lajedos; (c) e (d) amostras de sienogranito de granulação média a

grossa.......................................................................................................................................................................16

Figura II.3. Fotomicrografias das fácies Sienogranito Grosso do Granito São Vicente. Polarizadores cruzados.

(a) textura pertítica e inclusões de quartzo em feldspato alcalino; (b) plagioclásio parcialmente sericitizado; (c)

quartzo com extinção ondulante; (d) palhetas de biotita em contato com cristais de plagioclásio e feldspatos

alcalinos.............................................................................................................................. .....................................17

Figura II.4. Aspectos macroscópicos da Fácies Aplito porfirítico do Granito São Vicente: (a) afloramento

evidenciando diques de aplito em contato abrupto com a rocha da Fácies Sienogranito Grosso; (b) fenocristais

de quartzo e biotita imersos em uma matriz fanerítica fina....................................................................................18

Figura II.5. Fotomicrografias da Fácies Aplito Porfirítico. Polarizadores cruzados. (a) fenocristal de plagioclásio

na matriz quartzo feldspática; (b) fenocristal de biotita na matriz quartzo feldspática; (c) matriz quartzo

feldspática com textura equigranular; (d) plagioclásios maclados..........................................................................19

Figura II.6. Aspectos macroscópicos da Fácies Microgranito do Granito São Vicente: (a) afloramento horizontal

do microgranito ; (b) microfenocristais de quartzo imersos em uma matriz muito fina.......................................20

Figura II.7. Fotomicrografias da Fácies Microgranito. Polarizadores cruzados. (a) textura porfirítica; (b) matriz

fanerítica muito fina com textura micrográfica......................................................................................................20

Figura II.8. Aspectos macroscópicos da Fácies Riolito porfirítico do Granito São Vicente: (a) afloramento em

forma de lajedo caracterizando textura porfirítica; (b) fenocristais feldspato alcalino e quartzo imersos em uma

matriz afanítica........................................................................................................................................................21

Figura II.9. Fotomicrografias da fácies riolito porfirítico. Polarizadores cruzados. (a) textura porfirítica; (b)

textura glomeroporfirítica; (c) embaiamento de quartzo; (d) borda de corrosão no quartzo; (e) relação matriz e

fenocristais; (f) matriz quartzo feldspática e alteração da biotita para clorita.........................................................22

CAPÍTULO III-ARTIGO PARA SUBMISSÃO

x

Figura III.1. Mapa geológico simplificado da Faixa Paraguai ilustrando a distribuição dos granitoides da

Província Granítica Brasiliana (extraído de Godoy et al., 2007)............................................................................25

Figura III.2. (a) Mapa geológico do Granito São Vicente com localização da área de estudo (adaptado de

Lacerda Filho et al., 2004); (b) Mapa faciológico e de pontos da área de estudo...................................................30

Figura III.3. Fotomicrografias das fácies do Granito São Vicente. Polarizadores cruzados. (a) textura pertítica e

inclusões de quartzo em feldspato alcalino, fácies sienogranito grosso; (b) palhetas de biotita em contato com

cristais de plagioclásio e feldspato alcalino, fácies sienogranito grosso; (c) e (d) fenocristais de plagioclásio e

biotita, respectivamente, na matriz quartzo feldspática, fácies aplito porfirítico; (e) textura porfirítica, fácies

microgranito; (f) matriz fanerítica muito fina com textura micrográfica, fácies microgranito; (g) textura

porfirítica, fácies riolito porfirítico; (h) matriz quartzo feldspática, corrosão de borda e alteração da biotita para

clorita, fácies riolito porfirítico...............................................................................................................................33

Figura III.4. Diagramas binários do tipo Harker de elementos maiores para as diferentes fácies do Granito São

Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes...........................................................................................37

Figura III.5. Diagramas binários do tipo Harker de elementos traços paras as diferentes fácies do Granito São

Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura

III.4..........................................................................................................................................................................38

Figura III.6. Diagrama classificatório R1 vs R2 de La Roche et al. (1980) paras as diferentes fácies do Granito

São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4..................................39

Figura III.7. Diagramas classificatórios de Frost et al. (2001) paras as diferentes fácies do Granito São Vicente

na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4......................................................40

Figura III.8. (a) diagrama K2O versus SiO2 de Peccerillo & Taylor (1976) e (b) diagrama de Maniar & Piccoli

(1989) com os índices de peraluminosidade de Shand (1943) para as diferentes fácies do Granito São Vicente na

região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4...........................................................40

Figura III.9. Diagramas (a) Rb versus Y+Nb de Pearce et al. (1984) e (b) Hf - Rb/30 - Ta*3 de Harris et al.

(1986). para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos

como na figura III.4................................................................................................................................................40

Figura. III.10. Diagramas classificatórios de granitos de Whalen et al. (1987) para as diferentes fácies do

Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. (a) FeOt/MgO vs Zr+Nb+Ce+Y; (b) Zr vs

Ga/Al; e (c) Nb vs Ga/Al. Símbolos como na figura III.4......................................................................................41

Figura III.11. Diagramas multielementos para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque

Estadual Águas Quentes. (a) normalizados segundo o condrito de Thompson (1982) e (b) condrito de Boynton

(1984). Símbolos como na figura III.4....................................................................................................................42

Figura III.12. Imagens de catadoluminescência dos cristais de zircão do riolito porfirítico (amostra GT01) com

as posições de análise............................................................................................................................................. 43

Figura III.13. Diagrama concórdia com a idade U-Pb (SHRIMP) do riolito porfirítico (amostra GT01). ...........

.................................................................................................................................................................................45

xi

Lista de tabelas

Tabela I.1. Síntese a partir da literatura sobre dados geocronológicos do Granito São Vicente..........13

Tabela III.1. Síntese a partir da literatura sobre dados geocronológicos do Granito São Vicente........28

Tabela III.2. Dados litoquímicos das diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque

Estadual das Águas Quentes. Elementos maiores expressos em % peso e elementos traços em ppm...35

Tabela III. 3. Dados de isótopos de U-Th-Pb em zircão do riolito porfirítico (amostra GT01)...........44

xii

Resumo

A análise petrogenética das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual

Águas Quente, estado de Mato Grosso, permitiu o reconhecimento e caracterização de fácies distintas

para o corpo. Os critérios petrográficos indivualizaram quatro fácies isotrópicas: sienogranito grosso,

caracterizado por rochas de textura equigranular a localmente inequigranular leucocráticas; aplito

porfirítico composto de rochas de textura inequigranular fina a média com fenocristais, leucocráticas e

de composição sienogranítica; microgranito que consiste de uma rocha com textura microporfirítica

com microfenocristais imersos numa matriz fanerítica quartzo feldspática muito fina, com frequente

textura micrográfica; e a fácies riolito porfirítico que consiste de uma rocha com textura porfirítica e

glomeroporfirítica em uma matriz afanítica a fanerítica muito fina característica de intrusões

hipabissais. O padrão de distribuição dos elementos terras raras indica um forte fracionamento de ETR

leves, com razões LaN/SmN médias de 7,87, anomalia negativa de Eu (Eu/Eu* ~0,38) e enriquecimento

de ETR pesados, expressos por razões GdN/YbN menores que a unidade (~0,82). A distribuição dos

elementos em diagramas binários e as anomalias negativas em diagramas multielementos indicam

atuação de processos de cristalização fracionada de fases minerais como plagioclásio, biotita, apatita e

zircão, para as fácies sienogranito e aplito. Análises U-Pb (SHRIMP) em zircão mostram uma idade de

528±4 Ma para o riolito porfirítico, considerada idade de cristalização magmática. Sugere-se então que

o magma que originou as rochas plutônicas e vulcânicas do Granito São Vicente na região estudada

pode ter se originado de fontes litosféricas previamente afetadas por subducção com contribuição de

fontes astenosféricas.

Palavras-chave: U-Pb SHRIMP; Faixa Paraguai; Geoquímica

xiii

Abstract

The petrogenesis of the hypabissal rocks of the São Vicente Granite on the region of the

Águas Quentes State Park, south-central region of Mato Grosso state, allowed the

recognition and characterization of distinct facies for the granite main body. The

petrographic procedure allowed the recognition of four genetic and petrographical facies:

coarse syenogranite consisting of leucocratic, equigranular and locally inequigranular rocks;

porphyritic aplite composed of leucocratic fine to medium grained inequigranular rocks of

syenogranitic composition; microgranite with microporphyritic texture and microphenocrysts

within a very fine grained quartz-feldspatic groundmass and recurrent micrographic texture;

and porphyritic rhyolite, confined to the Águas Quentes State Park balneary, consisting of a

porphyritic to glomeroporphyritic rock with a very fined to aphanitic groundmass,

characteristics of hypabyssal intrusions. This facies association suggests that the study area

represent a cupola level of an epizonal intrusion. The distribution pattern of rare earth

elements points to a strong fractionation of LREE, with average of LaN/SmN ratios of 7.87,

negative Eu anomaly (Eu/Eu* ~0.38) and enrichment of HREE established by GdN/YbN ratios

lower than the unit (~0.82). The major and trace element distribution on binary diagrams and

the negative anomalies on spidergrams indicate fractional crystallization processes of

plagioclase, biotite, apatite and zircon, to the syenogranite and aplite facies. U-Pb Shrimp

dating yield and age of 528±4 Ma to the porphyritic rhyolite, assumed as the crystallization

age. Thereafter, is suggested that the magma source of plutonic and volcanic rocks of São

Vicente Granite on the Águas Quentes State Park region could be derived from subduction

related lithospheric sources mixed with deeper asthenospheric sources.

Keywords: U-Pb SHRIMP; Paraguai Belt; Geochemistry

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

1

CAPÍTULO I

INTRODUÇÃO

I.1. INTRODUÇÃO

I.1.1. Apresentação do tema

O Granito São Vicente consiste de um batólito de aproximadamente 400 km², situa-se na porção

centro sul do estado de Mato Grosso e compõe a serra homônima, localizada a aproximadamente 80 km

da capital do estado, Cuiabá. Ocorre associado a Faixa Paraguai, um cinturão de dobramentos de idade

neoproterozoica, em formato convexo, que se destaca na parte central da América do Sul, bordejando o

Cráton Amazônico (Almeida & Hasui 1984). Foi inicialmente descrito por Almeida (1954) que destacou

seu caráter tardi-cinemático com respeito a evolução estrutural da Faixa Paraguai. Em trabalhos de cunho

petrogenético e geocronológico, Godoy et al. (2007 e 2010) relacionam o Granito São Vicente como parte

da Província Granítica Brasiliana, que seria composta pelas seguintes intrusões: no Mato Grosso do Sul,

Granitos Rio Negro, Taboco, Coxim e Sonora; no Mato Grosso, Granitos São Vicente, Lajinha e

Araguaiana.

O Parque Estadual Águas Quentes (PEAQ) abrange parte da porção sudeste do batólito. No

referido parque foram genericamente descritas rochas porfiríticas de matriz fina, classificadas por

McGee et al. (2012) como riolito porfirítico. Além disso, Godoy et al. (2007) reconhecem uma

predominância de fácies equigranulares finas a porfiríticas na porção sudeste do batólito. No entanto,

são inexistentes estudos faciológicos de detalhe que venham a permitir uma melhor caracterização das

fácies de granulação fina do Granito São Vicente, embora a ocorrência de rochas vulcânicas nesta

região já tenha sido reportada informalmente.

Em trabalhos de campo preliminares realizados para este estudo, foram identificados riolitos

porfiríticos no PEAQ que despertaram o interesse em investigar a origem dessas rochas e

consequentemente avançar nas discussões referentes a um possível evento vulcânico na região. Idades

de cristalização U-Pb mostram valores de 521±8 Ma (Ferreira, 2009), 504±9 Ma (Godoy et al., 2010)

e 518±4 Ma (McGee et al., 2012) para o Granito São Vicente. Com este intuito, o presente trabalho

está concentrado no estudo faciológico das rochas do Granito São Vicente na região do PEAQ, e

complementado por estudos litoquímicos e geocronológicos U-Pb em zircões, que venham a contribuir

para o entendimento da afinidade geoquímica do granito, suas fontes, idade de cristalização e

contextualização geotectônica.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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I.1.2. Localização e vias de acesso

A área objeto deste estudo situa-se na porção centro sul do estado de Mato Grosso, inserida

entre a Folha Cuiabá (SF. 21-Z-C) e a Folha Dom Aquino (SF. 21-Z-D) na serra de São Vicente,

município de Cuiabá (Fig. I.1).

O acesso, a partir da cidade de Cuiabá, é feito pela BR 364, percorrendo aproximadamente 80

km, de onde se toma a MT 455, estrada de acesso ao Hotel Mato Grosso Águas Quentes, por mais 10

km até a área. O trajeto em geral é feito por estradas asfaltadas, em bom estado de conservação, e

alguns trechos por estradas sem pavimentação asfáltica e vicinais que interligam as fazendas.

