ROCHAS META-VULCÂNICAS MÁFICAS DA UNIDADE … · 2018-05-04 · “Rochas Meta-vulcânicas...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA ÁREA DE PETROLOGIA, METALOGÊNESE E EXPLORAÇÃO MINERAL DISSERTAÇÃO DE MESTRADO ROCHAS META-VULCÂNICAS MÁFICAS DA UNIDADE INTERMEDIÁRIA DO GREENSTONE BELT DE RIACHO DE SANTANA, ESTADO DA BAHIA: ESTUDO PETROGRÁFICO E GEOQUÍMICO. Salvador 2010 JOILMA PRAZERES SANTOS
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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA
ÁREA DE PETROLOGIA, METALOGÊNESE E EXPLORAÇÃO MINERAL
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
ROCHAS META-VULCÂNICAS MÁFICAS DA UNIDADE
INTERMEDIÁRIA DO GREENSTONE BELT DE RIACHO
DE SANTANA, ESTADO DA BAHIA: ESTUDO
PETROGRÁFICO E GEOQUÍMICO.
Salvador
2010
JOILMA PRAZERES SANTOS
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Por
Joilma Prazeres Santos
Geóloga (Universidade Federal da Bahia - 2008)
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
Submetida em satisfação parcial dos requisitos ao grau de
MESTRE EM CIÊNCIAS - GEOLOGIA
à
Câmara de Ensino de Pesquisa e Pós-Graduação da
Universidade Federal da Bahia
Profª. Drª. Angela Beatriz de Menezes Leal (Orientadora – UFBA)
COMISSÃO EXAMINADORA:
--------------------------------------------------------------- Drª. Cristina Maria Burgos de Carvalho
(Companhia de Pesquisa e Recursos Minerais – CPRM-BA)
--------------------------------------------------------------- Dr. Luiz Rogério Bastos Leal
(Professor – IGEO/UFBA)
Data da defesa: 16/08/2010 Resultado final: Aprovado (X)
“Rochas Meta-vulcânicas Máficas da Unidade Intermediária do Greenstone Belt de Riacho
de Santana, Estado da Bahia: Estudo petrográfico e geoquímico”.
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"A Deus pelo dom da vida e a oportunidade
de lapidar o meu ser.
E em especial a minha família, pois
correspondem a base da minha existência"
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AGRADECIMENTOS
Considerando esta dissertação como uma das etapas desta minha caminhada, o
agradecer nem sempre é uma tarefa fácil, nem justa. Para não correr o risco da injustiça,
agradeço de antemão a todos que de alguma forma passaram pela minha vida e contribuíram
para a construção do meu ser depositando um pouco de carinho, conhecimento, compreensão,
respeito e amor.
Agradeço em especial a minha família espiritual que emana e renova a cada instante os
fluídos vitais para o meu aprimoramento moral e intelectual.
A Profª. Angela Beatriz de Menezes Leal pelo apoio e orientação durante todo o
desenvolvimento da pesquisa, e principalmente pela atenção, paciência estando sempre
presente, sugerindo, questionando e ajudando para que este trabalho tivesse êxito.
A Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB) pela concessão de
bolsa de estudo e a Companhia Baiana de Pesquisa Mineral (CBPM) pela ajuda financeira
para a realização dos trabalhos experimentais.
Ao Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia (UFBA) pela utilização
do espaço físico e pelo apoio logístico.
Ao corpo técnico da CPGGeo-UFBA na pessoa Nilton Santos e a Gilzélio (in
memória) pela amizade e auxílio na liberação de documentos para execução das viagens de
campo e trâmites burocráticos.
A equipe da Biblioteca Shiguemi Fugimori do Instituto de Geociências – UFBA pelo
cordial e excelente atendimento durante a pesquisa desenvolvida.
Aos colegas e amigos do curso de pós-graduação em geologia do Instituto de
Geociências-UFBA, em especial a Ana Carolina Oliveira Pinheiro, André Luis Dias Santos,
Giselle Chagas Damasceno e a Uyara Machado Cabral pelo grande apoio, incentivo e
companheirismo nas horas mais difíceis deste curso.
iv
5
Ao corpo docente do Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia que
transmitiu e incentivou a busca pelo conhecimento, pois a vida é uma escola onde ocorrem
trocas de experiências.
A minha família por demonstrar constantemente carinho, amor, compreensão,
incentivo e, principalmente força para que essa jornada terminasse com sucesso. Agradeço em
especial a meus pais Jaime e Janete, a meus irmãos Josiene e Jadilson, aos meus tios Jurandir
e Liberata pelo apoio financeiro e pela paciência, e a Rogério pelo apoio incondicional
durante a conclusão desta dissertação.
Peço perdão se esqueci de alguém, e sintam-se agradecidos.
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RESUMO
Na Plataforma Sul-Americana, inúmeros greenstone belts arqueanos (~ 2,9 a 3,2Ga)
são identificados no Cráton do São Francisco, Estado da Bahia, entre eles destacam-se os de
Riacho de Santana, Umburanas, Contendas Mirante e Mundo Novo. O greenstone belt de
Riacho de Santana (GBRS) localizado na porção sudoeste do Estado da Bahia, Brasil, ocorre
como unidade no embasamento cristalino do Bloco Guanambi-Correntina.
Segundo Silveira & Garrido (2000), o GBRS apresenta três unidades litoestratigráficas
reconhecidas: (i) Unidade Inferior, compreende rochas ultramáficas komatiíticas com finas
intercalações de meta-basaltos e meta-gabros, associados a formações ferríferas bandadas
(BIFs), quartzitos, meta-cherts, rochas cálcio-silicáticas e xistos aluminosos; (ii) Unidade
Intermediária, constituída por meta-basaltos e meta-gabros, meta-tufos de composição
intermediária a ácida, xistos aluminosos e xistos grafitosos, e (iii) Unidade Superior,
compreende uma sequência de rochas silicáticas-carbonáticas.
Neste trabalho são apresentados as descrições geológicas, petrográficas, as análises de
química mineral e de geoquímicas de elementos maiores, traços e terras raras das rochas
meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária com inferências sobre os processos
responsáveis pela formação destas rochas.
As rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS são
caracterizadas por apresentarem texturas granoblástica e nematoblástica, tendo como minerais
predominantes a actinolita/tremolita, hornblenda e plagioclásio e, subordinadamente assinala-
se a presença de minerais opacos e titanita. Ocorre como minerais secundários o quartzo,
epídoto e carbonatos. Sinais de alterações secundárias estão registradas nos cristais de
plagioclásio, através dos processos de saussuritização e sericitização. Apesar das rochas não
apresentarem mais a mineralogia primária preservada, foi identificado resquícios das texturas
ígneas ofítica e intergranular. Em todas as amostras, a parâgenese mineral metamórfica
observada é característica da fácies xisto verde (actinolita + hornblenda + andesina - média de
37,35% An).
A química mineral permitiu classificar os anfibólios no grupo dos cálcicos, e dentro
deste grupo como Fe-hornblenda, com razões Mg/(Mg + Fe+2
) entre 0,39 e 0,46. Os cristais de
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plagioclásio apresentam composição de andesina, com teores de anortita em torno de 40,93–
33,09%. Os dados de temperatura adquiridos pela análise dos plagioclásios sugerem que o
magma atingiu no mínimo, temperaturas da ordem de 1128oC a 1187
oC.
As rochas meta-vulcânicas máficas foram classificadas como basaltos, demonstrando
baixa razão de álcalis versus sílica, demonstrando caráter toleítico, fortemente enriquecido em
ferro. Com a evolução magmática observa-se empobrecimento de Cr, Ni, CaO e Al2O3 e
enriquecimento de SiO2, TiO2, FeOt, K2O, Na2O e elementos incompatíveis. O
comportamento geoquímico dos elementos maiores sugere um forte controle dos minerais
plagioclásio e clinopiroxênio no fracionamento magmático.
Padrões de elementos terras raras (ETR) normalizados para o manto primitivo
sugerem que o magma primário das rochas meta-vulcânicas máficas do GBRS foi derivado a
partir de reservatórios mantélicos primitivos ou por uma mistura entre reservatórios
enriquecidos e empobrecidos. Os padrões planos de ETR/pesados indicam processo de fusão
relativamente rasa com ausência de granada na fonte. Algumas amostras apresentaram
enriquecimento anômalo de elementos LIL e presença de anomalia negativa de Sr, similar
àquelas observadas do embasamento, sugerindo que o processo de contaminação destes
magmas com as rochas do embasamento granítico-gnáissico do Bloco Guanambi-Correntina
teve um papel importante na formação dessas rochas.
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ABSTRACT
In the South American Plataform, many Archean greenstone belts (~ 2.9 to 3.2Ga) are
identified in São Francisco Craton, Bahia State, among them stand out from the Riacho de
Santana, Umburanas, Contendas Mirante and Mundo Novo. The Riacho Santana greenstone
belt (RSGB) located in southwestern Bahia, Brazil, occurs as a unit in the basement of
Guanambi-Correntina Block.
According to Silveira & Garrido (2000) presents the RSGB recognized three
lithostratigraphic units: (i) Lower Unit comprises ultramafic komatiites with thin
intercalations of meta-basalts and meta-gabbro, associated with the banded iron formations
(BIFs), quartzites, meta-cherts, calcisilicate rocks and aluminous schists; (ii) Intermediate
Unit, consisting of meta-basalts and meta-gabbro, meta-tuffs of intermediate to acid
composition, aluminous schists and graphitic schists, and (iii) Higher Unit comprises a
sequence of carbonate-silicate rocks.
In this work, the descriptions will be presented geological, petrographic, the analysis
of mineral chemistry and geochemistry of major, trace and rare earth elements of meta-
volcanic mafic rocks of the Intermediate Units with inferences about the processes
responsible for the formation of these rocks.
The meta-volcanic mafic rocks of the Intermediate Unit are characterized by
presenting inequigranular, nematoblastic and granoblastic textures, with the predominant
mineral tremolite/actinolite, hornblende and plagioclase and subordinate occurs the presence
of opaque minerals and titanite. The secondary minerals include quartz, epidote and
carbonates. Secondary changes are recorded in plagioclase crystals, through the processes of
saussuritization and sericitization. Although the rocks have no more preserved primary
mineralogy was identified remnants of igneous ophitic and intergranular textures. In all
samples, the metamorphic mineral paragenesis observed is characteristic of greenschist facies
(actinolite + hornblende + andesine - average of 37.35% An).