Figura I.1 Mapa de localização e vias de acesso da área de estudo.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

3

I.1.3. Objetivos

Com o presente projeto temos como objetivo principal o estudo faciológico e genético

detalhado das rochas vulcânicas e hipabissais da região da serra São Vicente, Estado de Mato Grosso,

com a finalidade de contribuir para o entendimento do evento magmático granítico.

Os objetivos específicos do estudo petrogenético das rochas da região do Parque Estadual

Águas Quentes na serra de São Vicente, Mato Grosso, podem ser sumarizados em:

Cartografia das fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes;

Caracterização petrográfica, com o intuito de identificar as texturas vulcânicas indicativas de

processos geológicos de geração e identificação de minerais indicativos dos processos

genéticos do magma gerador;

Investigação da petrogênese das rochas para o entendimento do caráter geoquímico do magma

e posicionamento geotectônico, com a utilização de dados litogeoquímicos (elementos

maiores, traços e terras raras);

Obtenção da idade de cristalização do magma através da datação segundo o método U-Pb em

zircões por SHRIMP;

Integração com dados geoquímicos e geocronológicos disponíveis na literatura sobre

unidades magmáticas da região, buscando estabelecer a conexão genética, ou a ausência, das

rochas hipabissais com as demais unidades;

Integração com dados geológicos regionais disponíveis na literatura, com o intuito de

posicionar as rochas vulcânicas no contexto geotectônico da área e definir a sequência

temporal dos eventos de magmatismo da região.

I.1.4. Métodos de pesquisa

Para a realização desse trabalho, foram adotados procedimentos usuais em mapeamento

geológico e coleta de amostras para análises laboratoriais seguindo um cronograma constituído de

quatro fases principais: etapa preliminar, etapa de coleta de dados (em campo e em laboratório), etapa

de tratamento e sistematização de dados e etapa de conclusão com divulgação dos resultados.

I.1.4.1. ETAPA PRELIMINAR

Esta etapa preliminar que precede às fases de coleta de dados de campo e laboratório,

executou-se da seguinte forma:

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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- Revisão bibliográfica: compilação e organização de dados referentes à área de estudo e

assuntos pertinentes ao tema do trabalho, disponíveis na literatura a partir de fontes como relatórios

internos, artigos científicos da plataforma de periódicos da CAPES, livros, resumos e trabalhos

completos publicados em anais de eventos.

- Digitalização dos mapas-base na escala (1:50.000);

-Confecção de um banco de dados preliminar utilizando-se o software ArcMap;

- Interpretação de imagens de satélite Landsat sobreposta a imagens SRTM.

I.1.4.2. ETAPA DE COLETA DE DADOS

Trabalhos de Campo

Mapeamento geológico sistemático na escala de 1:50.000

Os trabalhos de campo foram realizados em duas etapas. A primeira ocorreu nos dias 15 e 16

de maio de 2014 para o reconhecimento da área e de alguns afloramentos. A segunda etapa se deu

entre os dias 27 a 29 de novembro de 2014, completando a descrição de 45 afloramentos e o

conhecimento das fácies litológicas e a coleta de trinta amostras para melhor representar cada fácies

(Fig.I.2). Essas amostras possibilitaram a confecção das seções delgadas utilizadas nas análises

petrográficas, além das investigações litogeoquímicas e geocronológicas.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

5

Figura I.2. Mapa de localização dos afloramentos da área estudada.

Trabalhos em Laboratório

Análises Petrográficas

As amostras coletadas nas etapas de campo foram descritas macroscopicamente considerando

os aspectos texturais e composicionais. As seções delgadas para estudos petrográficos sob luz

transmitida foram confeccionadas no Laboratório de Laminação do Departamento de Recursos

Minerais (DRM-UFMT). A atividade de descrição das lâminas visou à caracterização petrográfica e

permitiu a identificação dos constituintes vulcânicos, texturas diagnósticas, a confirmação da variação

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

6

faciológica, classificação da rocha e a seleção de amostras representativas para estudos geoquímicos e

geocronológicos.

As fotomicrografias das seções delgadas foram obtidas com polarizadores cruzados e

paralelos, utilizando uma câmera acoplada ao microscópio, da marca Lumenera, modelo Infinity 1

Capture.

Análises Litoquímicas

Para as análises litoquímicas foram estudados os resultados de 13 amostras do Granito São

Vicente. Com base nisso, escolheu-se 5 exemplares da Fácies Sienogranito, 4 da Fácies Aplito

Porfirítico, 1 da Fácies Microgranito e 3 da Fácies Riolito Porfirítico. Essas amostras foram lavadas

para a remoção de impurezas e cortadas com serra diamantada para a retirada das camadas alteradas a

fim de evitar a contaminação química. A preparação envolveu a britagem, pulverização,

homogeneização e quarteamento no Laboratório de Preparação de Amostras – DRM-UFMT.

Posteriormente, as amostras processadas foram enviadas ao Acme Analytical Laboratories (Acmelab)-

Vancouver/ Canadá para análises através dos métodos ICP-ES (Inductively Inductively Coupled

Plasma Emission Spectrometry) para elementos maiores e menores (SiO2, Al2O3, Fe2O3t, MnO,

CaO, Na2O, K2O, TiO2, e P2O5) e ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) para

elementos traço (Ba, Be, Co, Cs, Ga, Hf, Nb, Rb, Sr, Ta, Th, U, Zr, Y e Pb) incluindo terras raras (La,

Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb e Lu).

O tratamento dos dados de química de rocha contou com a utilização do software GCDkit 4.1.

A interpretação dos resultados das análises buscou a caracterização geoquímica, a natureza do

magmatismo e sua ambiência tectônica.

Análises Geocronológicas

Na análise geocronológica empregou-se o método de datação U/Pb (SHRIMP) em zircões da

amostra GT-01, que corresponde a rocha da Fácies Riolito Porfirítico, com o intuito de estabelecer as

idades de cristalização das rochas do Granito São Vicente. Inicialmente, a amostra de rocha bruta

escolhida foi triturada em britador de mandíbula, moída em moinho de discos no Laboratório

Intermediário de Preparação de amostras da Rede Geochronos – DRM/UFMT, em seguida peneirada

nas frações 250, 210, 177, 125, 90, e 63 mm, utilizando o concentrado das frações de 90 e 63 mesh

para separação magnética por meio de um íma. A amostra foi submetida a um processo de decantação

dos minerais pesados (bateia) e o concentrado de minerais pesados foi depositado no separador

magnético Frantz, onde acontece a dissociação da fração menos magnética. Do material resultante, foi

separada manualmente, com o auxílio de lupa óptica binocular, 120 cristais de zircão, que foram

enviados para o laboratório do Centro de Pesquisas Geocronológicas do Instituto de Geociências da

Universidade de São Paulo (CPGeo-IGC/USP). Nesse laboratório, foram obtidos em zircão os dados

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isotópicos U-Pb (SHRIMP) através de do equipamento SHRIMP II (Sensitive High Resolution Ion

Microprobe),um espectrômetro de massa de alta resolução que utiliza ionização por íons de oxigênio

(negativo) acoplado a uma microssonda iônica, que permite efetuar análises isotópicas de U e Pb de

zircão “in situ” e, portanto, a datação de zircão que apresente multifases de crescimento.

As idades foram calculadas utilizando-se o programa ISOPLOT/EX de Ludwig (2003).

I.1.5. ETAPA DE TRATAMENTO E SISTEMATIZAÇÃO DE DADOS

Esta etapa compõe-se das seguintes ações: elaboração e ilustração de gráficos utilizando-se de

softwares de tratamento de imagens; tratamento dos dados de química de rocha com a utilização do

software GCDKit 3.0; tratamento dos dados isotópicos com emprego do software ISOPLOT/EX de

Ludwig (2001); e a integração dos dados obtidos através de um banco de dados empregando softwares

de geoprocessamento, editor de textos e de criação de planilhas.

I.1.6. ETAPA DE CONCLUSÃO E DIVULGAÇÃO DOS RESULTADOS

A etapa de Conclusão e Divulgação dos resultados consistiu na elaboração da dissertação de

mestrado que inclui o artigo a ser submetido na revista “Geologia USP”. Nesta etapa foram utilizados

os mesmos softwares descritos na etapa de tratamento e sistematização de dados obtidos. Entre outras

ações desenvolvidas nesta etapa destacam-se a participação em eventos de divulgação científica (III

Seminário do Programa de Pós-Graduação em Geociências, VI Mostra da Pós-Graduação, VI

Simpósio de Vulcanismo e Ambientes Associados e VII Mostra da Pós-Graduação) que ocorreram

durante a execução e desenvolvimento deste trabalho.

I.2.CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL

O Granito São Vicente faz parte da Província Granítica Brasiliana (PGB) de Godoy et

al. (2004, 2007) ou da Província Granitoide Matogrossense de Godoy et al. (2010). Esta

província é constituída por granitoides sin- a pós-tectônicos de idades brasilianas e intrusivos

nas rochas metassedimentares do Grupo Cuiabá, Faixa Paraguai. A PGB distribue-se desde a

porção central do estado de Mato Grosso do Sul, centro sul e leste de Mato Grosso (Fig. I.3) e

são individualizados em granitos: Taboco; Rio Negro; Coxim; Sonora; São Vicente; Lajinha e

Araguaiana.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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Figura I.3. Mapa geológico simplificado da Faixa Paraguai ilustrando a distribuição dos granitoides da

Província Granítica Brasiliana (extraído de Godoy et al., 2007).

A Faixa Paraguai (FP) consiste de um cinturão de dobramentos de aproximadamente

1200 km de extensão e se destaca, na parte central da Plataforma Sul Americana, por sua

orientação preferencial N-S na sua porção sul, infletindo para NE e E na porção norte e leste.

É parcialmente encoberta pelos sedimentos da Bacia do Paraná na sua borda leste e bordeja o Cráton

Amazônico (Fig. I.4) a oeste (Almeida e Hasui, 1984).

Alvarenga et al. (2000) distinguem três unidades litoestratigráficas principais na FP, além dos

granitoides pós-orogênicos. A unidade inferior é constituída por camadas glaciomarinhas e turbiditos

glaciais, incluindo a Formação Puga e os grupos Jacadigo e Boqui, depositados sobre a área cratônica,

e o Grupo Cuiabá constituindo o cinturão de dobramentos. A Formação Puga consiste

dominantemente de diamictitos (associados com conglomerados, arenitos, siltitos e folhelhos) que

transicionam para diamictitos de granulometria mais fina do Grupo Cuiabá. Essas unidades

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glaciogênicas estão sobrepostas por uma unidade carbonática que marca o fim da influência glacial na

bacia. A unidade carbonática é constituída por calcários com fósseis indicativos de idade Vendiana,

dolomitos, conglomerados, folhelhos carbonosos, arenitos e pelitos. Na porção sul da FP, estão

agrupados nos grupos Corumbá, Murcielago e Itapucumi enquanto na porção norte recebe a

denominação de Formação Araras. A unidade superior é denominada de Grupo Alto Paraguai e

consiste de sedimentos siliciclásticos como arenitos, folhelhos, siltitos e arcóseos, subdivididos nas

formações Raizama e Diamantino. O padrão metamórfico e estrutural da FP indica que a intensidade

do metamorfismo aumenta da área cratônica para o interior do cinturão de dobramentos, segundo uma

fase principal de deformação, com dobras isoclinais na porção leste e abertas na porção oeste, com

vergência para oeste (Alvarenga et al., 2000).

Os granitoides da Faixa Paraguai são intrusivos na zona estrutural interna. Godoy et al. (2004,

2007) e Manzano (2009) dividem os granitoides brasilianos da FP em dois grandes eventos

denominados de suítes magmáticas sul e norte. A suíte magmática sul é constituída pelos granitoides

que afloram no estado de Mato Grosso do Sul, sendo, na parte setentrional os granitos Sonora e Coxim

e na parte meridional os granitos Rio Negro e Taboco (Godoy et al. 2005a e 2005b). A suíte

magmática norte é composta por intrusões de dimensões batolíticas que afloram no Estado do Mato

Grosso e são denominadas de oeste para leste de São Vicente, Lajinha e Araguaiana. Essa província

magmática neoproterozóica representa um importante registro da evolução tectonomagmática sin a

pós-cinemática do sudeste mato-grossense.

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Figura I.4. Mapa geológico esquemático do Cráton Amazônico e a correlação com a Faixa de Dobramento

Paraguai (modificado de Alvarenga & Trompette, 1993; Trompette & Alvarenga, 1998 e Ruiz et al., 1999).

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O Granito Taboco foi descrito primeiramente por Corrêa et al. (1976) referindo ao corpo de

rochas graníticas pós-cinemáticas. As rochas deste corpo afloram em estreita faixa na margem direita

do Rio Taboco (MS) e estão alojadas em filitos do Grupo Cuiabá. O Granito Taboco é constituído por

monzogranitos de cor rósea avermelhada e cinza-clara, predominando as fácies porfiríticas.