The mineral chemistry allowed to classify the group of calcic amphiboles, and within
this group as Fe-hornblende, with ratios of Mg/(Mg + Fe+2
) between 0.39 and 0.46. The
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plagioclase crystals have the composition of andesine, with anorthite content of around 40.93
to 33.09%. The temperature data of plagioclase suggest that the magma reached a minimum
temperature in the range of the 1128oC 1187
oC.
The meta-volcanic mafic rocks were classified as basalts, showing a low ratio of alkali
versus silica, showing tholeiitic character, strongly enriched in iron. With the magmatic
evolution is observed depletion of Cr, Ni, CaO and Al2O3 and enrichment of SiO2, TiO2,
FeOt, K2O, Na2O and incompatible elements. The geochemical behavior of major elements
suggests a strong control of the minerals plagioclase and clinopyroxene at magmatic
fractionation.
Patterns of rare earth elements (REE) normalized to the primitive mantle suggest that
the primary magma of the rocks of the mafic meta-volcanic from the RSGB was derived from
primitive mantle reservoirs or a mixture of enriched and depleted reservoirs. Standards plans
heavy REE indicate relatively shallow melting process with the absence of garnet in the
source. Some samples showed anomalous enrichment of LIL elements and presence of
negative anomalies of Sr, similar to those observed basement, suggesting that the process of
contamination of these magmas with granitic-gneissic rocks of Guanambi-Correntina
basement had an important role in the formation of these rocks.
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SUMÁRIO
AGRADECIMENTOS.......................................................................................................... iv
RESUMO............................................................................................................................... vi
ABSTRACT........................................................................................................................... viii
SUMÁRIO............................................................................................................................. x
ÍNDICE DE FIGURAS......................................................................................................... xiii
ÍNDICE DE FOTOGRAFIAS............................................................................................. xvi
ÍNDICE DE FOTOMICROGRAFIAS............................................................................... xvii
ÍNDICE DE TABELAS........................................................................................................ xviii
CAPÍTULO I......................................................................................................................... 19
1. Introdução........................................................................................................................... 20
1.1 Características Gerais das Sequências Greenstone Belts........................................... 21
1.1.1 Correlações Estratigráficas........................................................................... 21
1.1.2 Correlação Geoquímica................................................................................ 25
CAPÍTULO II....................................................................................................................... 26
2.1 Objetivos.................................................................................................................... 27
2.2 Problema.................................................................................................................... 27
2.3 Localização e vias de acesso...................................................................................... 28
2.4 Aspectos Fisiográficos............................................................................................... 28
CAPÍTULO III...................................................................................................................... 30
3. Metodologia........................................................................................................................ 31
3.1 Levantamento dos Dados Bibliográficos................................................................... 31
3.2 Trabalhos de Campo.................................................................................................. 31
3.3 Métodos Petrográficos............................................................................................... 32
3.4 Química Mineral........................................................................................................ 36
3.5 Métodos Químicos..................................................................................................... 37
CAPÍTULO IV...................................................................................................................... 38
4. Contexto Geológico Regional............................................................................................ 39
4.1 Bloco Guanambi-Correntina....................................................................................... 39
4.1.1 Complexo Santa Isabel.................................................................................... 39
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4.1.2 Greenstone Belt de Riacho de Santana............................................................ 44
4.1.3 Rochas Graníticas/Sieníticas Paleoproterozóicas............................................ 45
4.1.3.1 Álcali- feldspato sienitos.......................................................................... 45
4.1.3.2 Sienitos/Granitos...................................................................................... 45
4.2 Supergrupo Espinhaço............................................................................................... 47
4.2.1 Grupo Serra Geral............................................................................................ 47
4.3 Supergrupo São Francisco.......................................................................................... 47
4.4 Coberturas Sedimentares Tércio-Quaternárias........................................................... 47
CAPÍTULO V........................................................................................................................ 49
5. O Greenstone Belt Riacho de Santana (GBRS).................................................................. 50
5.1. Aspectos Geológicos Locais...................................................................................... 50
5.1.1 Unidade Inferior............................................................................................... 52
5.1.1.1 Rochas Ultramáficas e Komatiíticas........................................................ 52
5.1.1.2 Meta-basaltos e Meta-gabros................................................................... 53