Apresentam fenocristais de feldspato potássico imersos em matriz de granulação média, geralmente

isotrópicas e apresenta para a zona marginal do corpo uma borda de resfriamento de granulação fina

(Godoy et al., 2007 e Manzano, 2009).

O Granito Rio Negro, também definido por Corrêa et al. (1976), apresenta estruturas

dominantemente isotrópicas, mas localmente verificam-se rochas fortemente cataclásticas. Neste

corpo foram identificadas quatro fácies principais representadas por monzogranitos, biotita

monzogranitos, granodioritos e quartzo monzonitos de granulação grossa a média e cor variando do

esbranquiçado ao cinza-escuro, inequigranulares porfiríticas.

A denominação de Granito Coxim também deve-se a Corrêa et al. (1976). Lacerda Filho et al.

(2006) o caracterizaram como uma intrusão fissural pós-orogenética. As rochas deste corpo

correspondem dominantemente a sieno e monzogranitos leucocráticos de coloração avermelhada,

inequigranulares de granulação fina a grossa. Em alguns tipos porfiríticos ocorrem fenocristais de

feldspato potássico de até 5,0 mm. Em geral são isotrópicos, mas termos cataclásticos estão também

presentes. Localmente, como mega enclaves ocorrem granodioritos, isotrópicos, de cor rósea cinza,

textura granular e granulação média (Godoy et al., 2007 e Manzano 2009).

O Granito Sonora (Godoy et al., 2005b) é composto por sienogranitos leucocráticos de

coloração vermelha, inequigranulares, granulação média a fina, isotrópicos a localmente cataclásticos.

No estado de Mato Grosso, o Granito Araguaiana, inicialmente descrito por Barros et al.

(1982) e posteriormente por Sousa et al.(1999) e Ruiz et al.(1999), é composto por rochas de cor

rósea, granulação média, composição quarzto-feldspática, textura porfirítica, localmente rapakivi e por

vezes inequigranulares em aplitos e pegmatoides. O Granito Lajinha, também descrito primeiramente

por Barros et al. (1982) e depois por Sousa et al. (1999) e Ruiz et al.(1999), é constituido por sieno a

monzogranitos, isotrópicos a fracamente deformados, compostos por microclinio, quartzo,

plagioclásio com alteração proeminente (saussuritização), biotita, zircão, apatita, titanita e minerais de

alteração como epidoto, clorita e sericita. Este apresenta estrutura semicircular, e se diferencia do

Granito Araguaiana principalmente pelo caráter isotrópico, ausência de anfibólio e a sua textura

variando de inequigranular a discretamente porfirítica.

O Granito São Vicente é o batólito intrusivo nas rochas do Grupo Cuiabá que ocupa uma área

de aproximadamente 400 km². Foi inicialmente descrito por Almeida (1954) como uma intrusão de

caráter tardicinemático. É constituído, segundo Godoy et al. (2007), por biotita granitos e muscovita-

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biotita granitos, sendo possível a individualização inicial de quatro fácies texturais: a fácies

equigranular grossa a porfirítica, tendo a sua maior expressão em faixa circunscrita às bordas de

contato; a fácies porfirítica de matriz média a equigranular média, ocupando a zona central do corpo; a

fácies equigranular fina a porfirítica, distribuída na região sudeste do batólito; e a fácies pegmatítica

restrita à zona noroeste do maciço. São rochas isotrópicas, inequigranulares, leucocráticas, de

coloração rósea ou localmente cinza, de granulação fina a grossa e/ou porfirítico, rapakivi ou não,

localmente cataclástico.

Na localidade de Águas Quentes, Olivatti e Marques (1972) descrevem uma intrusão

hipoabissal com área próxima à borda ou cúpula, composta por cinco litotipos, adamelitos pórfiros,

microadamelitos porfiríticos, adamelitos grosseiros, delenitos (riodacitos) e cataclasitos.

Os granitoides da PGB são quimicamente classificados por Godoy et al. (2007) como granitos

cálcio-alcalinos potássicos a alto potássio, peraluminosos a metaluminosos, com assinaturas

geoquímicas compatíveis com granitos tipo-I. Estes autores observam uma dominância de rochas

menos diferenciadas na parte sul e mais evoluídos na parte norte. Com base nos dados litoquímicos,

Godoy et al. (2007) atribuem um caráter compatível com granitos sin-colisionais para a parte sul, com

exceção do Granito Rio Negro, de caráter pré-colisional. Na parte norte os autores reconhecem uma

afinidade com granitos sin-colisionais para o Granito Araguaiana e pós-colisional intraplaca para os

granitos São Vicente e Lajinha.

Dados isotópicos indicam idades K-Ar em biotita de 503 Ma (Hasui & Almeida, 1970) e Rb-

Sr em rocha total de 500±15 Ma e 483±8 Ma (Almeida & Mantovani, 1975) para o Granito São

Vicente. Idades de cristalização U-Pb mostram valores de 521±8 Ma (Ferreira, 2009), 504±9 Ma

(Godoy et al., 2010) e 518±4 Ma (McGee et al., 2012) para o Granito São Vicente. Os demais

granitoides da FP possuem idades de cristalização U-Pb de 540±5 Ma (Granito Taboco), 547±5 Ma

(Granito Rio Negro), 540±4 Ma (Granito Coxim), 505±4 Ma (Granito Lajinha), 509±2 Ma (Granito

Araguaiana) e 548±6 Ma (Granito Sonora) (Godoy et al., 2010).

Com base nos dados isotópicos, Godoy et al. (2010) individualizam dois eventos magmáticos

para os granitoides da Província Granitoide Matogrossense, sendo a do sul, mais antiga e a do norte,

em torno de 30 Ma mais jovem. Estes autores assumem que os granitoides da porção sul (Mato Grosso

do Sul) foram gerados em ambiente sin-colisional de arco continental. Os granitoides da porção norte

(Mato Grosso) tem seu posicionamento atribuído a ambiente tardi- a pós-colisional ou de

descompressão durante a finalização do processo colisional. Esses autores assumem que o evento

magmático mais jovem é o resultado do último evento orogenético acrescionário da Faixa Paraguai.

McGee et al. (2012) afirma que a idade de 518±4 Ma do Granito São Vicente representa a

idade mínima para deformação e metamorfismo da porção norte da Faixa Paraguai e

consequentemente a idade de acresção final do Supercontinente Gondwana na América do Sul.

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A tabela I.1 apresenta uma síntese de dados encontrados em Hasui & Almeida (1970), Almeida &

Mantovani (1975), Ferreira (2009), Godoy et al. (2010), McGee et al. (2012). Contém alguns dos

resultados de análises geocronológicas obtidos pelos métodos, K-Ar em biotitas, Rb-Sr em rocha total

e U-Pb (SHRIMP) em zircões.

Tabela I.1.. Síntese a partir da literatura sobre dados geocronológicos do Granito São Vicente.

Unidade Método Idade (Ma) Referências

Gra

nit

o S

ão V

icen

te K- Ar em biotita 503 Ma Hasui & Almeida (1970)

Rb-Sr em rocha total 500 ± 15 Ma Almeida & Mantovani (1975)

Rb-Sr em rocha total 483± 8 Ma Almeida & Mantovani (1975)

U-Pb 521 ± 8 Ma Ferreira (2009)

U-Pb 504± 9 Ma Godoy et al. (2010)

U-Pb 518± 4 Ma McGee et al. (2012)

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CAPÍTULO II

GEOLOGIA LOCAL E PETROGRAFIA

II.1. GEOLOGIA DO GRANITO SÃO VICENTE NA REGIÃO DAS

ÁGUAS QUENTES

O Granito São Vicente observado na porção do Parque Estadual Águas Quentes ocorre em lajedos,

matacões in situ e blocos rolados, sem continuidade lateral. O estudo geológico realizado possibilitou

identificar, através de dados de campo e estudos macro e microscópicos, quatro fácies petrográficas,

todas indeformadas, identificadas a partir de diferenças de granulação, textura e cor. São denominadas:

Fácies Sienogranito grosso, Fácies Aplito Porfirítico, Fácies Microgranito e Fácies Riolito Porfirítico

(Fig. II.1).

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Figura II.1. Mapa faciológico da área de estudo.

II.1.1 Fácies Sienogranito Grosso

Essa fácies é dominante na área de estudo e constituída por sienogranito essencialmente

equigranular grosso a, localmente, inequigranular médio a grosso. São rochas leucocráticas, de cor

rosa, constituídas essencialmente por feldspato alcalino, quartzo, plagioclásio e biotita, com zircão,

apatita e titanita como minerais acessórios (Fig. II.2). Clorita, muscovita, sericita, epidoto, calcita e

argilominerais constituem a paragênese de alteração hidrotermal.

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Figura II.2. Aspectos macroscópicos da Fácies Sienogranito grosso do Granito São Vicente: (a) e (b) fotografias

das formas de afloramentos em blocos e lajedos; (c) e (d) amostras de sienogranito de granulação média a grossa.

Microscopicamente, os feldspatos alcalinos, representados por ortoclásio e microclina,

perfazem 46% da rocha e ocorrem como grãos anédricos a subédricos, com tamanhos entre 1,5 e 6

mm. Em geral, mostram exsolução de fase sódica configurando textura pertítica (Fig. II.3a) do tipo

stringer e drops. Os processos de alteração observados correspondem a sericitização (Fig. II.3b) e

argilização ocorrendo em menor intensidade do que no plagioclásio. O plagioclásio perfaz 18% da

rocha, sendo identificado como oligoclásio através do método Michel-Levy (Kerr 1959). Apresenta-se

como cristais tabulares euédricos a subédricos, com dimensões entre 0,5 e 5 mm e zonação normal.

Exibe geminações do tipo albita e periclina, que por vezes se combinam (albita+periclina,

albita+Carlsbad). São comuns intensos processos de alteração, tais como argilização, sericitização e,

frequentemente, saussuritização. O quartzo representa 30% da rocha ocorrendo como grãos anédricos

com extinção ondulante característica (Fig. II.3c), dimensões de 0,1 a 4,8 mm e também preenchendo

fraturas. A biotita é o único mineral máfico essencial e perfaz 6% da rocha. Ocorre em pequenas

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palhetas bem preservadas que variam de 1,0 a 3,0 mm (Fig.II.3d). Os minerais acessórios são

representados pela apatita com hábito acicular, cristais de zircão subédricos a euédricos, titanita em

grãos anédricos, às vezes, formando coroa como borda de reação de opaco e grãos anédricos de

opacos.

Figura II.3. Fotomicrografias das fácies Sienogranito Grosso do Granito São Vicente. Polarizadores cruzados.

(a) textura pertítica e inclusões de quartzo em feldspato alcalino; (b) plagioclásio parcialmente sericitizado; (c)

quartzo com extinção ondulante; (d) palhetas de biotita em contato com cristais de plagioclásio e feldspatos

alcalinos.

II.1.2.Fácies Aplito Porfirítico

A rocha dessa fácies caracteriza-se por uma composição sienogranítica, hololeucocrática de cor rosa

claro. Onde se observam as relações de contato, formam diques de espessura centimétrica em contato

abrupto com a fácies sienogranito grosso (Fig. II.4a). A textura é preferencialmente equigranular fina a

média com fenocristais subédricos de quartzo, feldspato alcalino, e biotita, imersos numa matriz

fanerítica fina a muito fina (Fig. II.4b). Algumas vezes, observa-se uma foliação de fluxo próxima aos

contatos.

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Figura II.4. Aspectos macroscópicos da Fácies Aplito porfirítico do Granito São Vicente: (a) afloramento

evidenciando diques de aplito em contato abrupto com a rocha da Fácies Sienogranito Grosso; (b) fenocristais

de quartzo e biotita imersos em uma matriz fanerítica fina.

Microscopicamente, as rochas da fácies aplítica são formadas por fenocristais de feldspatos,

plagioclásio (Fig.II.5a) e biotita (Fig.II.5b) que se apresentam subédricos a anédricos com dimensões

entre 2,5 e 5,5 mm, perfazendo 15% do total da rocha. Estão inseridos numa matriz quartzo feldspática

de textura equigranular hipidiomórfica (Fig. II.5c) com grãos em torno 0,5mm. O quartzo representa

60 % da rocha com grãos subédricos e arredondado 0,1 a 1,0mm. Os cristais de plagioclásio compõem

20% da rocha, normalmente estão zonados, possuem macla albita/periclina e carlsbad, e composições

compatíveis com oligoclásio (Fig. II.5d). As dimensões variam de 0,3 mm na matriz até 4,8 mm como

fenocristais. Os felspatos alcalinos são representados por ortoclásio e microclina, somando 17% da

rocha, com tamanho de aproximadamente 0,3 mm na matriz e fenocristais de 5,5 mm, por vezes

pertítico. A biotita é o mineral máfico essencial e compõem 3% da rocha. Apatita e zircão são os

minerais acessórios e os de alteração são muscovita, epidoto e minerais opacos.

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Figura II.5. Fotomicrografias da Fácies Aplito Porfirítico. Polarizadores cruzados. (a) fenocristal de plagioclásio

na matriz quartzo feldspática; (b) fenocristal de biotita na matriz quartzo feldspática; (c) matriz quartzo

feldspática com textura equigranular; (d) plagioclásios maclados.

II.1.3. Fácies Microgranito

Essa fácies ocorre restrita a um afloramento que apresenta um caráter horizontalizado

(Fig. II.6a). Consiste de uma rocha de cor roxa, textura microporfirítica com microfenocristais

anédricos a subédricos de quartzo (Fig. II.6b) e feldspato alcalino com dimensões entre 0,2

mm e 1,8 mm.

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Figura II.6. Aspectos macroscópicos da Fácies Microgranito do Granito São Vicente: (a) afloramento horizontal

do microgranito ; (b) microfenocristais de quartzo imersos em uma matriz muito fina.

Estão imersos em uma matriz fanerítica muito fina quartzo feldspática (Fig. II.7a) que

corresponde a 50% da rocha com frequente textura micrográfica (Fig. II.7b).

Os grãos de quartzo representam 75% da rocha comumente representados pelos

microfenocristais, na forma de grãos subédricos de 0,5 a 1,5mm de dimensão. O feldspato alcalino,

representado pelo ortoclásio, compõe 20% da rocha. Ocorre na matriz e como fenocristais com hábito

subédrico a anédrico, dimensões entre 1,0 e 1,8 mm, alterado para sericita e argilominerais. O

plagioclásio encontra-se intensamente alterado evidenciando processos de sericitização, argilização e

saussuritização. A muscovita ocorre como mineral de alteração forma de palhetas de 0,2 a 0,6 mm.

Figura II.7. Fotomicrografias da Fácies Microgranito. Polarizadores cruzados. (a) textura porfirítica; (b) matriz

fanerítica muito fina com textura micrográfica.

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II.1.4.Fácies Riolito Porfirítico

Essa fácies ocorre localmente, restrita ao balneário do Parque Estadual Águas

Quentes, e consiste de uma rocha de cor rosa a roxa com textura porfirítica (Fig. II.8a)

marcada por fenocristais subédricos de feldspato alcalino, quartzo plagioclásio e biotita em

uma matriz afanítica a fanerítica muito fina (Fig. II.8b).

Figura II.8. Aspectos macroscópicos da Fácies Riolito porfirítico do Granito São Vicente: (a) afloramento em

forma de lajedo caracterizando textura porfirítica; (b) fenocristais feldspato alcalino e quartzo imersos em uma

matriz afanítica.

Microscopicamente, apresenta textura porfirítica (Fig. II.9a) e localmente

glomeroporfirítica (Fig. II.9b) com fenocristais de quartzo, feldspato alcalino, plagioclásio

que perfazem um total de 40% da rocha. Apresentam-se subédricos a anédricos com

evidências de corrosão magmática nas bordas (Fig. 3h) e dimensões entre 1,0 e 6,0 mm,

imersos numa matriz fina de composição felsítica. O quartzo ocorre na matriz e como

fenocristais arredondados com dimensões de 1,0 a 6,0 mm, por vezes embaiados (Fig. II.9c) e

com corrosão de borda (Fig. II.9d). O feldspato alcalino é representado pelo ortoclásio, ocorre

com hábito subédrico a anédrico, dimensões entre 1,0 e 5,5 mm, comumente alterado para

sericita e argilominerais (Fig. II.9e). O plagioclásio compõem 18% da rocha, é classificado

como oligoclásio e ocorre como fenocristais subédricos de hábito tabular de 0,2 a 4,5 mm,

geminação albita/periclina, combinadas com Carlsbad, por vezes, formando glômeros. A

alteração é proeminente e evidencia processos de sericitização, argilização, saussuritização e

epidotização. A biotita é o único mineral máfico essencial ocorrendo sob a forma de pequenas

palhetas, parcialmente alterada para clorita (Fig. II.9f). Os minerais acessórios e de alteração

são representados por zircão, epidoto, clorita, muscovita, sericita e argilominerais.

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Figura II.9. Fotomicrografias da fácies riolito porfirítico. Polarizadores cruzados. (a) textura porfirítica; (b)

textura glomeroporfirítica; (c) embaiamento de quartzo; (d) borda de corrosão no quartzo; (e) relação matriz e

fenocristais; (f) matriz quartzo feldspática e alteração da biotita para clorita.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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CAPÍTULO III

ARTIGO PARA SUBMISSÃO À REVISTA DE GEOLOGIA USP

GEOLOGIA E PETROLOGIA DAS ROCHAS HIPABISSAIS DO GRANITO SÃO

VICENTE NA REGIÃO DO PARQUE ESTADUAL ÁGUAS QUENTES, MATO

GROSSO.

Giulia Guimarães Barbosa Trivelli1,2,3

, Ronaldo Pierosan1,2

, Amarildo Salina Ruiz1,2,3

1 – Programa de Pós-Graduação em Geociências, Faculdade de Geociências, Universidade

Federal de Mato Grosso, Brasil.

2 – Grupo de Pesquisa em Evolução Crustal e Tectônica – Guaporé, Faculdade de

Geociências, Universidade Federal de Mato Grosso, Brasil.

3 – Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Geociências da Amazônia – GEOCIAM,

Universidade Federal do Pará, Brasil.

RESUMO

A análise petrogenética das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque

Estadual Águas Quente, estado de Mato Grosso, permitiu o reconhecimento e caracterização

de fácies distintas para o corpo. Os critérios petrográficos indivualizaram quatro fácies

isotrópicas: sienogranito grosso, caracterizado por rochas de textura equigranular a localmente

inequigranular leucocráticas; aplito porfirítico composto de rochas de textura inequigranular

fina a média com fenocristais, leucocráticas e de composição sienogranítica; microgranito que

consiste de uma rocha com textura microporfirítica com microfenocristais imersos numa

matriz fanerítica quartzo feldspática muito fina, com frequente textura micrográfica; e a fácies

riolito porfirítico que consiste de uma rocha com textura porfirítica e glomeroporfirítica em

uma matriz afanítica a fanerítica muito fina característica de intrusões hipabissais. O padrão

de distribuição dos elementos terras raras indica um forte fracionamento de ETR leves, com

razões LaN/SmN médias de 7,87, anomalia negativa de Eu (Eu/Eu* ~0,38) e enriquecimento

de ETR pesados, expressos por razões GdN/YbN menores que a unidade (~0,82). A

distribuição dos elementos em diagramas binários e as anomalias negativas em diagramas

multielementos indicam atuação de processos de cristalização fracionada de fases minerais

como plagioclásio, biotita, apatita e zircão, para as fácies sienogranito e aplito. Análises U-Pb

(SHRIMP) em zircão mostram uma idade de 528±4 Ma para o riolito porfirítico, considerada

idade de cristalização magmática. Sugere-se então que o magma que originou as rochas

plutônicas e vulcânicas do Granito São Vicente na região estudada pode ter se originado de

fontes litosféricas previamente afetadas por subducção com contribuição de fontes

astenosféricas.

Palavras-chave: U-Pb SHRIMP; Faixa Paraguai; Geoquímica

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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ABSTRACT

The petrogenesis of the hypabissal rocks of the São Vicente Granite on the region of the

Águas Quentes State Park, south-central region of Mato Grosso state, allowed the recognition

and characterization of distinct facies for the granite main body. The petrographic procedure

allowed the recognition of four genetic and petrographical facies: coarse syenogranite

consisting of leucocratic, equigranular and locally inequigranular rocks; porphyritic aplite

composed of leucocratic fine to medium grained inequigranular rocks of syenogranitic

composition; microgranite with microporphyritic texture and microphenocrysts within a very

fine grained quartz-feldspatic groundmass and recurrent micrographic texture; and porphyritic

rhyolite, confined to the Águas Quentes State Park balneary, consisting of a porphyritic to

glomeroporphyritic rock with a very fined to aphanitic groundmass, characteristics of

hypabyssal intrusions. This facies association suggests that the study area represent a cupola

level of an epizonal intrusion. The distribution pattern of rare earth elements points to a strong

fractionation of LREE, with average of LaN/SmN ratios of 7.87, negative Eu anomaly

((Eu/Eu* ~0.38) and enrichment of HREE established by GdN/YbN ratios lower than the unit

(~0.82). The major and trace element distribution on binary diagrams and the negative

anomalies on spidergrams indicate fractional crystallization processes of plagioclase, biotite,

apatite and zircon, to the syenogranite and aplite facies. U-Pb Shrimp dating yield and age of

528±4 Ma to the porphyritic rhyolite, assumed as the crystallization age. Thereafter, is

suggested that the magma source of plutonic and volcanic rocks of São Vicente Granite on the

Águas Quentes State Park region could be derived from subduction related lithospheric

sources mixed with deeper asthenospheric sources.

Keywords: U-Pb SHRIMP; Paraguai Belt; Geochemistry

III.1. INTRODUÇÃO

O Granito São Vicente consiste de um batólito de aproximadamente 400 km², situa-se

na porção centro sul do estado de Mato Grosso e compõe a serra homônima, localizada a

aproximadamente 80 km da capital do estado, Cuiabá. Ocorre associado a Faixa Paraguai, um

cinturão de dobramentos de idade neoproterozoica, em formato convexo, que se destaca na

parte central da América do Sul, bordejando o Cráton Amazônico (Almeida & Hasui 1984).

O Parque Estadual Águas Quentes (PEAQ) abrange parte da porção sudeste do

batólito. No referido parque foram genericamente descritas rochas porfiríticas de matriz fina,

classificadas por McGee et al. (2012) como riolito porfirítico. Olivatti & Marques (1972)

foram os primeiros autores a descreverem rochas efusivas nessa região. Além disso, Godoy et

al. (2007) reconhecem uma predominância de fácies equigranulares finas a porfiríticas na

porção sudeste do batólito. No entanto, são inexistentes estudos faciológicos de detalhe que

venham a permitir uma melhor caracterização das fácies hipabissais do Granito São Vicente.

Em trabalhos de campo preliminares realizados para este estudo, foram identificados riolitos

porfiríticos no PEAQ que despertaram o interesse em investigar a origem dessas rochas e

consequentemente avançar nas discussões referentes a um possível evento vulcânico na

região. Idades de cristalização U-Pb mostram valores de 521±8 Ma (Ferreira, 2009), 504±9

Ma (Godoy et al., 2010) e 518±4 Ma (McGee et al., 2012) para o Granito São Vicente. Com

este intuito, o presente trabalho está concentrado no estudo faciológico das rochas do Granito

São Vicente na região do PEAQ, e complementado por estudos litoquímicos e

geocronológicos U-Pb Shrimp em zircão, que venham a contribuir para o entendimento da

afinidade geoquímica do granito, suas fontes, idade de cristalização e contextualização

geotectônica.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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III.2. CONTEXTO GEOTECTÔNICO

O Granito São Vicente faz parte da Província Granítica Brasiliana (PGB) de Godoy et

al. (2004, 2007) ou da Província Granitoide Matogrossense de Godoy et al. (2010). Esta

província é constituída por granitoides sin- a pós-tectônicos intrusivos nas rochas

metassedimentares do Grupo Cuiabá, na Faixa Paraguai (Fig.III.1). A PGB distribui-se desde

a porção central do estado de Mato Grosso do Sul, centro sul e leste de Mato Grosso (Fig. 1) e

são individualizados em granitos: Taboco; Rio Negro; Coxim; Sonora; São Vicente; Lajinha e

Araguaiana.

Figura III.1. Mapa geológico simplificado da Faixa Paraguai ilustrando a distribuição dos granitoides da

Província Granítica Brasiliana (extraído de Godoy et al., 2007).

A Faixa Paraguai (FP) consiste de um cinturão de dobramentos de aproximadamente

1200 km de extensão e se destaca, na parte central da Plataforma Sul Americana, por sua

orientação preferencial N-S na sua porção sul, infletindo para NE e E na porção norte e leste.

É parcialmente encoberta pelos sedimentos da Bacia do Paraná na sua borda leste e bordeja o

Cráton Amazônico a oeste (Almeida e Hasui, 1984).

Alvarenga et al. (2000) distinguem três unidades litoestratigráficas principais na FP,

além dos granitoides pós-orogênicos. A unidade inferior é constituída por camadas

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glaciomarinhas e turbiditos glaciais, incluindo a Formação Puga e os grupos Jacadigo e

Boqui, depositados sobre a área cratônica, e o Grupo Cuiabá constituindo o cinturão de

dobramentos. A Formação Puga consiste dominantemente de diamictitos (associados com

conglomerados, arenitos, siltitos e folhelhos) que transicionam para diamictitos de

granulometria mais fina do Grupo Cuiabá. Essas unidades glaciogênicas estão sobrepostas por

uma unidade carbonática que marca o fim da influência glacial na bacia. A unidade

carbonática é constituída por calcários com fósseis indicativos de idade Vendiana, dolomitos,

conglomerados, folhelhos carbonosos, arenitos e pelitos. Na porção sul da FP, estão

agrupados nos grupos Corumbá, Murcielago e Itapucumi enquanto na porção norte recebe a

denominação de Formação Araras. A unidade superior é denominada de Grupo Alto Paraguai

e consiste de sedimentos siliciclásticos como arenitos, folhelhos, siltitos e arcóseos,

subdivididos nas formações Raizama e Diamantino. O padrão metamórfico e estrutural da FP

indica que a intensidade do metamorfismo aumenta da área cratônica para o interior do

cinturão de dobramentos, segundo uma fase principal de deformação, com dobras isoclinais

na porção leste e abertas na porção oeste, com vergência para oeste (Alvarenga et al., 2000).