5.1.1.3 Quartzitos e Meta-cherts.......................................................................... 54
5.1.1.4 Xistos........................................................................................................ 55
5.1.1.5 Rochas Calcissilicáticas e Meta-Carbonatos........................................... 55
5.1.2 Unidade Intermediária..................................................................................... 56
5.1.2.1 Rochas meta-vulcânicas máficas............................................................. 56
5.1.2.2 Xistos aluminosos.................................................................................... 56
5.1.2.3 Meta-cherts............................................................................................... 58
5.1.2.4 Grafita xistos e Grafititos......................................................................... 58
5.1.3 Unidade Superior............................................................................................. 58
5.1.3.1 Quartzitos e meta-cherts........................................................................... 58
5.1.3.2 Meta-carbonatos....................................................................................... 60
5.1.3.3 Formações Ferríferas Bandadas............................................................... 60
5.1.3.4 Rochas Pelíticas....................................................................................... 60
5.1.3.5 Meta-basaltos e Meta-tufos...................................................................... 61
CAPÍTULO VI...................................................................................................................... 62
6. Petrografia e química mineral das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS.................................................................................................... 63
6.1 Petrografia................................................................................................................ 63
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6.2 Química Mineral....................................................................................................... 70
CAPÍTULO VII..................................................................................................................... 79
7. Geoquímica das Rochas Meta-vulcânicas Máficas da Unidade Intermediária do GBRS. 80
7.1 Classificação e nomenclatura..................................................................................... 80
7.2 Geoquímica dos Elementos Maiores.......................................................................... 86
7.3 Geoquímica dos Elementos Traços............................................................................ 88
7.4 Padrões de Elementos Incompatíveis (spidergrams).................................................. 91
7.5 Padrões de Elementos Terras Raras............................................................................ 93
CAPÍTULO VIII................................................................................................................... 96
8. Caracterização da Fonte Mantélica..................................................................................... 97
8.1 Utilização de razões entre elementos HFS................................................................. 97
8.2 Investigação do Processo de Assimilação Crustal................................................ 100
CAPÍTULO IX...................................................................................................................... 101
9. Considerações Finais........................................................................................................... 102
CAPÍTULO X....................................................................................................................... 104
10. Referências Bibliográficas................................................................................................ 105
xii
13
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 Esboço da coluna estratigráfica do Greenstone Belt de Contendas
Mirante (GBCM), de idade Arqueana, Estado da Bahia (Marinho et
al. 1994)................................................................................................ 22
Figura 1.2 Esboço da coluna estratigráfica do Greenstone Belt de Umburanas
(GBU), de idade Arqueana, Estado da Bahia (Cunha & Fróes 1994). 23
Figura 1.3 Esboço da coluna estratigráfica do Greenstone Belt de Riacho de
Santana (GBRS), idade Arqueana, Estado da Bahia (Silveira &
Garrido 2000)...................................................................................... 23
Figura 1.4 Esboço da coluna estratigráfica do Greenstone Belt de Mundo Novo
(GBMN), idade Arqueana, Estado da Bahia (Mascarenhas & Silva
1994)..................................................................................................... 24
Figura 2.1 Mapa de localização, situação e vias de acesso a área de estudo
(Fonte IBGE 2008)............................................................................... 29
Figura 3.1 Mapa de Caminhamento dos pontos visitados (Modificado de
Silveira & Garrido 2000)...................................................................... 35
Figura 4.1 Localização do Cráton do São Francisco, esboço geológico e
compartimento geotectônico do Estado da Bahia (Adaptado e
Modificado de Barbosa & Domingues 1996). GBRS – Greenstone
Belt de Riacho de Santana.................................................................... 40
Figura 4.2 Esboço geológico do Cráton do São Francisco (CSF). (A) Mapa
geológico simplificado mostrando as principais litologias do CSF e a
localização dos greenstone belts (adaptado de Barbosa & Sabaté
2002). (B) Mapa geológico regional do GBRS (Modificado e
adaptado de Cunha & Fróes 1994; Bastos Leal et al. 2003)................ 46
Figura 5.1 Mapa geológico local simplificado do Greenstone Belt de Riacho de
Santana, Bahia, Brasil (modificado de Silveira & Garrido
2000)..................................................................................................... 51
Figura 6.1 (A) Diagrama de classificação geral dos quatros principais grupos de
anfibólios, segundo Leake (1978) e (B) Aumento do campo para a
visualização do comportamento entre borda e núcleo dos
cristais................................................................................................... 72
Figura 6.2 Diagrama de nomenclatura dos anfibólios com (CaA > 1,5; (Na +
K)A > 0,5; Ti < 0,5 e AlC < Fe+3
), proposto por Leake (1978).............
74
xiii
14
Figura 6.3 Diagramas de variação composicional sendo (A) referente as bordas
e (B) aos núcleos dos plagioclásios, segundo os componentes
moleculares albita (Ab), anortita (An) e ortoclásio (Or) das rochas
meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do
GBRS.................................................................................................... 76
Figura 7.1 Diagrama de classificação de rochas vulcânicas, segundo Cox et al.
(1979), para as rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS. Os círculos fechados representam as
amostras meta-vulcânicas máficas do GBRS. Esta mesma
simbologia é mantida para as figuras subsequentes............................. 81
Figura 7.2 Diagrama A (Na2O + K2O), F (FeOt), M (MgO), segundo Irvine &
Baragar (1971) para as rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS. A linha cheia representa a suíte toleítica do
Hawaí, segundo MacDonald & Katsura (1964)................................... 82
Figura 7.3 Diagrama catiônico de Jensen (1976). HFT – Toleítos ricos em ferro
e HMT – Toleítos ricos em MgO......................................................... 82
Figura 7.4 Diagramas de variação entre MgO (% em peso) vs. elementos
maiores (% em peso) para as rochas meta-vulcânicas máficas da
Unidade Intermediária do GBRS.......................................................... 87
Figura 7.5 Diagramas de variação entre MgO (% em peso) e os elementos
traços (ppm) para as rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS........................................................................ 89
Figura 7.6 Diagramas de variação entre MgO (% em peso) e Rb/Sr, Zr/Nb, La/Sm e
Nb/Th para as rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária
do GBRS.................................................................................................. 91
Figura 7.7 (A) Padrão de distribuição de elementos incompatíveis para as
rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS
e (B) padrões dos ambientes OIB (Ocean Island Basalt), E-MORB
(Enriched Mid-Ocean Ridge Basalt) e N-MORB (Normal Mid-
Ocean Ridge Basalt) de acordo Sun & McDonough (1989)................ 92
Figura 7.8 Diagrama de elementos terras raras (ETR) normalizados para o
manto primitivo (McDonough & Sun 1995) para as rochas meta-
vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS. Para
comparação são mostrados no diagrama os padrões médios para
Basaltos de Ilha Oceânica (OIB) e Basaltos de Cordilheira Meso-
Oceânica Normal (N-MORB) e Enriquecido (E-MORB) (Sun &
McDonough 1989). O campo em cinza representa uma média de
rochas do embasamento granítico-gnáissico do Bloco Guanambi-
Correntina (Dados químicos extraído de Bastos Leal et al. 1998).......
95
xiv
15
Figura 8.1 Inferência da(s) fonte(s) das rochas meta-vulcânicas máficas da
Unidade Intermediária do GBRS utilizando diagramas de variação
(A) Zr/Y vs Nb/Y e (B) Nb/Th vs Zr/Nb. Nestas figuras são
mostrados campos de fontes mantélicas de basaltos associados a
diversos ambientes tectônicos (Condie 2005). Abreviações: UC,
crosta continental superior; PM, manto primitivo; DM, manto
empobrecido raso; HIMU, alto μU (fonte U/Pb); EM1 e EM2, fontes
mantélicas enriquecidas; ARC, basaltos de arco; DEP, fonte
mantélica empobrecida profunda; EN, componentes enriquecidos;
REC, componentes reciclados. Dados de outros greenstone belts
Arqueanos são mostrados para comparação: Província Superior do
Canadá (campo tracejado), greenstones Norseman, Boston
Township e Steep Rock Late (campo cinza escuro), Províncias
Báltica e Yilgarn (campo cinza claro)..................................................
99
xv
16
ÍNDICE DE FOTOGRAFIAS
Foto 4.1 Aspecto geral das rochas charnockíticas e tonalíticas do Complexo Santa
Isabel. Ponto RS–07. Coordenadas: 0720563/8503085.............................. 41
Foto 4.2 Rocha tonalítica do CSI com uma foliação incipiente, aflorando em
forma de blocos. Ponto RS–107. Coordenadas: 0720227/8498588............ 42
Foto 4.3 Rocha tonalítica do CSI aflorando em um corte de estrada, na forma de
lajedo descontínuo, bastante deformado, apresentando dobras parasíticas.
Ponto RS–07. Coordenadas: 0720563/8503085.......................................... 42
Foto 5.1 Rocha ultramáfica da Unidade Inferior do GBRS, no Morro do Canela.
Ponto RS-117. Coordenadas: 0708159/8550194......................................... 52
Foto 5.2 Rocha ultramáfica da Unidade Inferior do GBRS, em corte de estrada.
Ponto RS-100. Coordenadas: 0734297/8483658......................................... 53
Foto 5.3 Aspecto geral do meta-basalto da Unidade Inferior do GBRS. Ponto RS-
102. Coordenadas: 0730515/8487966.......................................................... 54
Foto 5.4 Aspecto geral do meta-chert da Unidade Inferior do GBRS, na forma de
bloco rolado. Ponto RS-103. Coordenadas: 0720964/8496864................... 55
Foto 5.5 Aspecto geral da rocha meta-vulcânica máfica da Unidade Intermediária
do GBRS, destacando as venulações preenchidas por plagioclásio. Ponto
RS–02. Coordenadas: 0711158/8502660.................................................... 57
Foto 5.6 Meta-vulcânica máfica da Unidade Intermediária do GBRS com veios de
quartzo boudinados e mostrando foliação incipiente. Ponto RS–01.
Coordenadas: 0711633/8503112................................................................. 57
Foto 5.7 Aspecto geral dos quartzitos intercalados com meta-cherts, em corte de
estrada em direção a Bom Jesus da Lapa. Ponto RS–03. Coordenadas:
0711160/8502656........................................................................................ 59
Foto 6.1 Aspecto geral das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS. Ponto RS–104. Coordenadas: 0714307/8501714 63
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ÍNDICE DE FOTOMICROGRAFIAS
Fotomicrografia 4.1 Aspecto geral da textura granoblástica. Rocha tonalítica do
CSI. Amostra RS–07. A – Sem analisador e B – Com
analisador. Pl = plagioclásio; Qtz = quartzo e Bt = biotita.