Os granitoides da Faixa Paraguai são intrusivos na zona estrutural interna. Godoy et

al. (2004, 2007) e Manzano (2009) dividem os granitoides brasilianos da FP em dois grandes

eventos denominados de suítes magmáticas sul e norte. A suíte magmática sul é constituída

pelos granitoides que afloram no estado de Mato Grosso do Sul, sendo, na parte setentrional

os granitos Sonora e Coxim e na parte meridional os granitos Rio Negro e Taboco (Godoy et

al. 2005a e 2005b). A suíte magmática norte é composta por intrusões de dimensões

batolíticas que afloram no Estado do Mato Grosso e são denominadas de oeste para leste de

São Vicente, Lajinha e Araguaiana.

O Granito Taboco foi descrito primeiramente por Corrêa et al. (1976) referindo ao

corpo de rochas graníticas pós-cinemáticas. As rochas deste corpo afloram em estreita faixa

na margem direita do Rio Taboco (MS) e estão alojadas em filitos do Grupo Cuiabá. O

Granito Taboco é constituído por monzogranitos de cor rósea avermelhada e cinza-clara,

predominando as fácies porfiríticas. Apresentam fenocristais de feldspato potássico imersos

em matriz de granulação média, geralmente isotrópicas e apresenta para a zona marginal do

corpo uma borda de resfriamento de granulação fina (Godoy et al., 2007 e Manzano, 2009).

O Granito Rio Negro, também definido por Corrêa et al. (1976), apresenta estruturas

dominantemente isotrópicas, mas localmente verificam-se rochas fortemente cataclásticas.

Neste corpo foram identificadas quatro fácies principais representadas por monzogranitos,

biotita monzogranitos, granodioritos e quartzo monzonitos de granulação grossa a média e cor

variando do esbranquiçado ao cinza-escuro, inequigranulares porfiríticas.

O Granito Coxim (Corrêa et al., 1976) também foi descrito por Lacerda Filho et al.

(2006) como uma intrusão fissural pós-orogenética. As rochas deste corpo correspondem

dominantemente a sieno e monzogranitos leucocráticos de coloração avermelhada,

inequigranulares de granulação fina a grossa. Em alguns tipos porfiríticos ocorrem

fenocristais de feldspato potássico de até 5,0 mm. Em geral são isotrópicos, mas termos

cataclásticos estão também presentes. Localmente, como mega enclaves ocorrem

granodioritos, isotrópicos, de cor rósea cinza, textura granular e granulação média (Godoy et

al., 2007 e Manzano 2009).

O Granito Sonora (Godoy et al., 2005b) é composto por sienogranitos leucocráticos de

coloração vermelha, inequigranulares, granulação média a fina, isotrópicos a localmente

cataclásticos. No estado de Mato Grosso, o Granito Araguaiana, inicialmente descrito por Barros et

al. (1982) e posteriormente por Sousa et al.(1999) e Ruiz et al.(1999), é composto por rochas

de cor rósea, granulação média, composição quarzto-feldspática, textura porfirítica,

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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localmente rapakivi e por vezes inequigranulares em aplitos e pegmatoides. O Granito Lajinha

(Barros et al., 1982) foi descrito por Sousa et al. (1999) como constituido por sieno a

monzogranitos, isotrópicos a fracamente deformados, compostos por microclinio, quartzo,

plagioclásio com alteração proeminente (saussuritização), biotita, zircão, apatita, titanita e

minerais de alteração como epidoto, clorita e sericita. Este apresenta estrutura semicircular, e

se diferencia do Granito Araguaiana principalmente pelo caráter isotrópico, ausência de

anfibólio e a sua textura variando de inequigranular a discretamente porfirítica.

O Granito São Vicente é um batólito intrusivo nas rochas do Grupo Cuiabá que ocupa

uma área de aproximadamente 400 km². Foi inicialmente descrito por Almeida (1954) como

uma intrusão de caráter tardicinemático, sendo constituído, segundo Godoy et al. (2007), por

biotita granitos e muscovita-biotita granitos, sendo possível a individualização inicial de

quatro fácies texturais: a fácies equigranular grossa a porfirítica, tendo a sua maior expressão

em faixa circunscrita às bordas de contato; a fácies porfirítica de matriz média a equigranular

média, ocupando a zona central do corpo; a fácies equigranular fina a porfirítica, distribuída

na região sudeste do batólito; e a fácies pegmatítica restrita à zona noroeste do maciço. São

rochas isotrópicas, inequigranulares, leucocráticas, de coloração rósea ou localmente cinza, de

granulação fina a grossa e/ou porfirítico, rapakivi ou não.

Na localidade de Águas Quentes, Olivatti e Marques (1972) descrevem uma intrusão

hipoabissal com área próxima à borda ou cúpula, composta por cinco litotipos, adamelitos

pórfiros, microadamelitos porfiríticos, adamelitos grosseiros, delenitos (riodacitos).

Os granitoides da PGB são quimicamente classificados por Godoy et al. (2007) como

granitos cálcio-alcalinos potássicos a alto potássio, peraluminosos a metaluminosos, com

assinaturas geoquímicas compatíveis com granitos tipo-I. Estes autores observam uma

dominância de rochas menos diferenciadas na parte sul e mais evoluídos na parte norte. Com

base nos dados litoquímicos, Godoy et al. (2007) atribuem um caráter compatível com

granitos sin-colisionais para a parte sul, com exceção do Granito Rio Negro, de caráter pré-

colisional. Na parte norte os autores reconhecem uma afinidade com granitos sin-colisionais

para o Granito Araguaiana e pós-colisional intraplaca para os granitos São Vicente e Lajinha.

Dados isotópicos indicam idades K-Ar em biotita de 503 Ma (Hasui & Almeida, 1970)

e Rb-Sr em rocha total de 500±15 Ma e 483±8 Ma (Almeida & Mantovani, 1975) para o

Granito São Vicente. Idades de cristalização U-Pb em zircão mostram valores de 521±8 Ma

(Ferreira, 2009), 504±9 Ma (Godoy et al., 2010) e 518±4 Ma (McGee et al., 2012) para o

Granito São Vicente. Os demais granitoides da FP possuem idades de cristalização U-Pb de

540±5 Ma (Granito Taboco), 547±5 Ma (Granito Rio Negro), 540±4 Ma (Granito Coxim),

505±4 Ma (Granito Lajinha), 509±2 Ma (Granito Araguaiana) e 548±6 Ma (Granito Sonora)

(Godoy et al., 2010).

Com base nos dados isotópicos, Godoy et al. (2010) individualizam dois eventos

magmáticos para os granitoides da Província Granitoide Matogrossense, sendo a do sul, mais

antiga e a do norte, em torno de 30 Ma mais jovem. Estes autores assumem que os granitoides

da porção sul (Mato Grosso do Sul) foram gerados em ambiente sin-colisional de arco

continental. Os granitoides da porção norte (Mato Grosso) tem seu posicionamento atribuído

a ambiente tardi- a pós-colisional ou de descompressão durante a finalização do processo

colisional. Esses autores assumem que o evento magmático mais jovem é o resultado do

último evento orogenético acrescionário da Faixa Paraguai.

McGee et al. (2012) afirma que a idade de 518±4 Ma do Granito São Vicente

representa a idade mínima para deformação e metamorfismo da porção norte da Faixa

Paraguai e consequentemente a idade de acresção final do Supercontinente Gondwana na

América do Sul.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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A tabela III.1 apresenta uma síntese de dados encontrados em Hasui & Almeida (1970), Almeida &

Mantovani (1975), Ferreira (2009), Godoy et al. (2010), McGee et al. (2012). Contém alguns dos

resultados de análises geocronológicas obtidos pelos métodos, K-Ar em biotitas, Rb-Sr em rocha total

e U-Pb (SHRIMP) em zircões.

Tabela III.1.. Síntese a partir da literatura sobre dados geocronológicos do Granito São Vicente.

Unidade Método Idade (Ma) Referências

Gra

nit

o S

ão V

icen

te K- Ar em biotita 503 Ma Hasui & Almeida (1970)

Rb-Sr em rocha total 500 ± 15 Ma Almeida & Mantovani (1975)

Rb-Sr em rocha total 483± 8 Ma Almeida & Mantovani (1975)

U-Pb 521 ± 8 Ma Ferreira (2009)

U-Pb 504± 9 Ma Godoy et al. (2010)

U-Pb 518± 4 Ma McGee et al. (2012)

III.3. MATERIAIS E MÉTODOS

A etapa preliminar, que precede as fases de coleta de dados de campo e laboratório,

consitiu da revisão bibliográfica, digitalização dos mapas-base na escala (1:50.000),

confecção de um banco de dados espacial em ambiente SIG, interpretação de imagens de

satélite Landsat e Spot sobrepostas a imagens de dados altimétricos SRTM. Os trabalhos de

campo ocorreram em duas etapas para a coleta de amostras. As lâminas delgadas utilizadas

para os estudos petrográficos foram confeccionadas no Laboratório de Laminação da

Universidade Federal de Mato Grosso e analisadas com o auxilio de microscópio petrográfico

convencional e captura das fotomicrografias com câmera digital. As amostras para análises

químicas foram preparadas nos laboratório da Faculdade de Geociências da UFMT seguindo

uma metodologia convencional de britagem, pulverização e quarteamento. As análises

químicas foram realizadas no Laboratório Acme Analytical Laboratories LTD, Vancouver,

Canadá. Os elementos maiores foram analisados seguindo metodologias relacionadas a

Inductively Coupled Plasma – Emission Spectrometry (ICP-ES) para elementos maiores e

Inductively Coupled Plasma – Mass Spectrometry (ICP-MS) para elementos traço, incluindo

terras raras. As amostras para geocronologia foram cominuidas e os concentrados foram

obtidos através do processo de peneiramento e bateamento no Laboratório de Preparação de

Amostras do Departamento de Recursos Minerais da UFMT. Os cristais de zircão foram

separados manualmente com auxílio de lupa binocular e posteriormente enviados para o

Centro de Pesquisas Geocronológicas do Instituto de Geociências da Universidade de São

Paulo (CPGeo-IGC/USP) (amostra GT01). As imagens de de Elétrons Secundários (ES) e

Catodoluminescência (CL) foram realizadas no Microscópio Eletrônico de Varredura do

Laboratório de Geocronologia da USP. As datações foram realizadas, no mesmo laboratório,

atráves do método U-Pb SHRIMP. As idades foram calculadas utilizando o programa Isoplot/

EX de Ludwig (2003).

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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III.4. GEOLOGIA E PETROGRAFIA

Com base em critérios petrográficos e genéticos, foram individualizadas quatro

fácies na região do Parque Estadual Águas Quentes: sienogranito grosso; aplito porfirítico;

microgranito; e riolito porfirítico (Fig. III.2a). Os afloramentos consistem de lajedos,

matacões in situ e blocos rolados, isolados, sem continuidade lateral, o que impossibilita o

adequado mapeamento das fácies e, na maior parte dos casos, o estabelecimento de suas

relações de contato. Foram descritos 45 afloramentos (Fig. III.2b) de rocha onde foram

coletadas 30 amostras representativas para os estudos petrográficos.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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Figura III.2. (a) Mapa geológico do Granito São Vicente com localização da área de estudo (adaptado de Lacerda Filho et al., 2004); (b) Mapa faciológico e de pontos da área de estudo.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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Fácies sienogranito grosso

Essa fácies é dominante na área de estudo e constituída por sienogranito

essencialmente equigranular grosso a, localmente, inequigranular médio a grosso. São rochas

leucocráticas, de cor rosa, constituídas essencialmente por feldspato alcalino, quartzo,

plagioclásio e biotita, com zircão, apatita e titanita como minerais acessórios. Clorita,

muscovita, sericita, epidoto, calcita e argilominerais constituem a paragênese de alteração

hidrotermal.