Aumento de 200x ...................................................................... 43
Fotomicrografia 6.1 Aspecto geral das texturas granoblástica e nematoblástica.
Rocha meta-vulcânica máfica (actinolita xisto) da Unidade
Intermediária do GBRS. Amostra RS–04. A – Sem
analisador; B – Com analisador. Hbl = hornblenda; Act =
actinolita; Pl = plagioclásio e Op = mineral opaco. Aumento
de 200x....................................................................................... 65
Fotomicrografia 6.2 Aspecto geral da textura e a disposição subdiomórfica dos
cristais de plagioclásio. Rocha meta-vulcânica máfica
(hornblenda actinolita xisto) da Unidade Intermediária do
GBRS. Amostra RS-01. A – Sem analisador; B – Com
analisador. Hbl = hornblenda; Act = actinolita e Pl =
plagioclásio. Aumento de 200x.................................................. 65
Fotomicrografia 6.3 Aspecto geral do plagioclásio com geminação incompleta e
extinção ondulante com inclusões de titanita e actinolita.
Rocha meta-vulcânica máfica da Unidade Intermediária do
GBRS. Amostra RS–04. A – Sem analisador; B – Com
analisador. Act = actinolita; Pl = plagioclásio; Tit = titanita;
Op = mineral opaco. Aumento de 200x..................................... 66
Fotomicrografia 6.4 Aspecto geral dos contatos entre os cristais de plagioclásio,
anfibólios e quartzo. Rocha meta-vulcânica máfica (actinolita
xisto) da Unidade Intermediária do GBRS. Amostra RS–05A.
A – Sem analisador; B – Com analisador. Pl = plagioclásio;
Hbl = hornblenda; Act = actinolita, Tit = titanita, Qtz =
quartzo, Op = mineral opaco. Aumento de 100x....................... 66
Fotomicrografia 6.5 Aspecto detalhado dos contatos entre os cristais de
plagioclásio, actinolita e minerais opacos. Rocha meta-
vulcânica máfica (actinolita xisto) da Unidade Intermediária
do GBRS, podendo observar o cristal de actinolita sendo
consumido pelo mineral opaco. Amostra RS–04. A – Sem
analisador. B – Com analisador. Pl = plagioclásio; Act =
actinolita; Hbl = hornblenda; Tit = titanita; Op = mineral
opaco. Aumento de 200x........................................................... 67
xvii
18
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 3.1 Relação dos pontos visitados da área de estudo, incluindo tipo
litológico, coordenadas, localização do ponto, amostra coletada,
petrografia, análise química de rocha total e química
mineral...................................................................................................
33
Tabela 6.1 Resumo das características mineralógicas e texturais de cada amostra
das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do
GBRS..................................................................................................... 68
Tabela 6.2 Composição química, em % de peso, dos anfibólios das rochas meta-
vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS,
correspondendo ao núcleo (N) e borda (B) dos cristais. Fe-hbl -
ferro-hornblenda; (L) – Classificação segundo Leake (1978).
Fórmula estrutural calculada com base em 23 átomos de
oxigênio................................................................................................. 73
Tabela 6.3 Composição química, em % de peso, dos plagioclásios das rochas
meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS.
Fórmula estrutural calculada com base em 32 átomos de oxigênio. N
- núcleo. B – borda............................................................................... 75
Tabela 6.4 Temperatura dos plagioclásios e o seu valor médio para a rocha
meta-vulcânica máfica da Unidade Intermediária do GBRS,
representada pela amostra RS - 01. N - núcleo. B - borda. n - número
de amostras. KW (1970) – Temperatura Kudo & Weill (1970). M
(1973) - Temperatura Mathez (1973).................................................... 78
Tabela 7.1 Análises químicas de elementos maiores (% em peso), traços (em
ppm) e terras raras (em ppm) das rochas meta-vulcânicas máficas da
Unidade Intermediária do GBRS. As amostras RS-07, RS-124A e B
representam amostra do embasamento granítico-gnáissico do BGC.
WP-R amostras coletadas por Walter Peixoto, RS amostras coletadas
por Joilma Prazeres e Angela Leal........................................................ 83
Tabela 7.2 Razões de ETR das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediário do GBRS com valores de N-MORB, E-MORB e OIB
(Sun & McDonough 1989).................................................................... 94
xviii
19
Capítulo I
Neste capítulo será feita uma breve discussão sobre os greenstone belts, suas formas
de ocorrências e correlações estratigráficas e geoquímicas.
20
1. Introdução
Greenstone Belt são produtos de múltiplos processos geológicos, tais como:
tectonismo, magmatismo, sedimentação e metamorfismo que operavam sob diferentes escalas
espaciais e temporais (Condie 1981; Polat et al. 1998; Van Kranendonk 2004; Condie 2005;
Polat & Kerrich 2006; Benn et al. 2006). Diversas ocorrências de sequências greenstone belts
de idades arqueanas, ocorrem no mundo, destacando-se as da Província Superior do Canadá,
na América do Norte (Polat & Kerrich 2001); da África (Parman et al. 2001, 2003; Chavagnac
2004); do Oeste da Austrália (Bateman et al. 2001; Beresford et al. 2002); e do Cráton da
Dharwar, na Índia (Manikyamba et al. 2004; Srivastava et al. 2004).
Na Plataforma Sul-Americana, inúmeros greenstone belts arqueanos (~ 2,9 a 3,2 Ga)
são reconhecidos no Cráton do São Francisco, Estado da Bahia, entre eles destacam-se os de
Contendas Mirante (Marinho 1991; Marinho et al. 1994), Umburanas (Cunha & Fróes 1994;
Bastos Leal et al. 2003; Menezes Leal et al. 2007; Santos & Menezes Leal 2008), Riacho de
Santana (Silveira & Garrido 2000; Menezes Leal & Paul 2006; Prazeres Santos & Menezes
Leal 2008; Prazeres Santos et al. 2010) e Mundo Novo (Mascarenhas & Silva 1994; Peucat et
al. 2002).
As sequências do tipo greenstone belts do Estado da Bahia tem sido alvo de pesquisas
sistemáticas desde o clássico trabalho de Mascarenhas (1973), complementados por Silva
(1987), Cordani et al. (1985), Marinho et al. (1994), Schrank & Silva (1993), Cunha & Fróes
(1994), Silveira & Garrido (2000), Bastos Leal et al. (2003), dentre outros, incluindo um
sistemático programa de exploração mineral, devido a presença de ouro, metais base e
minerais industriais associados (Silva & Cunha 1999). No entanto, apesar do significativo
avanço no conhecimento geológico e grande interesse econômico, existem ainda lacunas no
conhecimento sobre as características evolutivas de suas fontes mantélicas, suas relações com
as mineralizações e os processos geodinâmicos associados.
Economicamente, os Greenstone Belts são responsáveis por grande parte de depósitos
minerais ao redor do mundo. Os diversos tipos de depósitos minerais como os de ouro em
zonas de cisalhamento; sulfetos maciços de metais base em rochas vulcânicas máficas a
félsicas; Ni-Cu-Cr em rochas Komatiíticas e sills associados; ferro e manganês em formações
21
ferríferas bandadas; além de minerais industriais (calcários e dolomitas para insumo agricola)
e de pedras ornamentais.
Nesta pesquisa de dissertação serão caracterizados os aspectos geológicos,
petrográficos com química mineral e geoquímica das rochas meta-vulcânicas máficas
pertencentes a Unidade Intermediária do greenstone belt de Riacho de Santana (GBRS).
1.1 Características Gerais das Sequências Greenstone Belts
As sequências greenstone belts consistem em cinturões de rochas verdes,
representadas por derrames magmáticos de origem máfica e félsica, intercalados com
formações ferríferas bandadas, cherts e rochas vulcanoquímicas que foram submetidas a
processos deformacionais, a graus variados de metamorfismo, geralmente variando da fácies
xisto verde a anfibolito, sendo dispostas entre estruturas dômicas de granitóides tonalítico-
trondhjemítico granodiorítico (série TTG) (Silva & Cunha 1999).
Existem vários modelos de evolução geotectônica para os greenstone belts, sendo
sugeridos diversos ambientes de formação como riftes continentais colapsados, arcos de ilhas
e bacias back-arc, entre outros. Os greenstone belts são constituídos por rochas vulcânicas,
dominadas por basaltos e, em menor quantidade, por rochas sedimentares. Observa-se que ao
longo do tempo a quantidade de sedimentos contido nestas sequências aumentou, assim como
a quantidade de rochas máficas diminui. Estas mudanças são atribuídas à maturidade que o
processo de tectônica de placas vem sofrendo ao longo da história geológica da Terra.
1.1.1 Correlações Estratigráficas
Estratigraficamente, as sequências greenstone belts arqueanas do Estado da Bahia são
estruturadas em três unidades litológicas principais: Inferior, Intermediária/Média e Superior.
As figuras de 1.1 a 1.4 mostram as colunas litoestratigráficas dos principais greenstone belts
arqueanos do Estado da Bahia, a saber: Riacho de Santana (GBRS), Umburanas (GBU),
Contendas Mirante (GBCM) e Mundo Novo (GBMN). A seguir serão descritas, de modo
simplificado, as principais litologias que compõem as unidades Inferior, Intermediária/Média
e Superior dos GBRS, GBU, GBCM e GBMN.
22
Unidade Inferior: geralmente esta unidade compreende rochas ultramáficas
komatiíticas, com intercalações de rochas meta-vulcânicas máficas associadas a formações
ferríferas bandadas (BIF’s), quartzitos, meta-cherts, rochas calcissilicáticas e xistos
aluminosos.
A unidade Inferior dos GBRS, GBU, GBCM e GBMN é constituída por estes arranjos
litológicos, sendo que apenas no GBU e GBRS ocorrem registros da ocorrência de rochas
komatiíticas (Figuras 1.2 e 1.3).
Unidade Intermediária/Média: predominam nesta unidade rochas meta-vulcânicas
máficas e/ou meta-félsicas (meta-andesito, meta-dacitos e meta-riolitos) com intercalações de
meta-tufos, meta-carbonatos e formações ferríferas bandadas (BIF’s). Ocorrem raramente
nesta unidade as lavas ultramáficas.