Os feldspatos alcalinos, representados por ortoclásio e microclina, perfazem 46% da

rocha e ocorrem como grãos anédricos a subédricos, com tamanhos entre 1,5 e 6 mm. Em

geral, mostram exsolução de fase sódica configurando textura pertítica (Fig. III.3a) do tipo

stringer e drops. Os processos de alteração observados correspondem a sericitização e

argilização ocorrendo em menor intensidade do que no plagioclásio. O plagioclásio perfaz

18% da rocha, sendo identificado como oligoclásio através do método Michel-Levy (Kerr

1959). Apresenta-se como cristais tabulares euédricos a subédricos, com dimensões entre 0,5

e 5 mm e zonação normal. Exibe geminações do tipo albita e periclina, que por vezes se

combinam (albita+periclina, albita+Carlsbad). São comuns intensos processos de alteração,

tais como argilização, sericitização e, frequentemente, saussuritização. O quartzo representa

30% da rocha ocorrendo como grãos anédricos com extinção ondulante característica,

dimensões de 0,1 a 4,8 mm e também preenchendo fraturas. A biotita é o único mineral

máfico essencial e perfaz 6% da rocha (Fig. III.3b). Ocorre em pequenas palhetas bem

preservadas que variam de 1,0 a 3,0 mm. Os minerais acessórios são representados pela

apatita com hábito acicular, cristais de zircão subédricos a euédricos, titanita em grãos

anédricos, às vezes, formando coroa como borda de reação de opaco e grãos anédricos de

opacos.

Fácies aplito porfirítico

A rocha dessa fácies caracteriza-se por uma composição sienogranítica,

hololeucocrática de cor rosa claro. A textura é preferencialmente equigranular fina a média

com fenocristais subédricos de quartzo, feldspato alcalino, e biotita, imersos numa matriz

fanerítica fina a muito fina. Onde se observam as relações de contato, formam diques de

espessura centimétrica em contato abrupto com a fácies sienogranito grosso. Algumas vezes,

observa-se uma foliação de fluxo próxima aos contatos.

Microscopicamente, as rochas da fácies aplítica são formadas por fenocristais de

feldspatos, plagioclásio e biotita que se apresentam subédricos a anédricos (Fig. III.3c) com

dimensões entre 2,5 e 5,5 mm, perfazendo 15% do total da rocha. Estão inseridos numa matriz

quartzo feldspática de textura equigranular hipidiomórfica (Fig. III.3d) com grãos em torno

0,5mm. O quartzo representa 60 % da rocha com grãos subédricos e arredondado 0,1 a

1,0mm. Os cristais de plagioclásio compõem 20% da rocha, normalmente estão zonados,

possuem macla albita/periclina e carlsbad, e composições compatíveis com oligoclásio. As

dimensões variam de 0,3 mm na matriz até 4,8 mm como fenocristais. Os felspatos alcalinos

são representados por ortoclásio e microclina, somando 17% da rocha, com tamanho de

aproximadamente 0,3 mm na matriz e fenocristais de 5,5 mm, por vezes pertítico. A biotita é

o mineral máfico essencial e compõem 3% da rocha. Apatita e zircão são os minerais

acessórios e os de alteração são muscovita, epidoto e minerais opacos.

Fácies microgranito

O microgranito consiste de uma rocha de cor roxa, textura microporfirítica com

microfenocristais anédricos a subédricos de quartzo e feldspato alcalino com dimensões entre

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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0,2 mm e 1,8 mm. Estão imersos em uma matriz fanerítica muito fina quartzo feldspática (Fig.

III.3e) que corresponde a 50% da rocha com frequente textura micrográfica (Fig. III.3f).

Os grãos de quartzo representam 75% da rocha comumente representados pelos

microfenocristais, na forma de grãos subédricos de 0,5 a 1,5mm de dimensão. O feldspato

alcalino, representado pelo ortoclásio, compõe 20% da rocha. Ocorre na matriz e como

fenocristais com hábito subédrico a anédrico, dimensões entre 1,0 e 1,8 mm, alterado para

sericita e argilominerais. O plagioclásio encontra-se intensamente alterado evidenciando

processos de sericitização, argilização e saussuritização. A muscovita ocorre como mineral de

alteração forma de palhetas de 0,2 a 0,6 mm.

Fácies riolito porfirítico

Essa fácies ocorre localmente, restrita ao balneário do Parque Estadual Águas

Quentes, e consiste de uma rocha de cor rosa a roxa com textura porfirítica marcada por

fenocristais subédricos de feldspato alcalino, quartzo plagioclásio e biotita em uma matriz

afanítica a fanerítica muito fina.

Microscopicamente, apresenta textura porfirítica e localmente glomeroporfirítica (Fig.

III.3g) com fenocristais de quartzo, feldspato alcalino, plagioclásio que perfazem um total de

40% da rocha. Apresentam-se subédricos a anédricos com evidências de corrosão magmática

nas bordas (Fig. III.3h) e dimensões entre 1,0 e 6,0 mm, imersos numa matriz fina de

composição felsítica. O quartzo ocorre na matriz e como fenocristais arredondados com

dimensões de 1,0 a 6,0 mm, por vezes embaiados e com corrosão de borda. O feldspato

alcalino é representado pelo ortoclásio, ocorre com hábito subédrico a anédrico, dimensões

entre 1,0 e 5,5 mm, comumente alterado para sericita e argilominerais. O plagioclásio

compõem 18% da rocha, é classificado como oligoclásio e ocorre como fenocristais

subédricos de hábito tabular de 0,2 a 4,5 mm, geminação albita/periclina, combinadas com

Carlsbad, por vezes, formando glômeros. A alteração é proeminente e evidencia processos de

sericitização, argilização, saussuritização e epidotização. A biotita é o único mineral máfico

essencial ocorrendo sob a forma de pequenas palhetas, parcialmente alterada para clorita. Os

minerais acessórios e de alteração são representados por zircão, epidoto, clorita, muscovita,

sericita e argilominerais.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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Figura III.3. Fotomicrografias das fácies do Granito São Vicente. Polarizadores cruzados. (a) textura pertítica e

inclusões de quartzo em feldspato alcalino, fácies sienogranito grosso; (b) palhetas de biotita em contato com

cristais de plagioclásio e feldspato alcalino, fácies sienogranito grosso; (c) e (d) fenocristais de plagioclásio e

biotita, respectivamente, na matriz quartzo feldspática, fácies aplito porfirítico; (e) textura porfirítica, fácies

microgranito; (f) matriz fanerítica muito fina com textura micrográfica, fácies microgranito; (g) textura

porfirítica, fácies riolito porfirítico; (h) matriz quartzo feldspática, corrosão de borda e alteração da biotita para

clorita, fácies riolito porfirítico.

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III.5. LITOQUÍMICA

Os dados litoquímicos obtidos neste trabalho (Tab. III.2) atestam a composição ácida

compatíveis com granitos alta sílica, para todos os litotipos estudados no Granito São Vicente

na região do Parque Estadual das Águas Quentes. Os teores de SiO2 de cinco amostras da

fácies sienogranito variam de 74,42 a 76,59%, enquanto que as quatro amostras da fácies

aplito variam de 76,01 a 77,10% e a amostra de microgranito possui teor de 78,14%. As três

amostras da fácies riolito possuem valores de SiO2 entre 73,47 e 78,67%.

As amostras GT01, GT04 e GT05 apresentam elevadas taxas de P.F, portanto, foram

retiradas dos diagramas: Na2O+ K2O-CaO vs SiO2 de Frost et al. (2001); K2O vs SiO2 de

Peccerillo & Taylor (1976); aluminassaturação de Maniar & Piccoli (1989) e Hf- Rb/30- Ta*

3 de Harris et al.(1986); considerações petrológicas sobre essas amostras devem ser tomadas

com cautela. Os teores de Na2O e K2O das amostras GT01 e GT05 estão bastante abaixo da

média das demais amostras, assim como o teor de Na2O da GT04. Possivelmente, esses

elementos foram remobilizados por processos de alteração hidrotermal e/ou intempérica,

conforme sugerido pelos valores de perda ao fogo. Para os demais elementos dessas amostras,

não se observou desvios do padrão geral das demais.

Em diagramas binários do tipo Harker, utilizando SiO2 com índice de diferenciação,

observam-se correlações negativas de Al2O3, TiO2, Fe2O3t, MgO, CaO, P2O5, Ba, Sr, Zr e La.

para as amostras das fácies sienogranito e aplito. Para essas mesmas amostras, Na2O, K2O e

Rb delineiam uma correlação positiva. As amostras de riolito e do microgranito tendem a

apresentar uma dispersão em relação a este trend em todos os diagramas, exceto Al2O3 e Sr.

Nb e Th apresentam padrão disperso para as amostras de todas as fácies (Fig. III.4 e III.5).

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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Tabela III.2. Dados litoquímicos das diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual das

Águas Quentes. Elementos maiores expressos em % peso e elementos traços em ppm.

Amostra GT08 GT18 GT22 GT27 GT36 GT06 GT07 GT15 GT25 GT05 GT01 GT02 GT04

Fácies Sienogranito Aplito Mcrgr Riolito

SiO2 76,20 75,99 75,27 74,42 76,59 76,47 77,10 76,01 76,02 78,14 78,67 73,47 77,26

Al2O3 12,48 12,87 12,73 13,21 12,52 12,82 12,55 12,52 12,73 12,40 12,25 13,95 12,36

Fe2O3t 1,00 0,91 1,43 1,41 0,92 0,75 0,72 1,20 0,90 2,71 2,27 1,64 1,06

MnO 0,03 0,02 0,04 0,04 0,03 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 <0,01 0,06 <0,01

MgO 0,12 0,15 0,38 0,39 0,15 0,05 0,10 0,22 0,15 0,13 0,15 0,37 0,09

CaO 0,40 0,68 0,86 1,03 0,63 0,45 0,54 0,41 0,56 0,04 0,07 0,27 0,04

Na2O 2,91 3,20 3,09 3,32 3,40 3,55 3,38 2,92 3,16 <0,01 <0,01 3,21 0,18

K2O 5,52 5,26 4,97 4,77 4,73 4,83 4,96 5,38 5,36 0,72 1,54 5,44 5,61

TiO2 0,16 0,13 0,24 0,23 0,14 0,10 0,11 0,20 0,14 0,44 0,24 0,24 0,20

P2O5 0,03 0,02 0,06 0,07 0,03 <0.01 0,03 0,03 0,02 0,03 0,09 0,06 0,02

P.F. 0,9 0,6 0,7 0,9 0,7 0,8 0,3 0,9 0,7 5,2 4,6 1,1 3,0

Soma 99,77 99,81 99,76 99,77 99,83 99,83 99,81 99,82 99,80 99,80 99,89 99,78 99,82

Ba 279 160 471 374 58 42 32 59 50 53 89 573 277

Be 4 6 1 4 5 7 4 7 2 6 5 5 4

Co 163,8 142,2 143,2 130,9 142,5 142,4 159,6 130,5 162,5 75,3 51,5 99,1 100,1

Cs 2,6 2,3 2,0 3,2 11,0 2,2 5,4 2,9 5,2 1,6 2,5 3,0 2,9

Ga 14,2 14,2 13,7 15,1 14,8 16,9 17,3 16,1 14,7 19,3 14,3 14,3 14,8

Hf 3,6 3,4 4,0 4,3 3,8 4,1 4,1 5,3 4,2 6,5 3,2 3,7 3,7

Nb 30,0 52,3 28,4 35,5 41,6 72,8 43,9 49,7 42,6 74,0 27,7 28,3 40,4

Rb 269,5 238,0 199,7 209,5 296,2 321,4 316,3 243,3 222,3 92,3 117,1 240,9 302,0

Sr 75,5 77,0 168,9 175,2 38,0 18,8 25,6 45,2 39,8 11,4 29,3 198,3 51,9

Ta 2,5 4,0 2,4 2,6 3,3 6,2 3,8 3,8 3,8 6,1 2,2 2,2 3,4

Th 31,5 36,5 27,8 32,9 39,2 33,4 36,0 64,6 42,8 98,9 38,0 32,5 37,5

U 8,2 23,9 9,7 10,3 16,9 14,0 21,3 14,9 14,1 7,8 4,6 8,6 5,5

Zr 90,5 82,4 121,7 129,2 87,0 73,4 78,5 138,9 99,5 151,1 107,6 124,8 104,3

Y 13,9 19,3 19,5 22,4 16,3 41,6 24,4 18,3 19,6 65,6 25,4 17,3 21,0

Pb 11,5 6,1 5,7 6,7 7,1 9,9 7,2 7,8 7,9 18,7 9,9 46,9 8,3

La 35,7 32,4 48,5 58,3 35,7 27,3 34,9 47,1 35,8 138,9 58,4 39,3 58,2

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Amostra GT08 GT18 GT22 GT27 GT36 GT06 GT07 GT15 GT25 GT05 GT01 GT02 GT04

Fácies Sienogranito Aplito Mcrgr Riolito

Ce

84,3

53,8

86,8

99,5

57,0

48,7

53,0

78,8

70,6

251,2

95,2

75,1

101,7

Pr 5,67 4,96 8,52 10,36 5,77 5,31 5,70 7,99 6,24 23,39 9,94 7,57 10,83

Nd 17,2 14,6 26,4 32,1 17,0 14,7 16,4 23,7 18,8 68,7 31,3 24,4 32,8

Sm 2,57 2,30 4,36 4,67 2,52 3,48 2,77 3,30 2,76 9,29 4,77 3,73 5,04

Eu 0,35 0,35 0,67 0,58 0,20 0,15 0,31 0,26 0,24 0,56 0,65 0,60 0,71

Gd 1,83 2,26 3,29 4,06 1,99 3,42 2,58 2,57 2,35 7,39 3,94 3,29 4,04

Tb 0,32 0,38 0,55 0,60 0,31 0,72 0,45 0,41 0,38 1,30 0,65 0,51 0,64

Dy 1,84 2,64 2,94 3,39 1,97 5,16 3,05 2,50 2,58 8,36 3,61 3,04 3,57

Ho 0,43 0,62 0,63 0,72 0,43 1,17 0,67 0,58 0,55 1,78 0,77 0,59 0,79

Er 1,38 2,09 2,01 2,29 1,58 4,27 2,67 1,90 2,01 6,26 2,23 1,84 2,42

Tm 0,30 0,39 0,33 0,40 0,30 0,80 0,55 0,37 0,39 1,10 0,39 0,31 0,39

Yb 2,12 3,13 2,42 2,80 2,40 6,17 4,19 3,01 3,08 8,41 2,89 2,11 3,00

Lu 0,39 0,58 0,40 0,46 0,43 1,05 0,73 0,57 0,54 1,33 0,44 0,36 0,46

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Figura III.4. Diagramas binários do tipo Harker de elementos maiores para as diferentes fácies do Granito São

Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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Figura III.5. Diagramas binários do tipo Harker de elementos traços paras as diferentes fácies do Granito São

Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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As amostras da fácies sienogranito são classificadas, segundo o diagrama R1xR2 de

La Roche et al. (1980), como granitos e feldspato alcalino granitos, enquanto as amostras da

fácies aplito são classificadas preferencialmente como feldspato alcalino granito. Uma

amostra de riolito também é classificada como feldspato alcalino riolito (Fig. III.6).

Figura III.6. Diagrama classificatório R1 vs R2 de La Roche et al. (1980) paras as diferentes fácies do Granito

São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4.

O caráter cálcio-alcalino das fácies sienogranito e aplito é evidenciado pelo diagrama

Na2O+K2O-CaO vs SiO2 de Frost et al. (2001). A amostra da fácies riolito se desviam desse

trend devido ao baixo teor de Na2O da amostra GT01 e do elevado conteúdo relativo de CaO

da amostra GT02 (Tab. III.1, Fig. III.7a). No diagrama FeOt/(FeO

t+MgO) vs SiO2 as amostras

de todas as fácies formam um trend partindo do campo dos granitoides magnesianos e

avançando para o campo dos granitoides ferrosos, com o aumento da diferenciação das rochas

(Fig. III.7b). Este trend é comumente observado em séries cálcio-alcalinas fortemente

diferenciadas (Frost et al.,2001).

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

40

Figura III.7. Diagramas classificatórios de Frost et al. (2001) paras as diferentes fácies do Granito São Vicente

na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4.

A afinidade cálcio-alcalina também é atestada pelo diagrama K2O vs SiO2 (Fig. III.8a),

indicando relação com magmas alto potássio. O caráter fracamente peraluminoso é evidenciado no

diagrama de aluminassaturação de Maniar & Piccoli (1989); (Fig. III.8b).

Figura III.8. (a) diagrama K2O versus SiO2 de Peccerillo & Taylor (1976) e (b) diagrama de Maniar & Piccoli

(1989) com os índices de peraluminosidade de Shand (1943) para as diferentes fácies do Granito São Vicente na

região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos como na figura III.4.

Em diagramas discriminantes de ambientes tectônicos, baseados no comportamento de

Rb e (Y+Nb) proposto Pearce et al. (1984), as amostras das diferentes fácies plotam no

campo coincidente entre granitos pós-colisionais, granitos de arco vulcânico e granitos sin-

colisionais (Fig. III.9a). A relação com ambiente pós-colisional também é sugerdia pelo

diagrama Hf vs Rb/30 vs 3*Ta de Harris et al. (1986) (Fig. III.9b).

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

41

Figura III.9. Diagramas (a) Rb versus Y+Nb de Pearce et al. (1984) e (b) Hf - Rb/30 - Ta*3 de Harris et al.

(1986). para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. Símbolos

como na figura III.4.

Os conteúdos de Zr, Nb, Ce, Y e Ga/Al, quando plotados nos diagramas

classificatórios de granitos de Whalen et al. (1987), são compatíveis com granitos do tipo-I.

Nestes diagramas, a razão FeOt/MgO indica que a maioria das amostras são compatíveis com

granitos fracionados (Fig. III.10a). O conteúdo de Zr corrabora a classificação de granitos

tipo-I (Fig. III.10b), no entanto, o elevado conteúdo de Nb sugere afinidade com granitos do

tipo-A (Fig. III.10c).

Figura. III.10. Diagramas classificatórios de granitos de Whalen et al. (1987) para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes. (a) FeOt/MgO vs Zr+Nb+Ce+Y; (b) Zr vs

Ga/Al; e (c) Nb vs Ga/Al. Símbolos como na figura III.4.

Em diagramas multielementos, as amostras de todas as fácies apresentam um padrão

compatível entre si. Este padrão mostra um decréscimo dos elementos de maior

incompatibilidade, associado a anomalias negativas de Ba, P, Sr e Ti (Fig. III.11a). O padrão

de distribuição dos elementos terras raras (Fig. III.11b) indica um forte fracionamento de ETR

leves, com razões LaN/SmN médias de 7,87, anomalia negativa de Eu (Eu/Eu* ~0,38) e

enriquecimento de ETR pesados, expressos por razões GdN/YbN menores que a unidade

(~0,82).

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Figura III.11. Diagramas multielementos para as diferentes fácies do Granito São Vicente na região do Parque

Estadual Águas Quentes. (a) normalizados segundo o condrito de Thompson (1982) e (b) condrito de Boynton

(1984). Símbolos como na figura III.4.

III.6. GEOCRONOLOGIA U-Pb SHRIMP

Para a determinação da idade de cristalização, foi selecionada uma amostra da fácies

riolito porfirítico (GT01) e o método utilizado foi U-Pb SHRIMP em zircão. A metodologia

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

43

de separação foi executada a partir de métodos convencionais como trituração, moagem e

peneiração, separação das frações não magnéticas utilizando-se do aparelho separador

magnético Frantz, catação manual de aproximadamente 100 cristais utilizando-se lupa

binocular. No Laboratório de Microscopia Eletrônica de Varredura do Centro de Pesquisas

Geocronológicas da Universidade de São Paulo, foram obtidas as imagens de Elétrons

Secundários (ES) e Catodoluminescência (CL) de 57 cristais de zircão, dos quais 12 foram

analisados (Fig. III.12). Os pontos analíticos foram obtidos preferencialmente nas regiões

claras nas imagens CL, com zonação regular, evitando possíveis fraturas e locais com

irregularidades.

Figura III.12. Imagens de catadoluminescência dos cristais de zircão do riolito porfirítico (amostra GT01) com

as posições de análise. Idades 206Pb/ 238 U.

Os cristais de zircão da amostra GT01 são transparentes a opacos de cor bege a rosa

claro, por vezes fraturados e quebrados e com zonação. Observam-se grãos arredondados,

alongados e prismáticos. As dimensões variam de 100 a 300 µm. Os teores de urânio variam

de 241 a 1168 ppm. Os cálculos de idades foram realizados com o programa Isoplot/EX

(Ludwing, 2003) e os resultados são apresentados com desvio padrão de 2σ. Um dos grãos

analisados demonstra discrepância com relação as demais idades, e pode ser interpretado

como zircão herdado.

A tabela III. 2 apresenta os resultados isotópicos para a amostra datada.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

44

Tabela III. 2. Dados de isótopos de U-Th-Pb em zircão do riolito porfirítico (amostra GT01).

Spot U

(ppm) Th

(ppm) ²³²Th/ 238

U

206

Pb

com

(%)

206

Pb/ 238

U

%

206

Pb/ 238

U

Idade (Ma)

1s err

207

Pb/ 206

Pb

Idade (Ma)

1s err

Disc. (%)

Total 238

U

/206

Pb

% err

Total 207

Pb

/206

Pb

% err

GT 1.1

554

727

1,36

1,33

0,08

1,4

482,6

6,4

503

85

4

12,69

1,4

0,0681

1,0

GT 2.1 323 79 0,25 0,00 0,20 1,4 1182,7 14,7 1199 15 1 4,97 1,4 0,0801 0,7

GT 3.1 270 206 0,79 0,63 0,08 1,4 481,0 6,5 484 72 1 12,82 1,4 0,0619 1,1

GT 4.1 460 294 0,66 0,19 0,09 1,3 528,0 6,8 521 30 -1 11,69 1,3 0,0593 0,9

GT 5.1 436 315 0,75 0,90 0,09 1,4 531,5 6,9 537 60 1 11,53 1,4 0,0655 0,9

GT 6.1 241 133 0,57 8,38 0,11 1,7 589,8 10,3 508 495 -14 9,52 1,7 0,1261 4,3

GT 7.1 280 255 0,94 3,23 0,09 2,0 535,1 11,1 799 357 49 11,16 2,0 0,0918 9,5

GT 8.1 817 695 0,88 0,99 0,09 1,3 524,1 6,7 567 57 8 11,68 1,3 0,067 0,7

GT 9.1 787 449 0,59 15,06 0,09 1,3 483,7 8,2 491 803 1 10,82 1,3 0,1763 0,8

GT 10.1 698 251 0,37 5,61 0,09 1,3 525,5 7,1 768 233 46 11,08 1,3 0,1101 0,5

GT 11.1 1168 434 0,38 14,55 0,08 1,4 400,3 7,1 683 679 71 13,26 1,4 0,1787 0,8

GT 12.1 934 758 0,84 13,25 0,06 1,3 318,7 5,2 506 677 59 17,05 1,3 0,1633 1,2

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45

O diagrama concórdia U-Pb da amostra GT01 (Fig. III.13) mostra uma idade de 528±4

Ma para o riolito porfirítico que é considerada como idade de cristalização magmática.

Figura III.13.Diagrama concórdia com a idade U-Pb (SHRIMP) do riolito porfirítico (amostra GT01).

III.7. DISCUSSÕES E CONCLUSÕES

As feições de campo e petrográficas permitiram a individualização de quatro fácies,

com base em critérios petrográficos e genéticos: sienogranito grosso; aplito porfirítico;

microgranito; e riolito porfirítico. A fácies sienogranito grosso é representada por rochas com

características petrográficas similares àquelas observadas em grande parte do batólito do

Granito São Vicente, de acordo com as descrições de Godoy et al. (2007) e McGee et al.

(2012). As rochas da fácies microgranito possuem feições petrográficas sugestivas de um

posicionamento em nível crustal raso (epizona), como por exemplo, a textura micrográfica. A

fácies aplito é constituída por rochas originadas por descompressão hidrostática, comumente

observadas em cúpulas de intrusões epizonais. Além disso, a ocorrência de expressivos

hornfels no entorno do Granito São Vicente também conduz a uma interpretação de uma

GT 01

Idade de Concórdia =527.9 ±4 Ma

Probabilidade (da concordância) = 0,86

Spots 4, 5 e 8

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

46

intrusão epizonal, uma vez que nessas condições o contraste de temperatura entre o granito e a

encaixante é maior, favorecendo os registros do metamorfismo de contato. A matriz fanerítica

muito fina e o elevado conteúdo de fenocristais subédricos das rochas da fácies riolito

porfirítico sugerem uma origem relacionada a intrusões hipabissais. Essas intrusões poderiam

ter servido de condutos para um provável evento vulcânico contemporâneo e cogenético com

o magmatismo do Granito São Vicente. Registros de rochas vulcânicas de superfície (efusivas

e/ou piroclásticas) são inexistentes na região. O caráter isotrópico de todas as fácies estudadas

do Granito São Vicente no PEAG atesta um regime pós-tectônico às intrusões.

Os dados litoquímicos obtidos neste trabalho para os litotipos estudados no Granito

São Vicente da região do Parque Estadual das Águas Quentes formam trends que indicam

comagmaticidade entre todas as fácies. A distribuição dos elementos em diagramas binários e

as anomalias negativas em diagramas multielementos sugerem a atuação de processos de

cristalização fracionada de fases minerais como plagioclásio, biotita, apatita e zircão, para as

fácies sienogranito e aplito. A afinidade cálcio-alcalina de alto-K é sugerida pelos diagramas

de Frost et al. (2001), (Fig. 10b) e Peccerillo & Taylor (1976), (Fig. 11a). No entanto, a

elevada razão de FeOt/(FeO

t+MgO), apesar de poder ser atribuída a magmas magnesianos

cálcio-alcalinos altamente diferenciados, é comumente observada em magmas de tendência

alcalina. A relação com fontes mantélicas litosféricas ou crustais, comuns em ambiente

tectônico pós-colisional, é sugerida pelos diagramas de Pearce et al. (1984) e Harris et al.

(1986) (Fig. 12a,b). No entanto, os elevados conteúdos de Nb e Ta, expressos pelo diagrama

de Whalen et al. (1987) da figura 13c, e ausência de anomalias negativas desses elementos no

diagrama multielementos da figura 14a, sugerem a participação de fontes mantélicas

astenosféricas. Além disso, o padrão de ETR com enriquecimento em ETR pesados (Fig.

14b), expressos por razões GdN/YbN menores que a unidade, também são característicos de

granitoides com participação de manto astenosférico. Os dados isotópicos de Sm-Nd

apresentados por Godoy et al. (2010) apontam valores de ɛNd de -2,86 para o Granito São

Vicente, que indicam, conforme afirmado pelos autores, importante participação de fontes

crustais. A existência de zircão herdado também aponta para fontes crustais.

Com isso, conclui-se que o magma que originou as rochas plutônicas e vulcânicas

relacionadas ao Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes pode ter se

originado de fontes litosféricas previamente afetadas por subducção, com importante

contaminação crustal ou por fontes puramente crustais. Para essas interpretações, associa-se

uma importante contribuição de fontes astenosféricas mais profundas. Dessa forma, o Granito

São Vicente deve estar representando um magmatismo de ambiente pós-colisional com um

expressivo componente extensional gerador de profundas fraturas que promoveram

descompressão e fusão de manto astenosférico. Padrões litoquímicos semelhantes tem sido

observado em algumas amostras dos granitos Taboco e Araguaiana da Província Granítica

Brasiliana, publicados por Godoy et al. (2007). Isto sugere que, além do Granito São Vicente,

outros granitos da Província Granítica Brasiliana podem ter se originado a partir de mais de

um tipo de fonte magmática e que representem os estágios finais do Ciclo Brasiliano no Mato

Grosso e no Mato Grosso do Sul, com algumas feições que indicam a atuação de processos

extensionais mais significativos, relacionadas a fraturamentos profundos da crosta em

ambiente pós-colisional.

A idade de cristalização da fácies riolito (528±4 Ma) se aproxima da idade apresentada

por McGee et al. (2012) para o Granito São Vicente (518±4 Ma), considerando o erro

estatístico. No entanto, difere da idade de 504±9 Ma apresentada por Godoy et al. (2010) para

o mesmo granito. Godoy et al. (2010), com base nas idades dos granitos da Província

Granitoide Matogrossense, define dois eventos magmáticos para a geração desses granitos,

separados por aproximadamente 40 Ma, sendo a suíte do norte gerada entre 504 e 509 Ma, e a

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

47

do sul entre 540 e 548 Ma. Tanto os dados apresentados neste trabalho quanto aqueles

apresentados por McGee et al. (2012) sugerem que a suíte do norte pode ter se originado num

intervalo de tempo mais expandido e que o intervalo entre as duas suítes pode ter sido menor.

Os estudos petrográficos se mostraram de suma importância para a caracterização

faciológica e genética das fácies do Granito São Vicente. Os dados litoquímicos obtidos neste

trabalho, quando confrontados com os dados da literatura, sugerem que tanto o Granito São

Vicente como outros granitos da Província Granitoide Matogrossense podem ter se originado

de fontes heterogêneas com assinaturas litoquímicas distintas, gerando magmas com

assinaturas híbridas e transicionais. Estudos petrográficos e litoquímicos de maior detalhe

poderão fornecer significativas contribuições para o entendimento da gênese dos granitos da

Província Granitoide Matogrossense.

III.8. REFERÊNCIAS

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50

CAPÍTULO IV

DISCUSSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS

Esta dissertação de mestrado tenta contribuir com a ampliação do conhecimento do corpo do

Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas quentes, a partir dos estudos petrográfico,

geoquímicoe geocronológico em detalhe.

As feições de campo e petrográficas permitiram a individualização de quatro fácies, com base

em critérios petrográficos e genéticos: sienogranito grosso; aplito porfirítico; microgranito; e riolito

porfirítico. A fácies sienogranito grosso é representada por rochas com características petrográficas

similares àquelas observadas em grande parte do batólito do Granito São Vicente, de acordo com as

descrições de Godoy et al. (2007) e McGee et al. (2012). As rochas da fácies microgranito possuem

feições petrográficas sugestivas de um posicionamento em nível crustal raso (epizona), como por

exemplo, a textura micrográfica. A fácies aplito é constituída por rochas originadas por descompressão

hidrostática, comumente observadas em cúpulas de intrusões epizonais. Além disso, a ocorrência de

expressivos hornfels no entorno do Granito São Vicente também conduz a uma interpretação de uma

intrusão epizonal, uma vez que nessas condições o contraste de temperatura entre o granito e a

encaixante é maior, favorecendo os registros do metamorfismo de contato. A matriz fanerítica muito

fina e o elevado conteúdo de fenocristais subédricos das rochas da fácies riolito porfirítico sugerem

uma origem relacionada a intrusões hipabissais. Essas intrusões poderiam ter servido de condutos para

um provável evento vulcânico contemporâneo e cogenético com o magmatismo do Granito São

Vicente. Registros de rochas vulcânicas de superfície (efusivas e/ou piroclásticas) são inexistentes na

região. O caráter isotrópico de todas as fácies estudadas do Granito São Vicente no PEAG atesta um

regime pós-tectônico às intrusões.

Os dados litoquímicos obtidos neste trabalho para os litotipos estudados no Granito

São Vicente da região do Parque Estadual das Águas Quentes formam trends que indicam

comagmaticidade entre todas as fácies. A distribuição dos elementos em diagramas binários e as

anomalias negativas em diagramas multielementos sugerem a atuação de processos de cristalização

fracionada de fases minerais como plagioclásio, biotita, apatita e zircão, para as fácies sienogranito e

aplito. A afinidade cálcio-alcalina de alto-K é sugerida pelos diagramas de Frost et al. (2001), (Fig.

10b) e Peccerillo & Taylor (1976), (Fig. 11a). No entanto, a elevada razão de FeOt/(FeO

t+MgO),

apesar de poder ser atribuída a magmas magnesianos cálcio-alcalinos altamente diferenciados, é

comumente observada em magmas de tendência alcalina. A relação com fontes mantélicas litosféricas

ou crustais, comuns em ambiente tectônico pós-colisional, é sugerida pelos diagramas de Pearce et al.

(1984) e Harris et al. (1986) (Fig. 12a,b). No entanto, os elevados conteúdos de Nb e Ta, expressos

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

51

pelo diagrama de Whalen et al. (1987) da figura 13c, e ausência de anomalias negativas desses

elementos no diagrama multielementos da figura 14a, sugerem a participação de fontes mantélicas

astenosféricas. Além disso, o padrão de ETR com enriquecimento em ETR pesados (Fig. 14b),

expressos por razões GdN/YbN menores que a unidade, também são característicos de granitoides com

participação de manto astenosférico. Os dados isotópicos de Sm-Nd apresentados por Godoy et al.

(2010) apontam valores de ɛNd de -2,86 para o Granito São Vicente, que indicam, conforme afirmado

pelos autores, importante participação de fontes crustais. A existência de zircão herdado também

aponta para fontes crustais.

Com isso, conclui-se que o magma que originou as rochas plutônicas e vulcânicas

relacionadas ao Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes pode ter se

originado de fontes litosféricas previamente afetadas por subducção, com importante contaminação

crustal ou por fontes puramente crustais. Para essas interpretações, associa-se uma importante

contribuição de fontes astenosféricas mais profundas. Dessa forma, o Granito São Vicente deve estar

representando um magmatismo de ambiente pós-colisional com um expressivo componente

extensional gerador de profundas fraturas que promoveram descompressão e fusão de manto

astenosférico. Padrões litoquímicos semelhantes tem sido observado em algumas amostras dos

granitos Taboco e Araguaiana da Província Granítica Brasiliana, publicados por Godoy et al. (2007).

Isto sugere que, além do Granito São Vicente, outros granitos da Província Granítica Brasiliana podem

ter se originado a partir de mais de um tipo de fonte magmática e que representem os estágios finais do

Ciclo Brasiliano no Mato Grosso e no Mato Grosso do Sul, com algumas feições que indicam a

atuação de processos extensionais mais significativos, relacionadas a fraturamentos profundos da

crosta em ambiente pós-colisional.

A idade de cristalização da fácies riolito (528±4 Ma) se aproxima da idade apresentada

por McGee et al. (2012) para o Granito São Vicente (518±4 Ma), considerando o erro estatístico. No

entanto, difere da idade de 504±9 Ma apresentada por Godoy et al. (2010) para o mesmo granito.

Godoy et al. (2010), com base nas idades dos granitos da Província Granitoide Matogrossense, define

dois eventos magmáticos para a geração desses granitos, separados por aproximadamente 40 Ma,

sendo a suíte do norte gerada entre 504 e 509 Ma, e a do sul entre 540 e 548 Ma. Tanto os dados

apresentados neste trabalho quanto aqueles apresentados por McGee et al. (2012) sugerem que a suíte

do norte pode ter se originado num intervalo de tempo mais expandido e que o intervalo entre as duas

suítes pode ter sido menor.

Os estudos petrográficos se mostraram de suma importância para a caracterização

faciológica e genética das fácies do Granito São Vicente. Os dados litoquímicos obtidos neste

trabalho, quando confrontados com os dados da literatura, sugerem que tanto o Granito São Vicente

como outros granitos da Província Granitoide Matogrossense podem ter se originado de fontes

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

52

heterogêneas com assinaturas litoquímicas distintas, gerando magmas com assinaturas híbridas e

transicionais. Estudos petrográficos e litoquímicos de maior detalhe poderão fornecer significativas

contribuições para o entendimento da gênese dos granitos da Província Granitoide Matogrossense.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

53

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Anexo 1 Tabela com a relação dos afloramentos descritos.

Trivelli, G. G. B. 2016. Petrografia, Litoquímica e Geocronologia (U-Pb) das rochas hipabissais do Granito São Vicente na região do Parque Estadual Águas Quentes, Mato Grosso.

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Pontos Coord.X Coord.Y Litologia/Afloramentos Fácies

GT 01 659099 8243134 Riolito/ Lajedos Riolito Porfirítico

GT 02 658987 8243282 Riolito/ Lajedos Riolito Porfirítico

GT 03 658920 8243366 Riolito/ Lajedos Riolito Porfirítico

GT 04 658887 8243453 Riolito/ Lajedos Riolito Porfirítico

GT 05 658815 8243528 Granito muito fino Microgranito

GT 06 658720 8243553 Diques aplíticos Aplito Porfirítico

GT 07 659261 8241190 Diques aplíticos Aplito Porfirítico

GT 08 658855 8240640 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT 09 658376 8239207 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT 10 656897 8236093 Granito/Granito fino (contato) Sienogranito Grosso

GT 11 655844 8235120 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT 12 653814 8236965 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT 13 650587 8241178 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT 14 650543 8247865 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT15 659615 8241537 Granito fino Aplito Porfirítico

GT16 659671 8241734 Contato granito fino/Médio Aplito Porfirítico

GT17 659594 8241453 Diques aplíticos Aplito Porfirítico

GT18 659401 8241417 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT19 659454 8241180 Granito fino Aplito Porfirítico

GT20 659371 8242527 Granito médio a grosso/ Lajedos Sienogranito Grosso

GT21 659665 8242031 Granito médio a grosso/ Lajedos Sienogranito Grosso

GT22 659522 8241939 Granito médio a grosso/ Lajedos Sienogranito Grosso

GT23 659598 8241841 Granito fino Aplito Porfirítico

GT24 659739 8241680 Granito fino Aplito Porfirítico

GT25 659641 8241511 Granito médio a grosso/ Lajedos Sienogranito Grosso

GT26 659726 8241742 Granito médio a grosso/ Lajedos Sienogranito Grosso

GT27 660814 8244234 Granito/Granito fino (contato) Sienogranito Grosso

GT28 661038 8243301 Granito médio a grosso/ Lajedos Sienogranito Grosso

GT29 660574 8242879 Granito/Granito fino (contato) Sienogranito Grosso

GT30 659325 8244308 Granito fino Aplito Porfirítico

GT31 659021 8244603 Sienogranito/Granito fino (contato) Sienogranito Grosso

GT32 658715 8244879 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT33 658155 8245160 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT34 657757 8245364 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT35 659675 8242258 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT36 659801 8242562 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT37 659354 8242580 Granito fino/Diques Aplito Porfirítico

GT38 659112 8242888 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT39 659375 8243109 Granito fino/Diques Aplito Porfirítico

GT40 659400 8243210 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT41 659484 824361 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT42 659878 8243484 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT43 660147 8243431 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT44 660380 8243268 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso

GT45 660380 8243268 Granito médio/ Blocos Sienogranito Grosso