A Unidade Intermediária/Média dos GBRS, GBU, GBCM e GBMN apresentam este
arranjo litológico podendo variar a predominância das rochas meta-vulcânicas máficas sobre
as félsicas ou vice-versa (Figuras 1.1 a 1.4).
Figura 1.1 – Esboço da coluna estratigráfica do Greenstone Belt de Contendas Mirante (GBCM), de
idade Arqueana, Estado da Bahia (Marinho et al. 1994).
23
Figura 1.2 – Esboço da coluna estratigráfica do Greenstone Belt de Umburanas (GBU), de idade
Arqueana, Estado da Bahia (Cunha & Fróes 1994).
Figura 1.3 – Esboço da coluna estratigráfica do Greenstone Belt de Riacho de Santana (GBRS),
idade Arqueana, Estado da Bahia (Silveira & Garrido 2000).
24
Unidade Superior: predominam as rochas meta-sedimentares constituídas por
quartzitos, meta-carbonatos, meta-pelitos e meta-cherts. Podem ocorrer intercalações finas de
meta-vulcânicas félsicas e máficas e BIF’s.
De modo geral, a Unidade Superior dos GBRS, GBU, GBCM e GBMN apresentam
este arranjo litológico.
Esta distribuição estratigráfica também é observada em outras localidades do mundo,
como na Província Superior do Canadá, na América do Norte; no Greenstone Belt de
Barberton, na África do Sul; no Oeste da Austrália e na parte Central da Índia, sendo que
nestas sequências o arranjo litoestratigráfico é disposto na forma de grupos, como por
exemplo, no Grupo Kambalda na Austrália (Bateman et al. 2001) onde ocorrem depósitos de
meta-carbonatos e meta-cherts, e na Índia, no Grupo Bailadila (Manikyamba et al. 2004),
onde ocorrem depósitos de BIF’s e meta-conglomerados, dentre outros.
Figura 1.4 – Esboço da coluna estratigráfica do Greenstone Belt de Mundo Novo (GBMN), idade
Arqueana, Estado da Bahia (Mascarenhas & Silva 1994).
25
1.1.2 Correlação Geoquímica
Do ponto de vista geoquímico as sequências greenstone belts apresentam as seguintes
relações:
As sequências vulcanossedimentares que apresentam rochas da série cálcio-alcalina
estão associadas às rochas meta-vulcânicas félsicas. Podem ocorrer em faixas isoladas ou
intercaladas com as rochas meta-vulcânicas máficas ou ultramáficas. Distingue-se vários
greenstone belts que possuem ocorrência de maneira expressiva de rochas de origem cálcio-
alcalina com intercalações de basaltos toleíticos, como o Greenstone Belt do Rio Itapicuru
(GBRI), o Greenstone Belt Kalgoorlie na Austrália (Bateman et al. 2001), o Greenstone Belt
Contendas Mirante (GBCM) e o Greenstone Belt de Umburanas (GBU). Outros greenstones
apresentam ocorrências isoladas de rochas com afinidade cálcio-alcalina, por exemplo, o
Greenstone Belt de Barberton, na África do Sul (Parman et al. 2001, 2003; Chavagnac 2004)
e outros como o Greenstone Belt Riacho de Santana (GBRS) não há registro desse tipo de
assinatura litológica.
Em relação às séries toleíticas, observa-se a ocorrência dessa assinatura geoquímica
em todos os tipos de greenstone belts aqui mencionados apresentando vários ciclos máficos e
ultramáficos com camadas de diversas espessuras. No Greenstone Belt Kalgoorlie, na
Austrália e o de Umburanas, no Estado da Bahia ocorre uma grande quantidade de derrames
basálticos toleíticos em comparação com os demais tipos estudados.
As séries komatiíticas geralmente estão associadas às Unidades Inferiores e, mais
raramente, a Intermediária/Média intercaladas aos níveis meta-vulcânicos máficos e
apresentando dimensões diversificadas, podendo ou não ter a ocorrência de texturas spinifex.
Ocorrem no Greenstone Belt Kalgoorlie na Austrália, no Grupo Abitibi no Greenstone Belt da
Província Superior do Canadá, no Greenstone Belt Barberton, na África do Sul e nos
Greenstone belts do Rio Itapicuru, Umburanas, Riacho de Santana, no Brasil.
26
Capítulo II
Neste capítulo serão caracterizados os objetivos e os problemas que impulsionaram o
desenvolvimento deste trabalho. Será mostrando também a localização e vias de acesso da
área de pesquisa, bem como os principais aspectos fisiográficos da região.
27
2.1 Objetivos
Os objetivos desta pesquisa de dissertação têm como escopo principal a caracterização
dos aspectos geológicos, petrográficos, de química mineral e geoquímicos das rochas meta-
vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS, situado na porção sudoeste do Estado
da Bahia.
Através deste estudo pretende-se contribuir de forma significativa para o
conhecimento evolutivo deste greenstone belt, possibilitando uma comparação com os outros
greenstone belts arqueanos do mundo, fornecendo novas informações para o entendimento a
cerca da fonte mantélica e dos processos responsáveis pela formação destas rochas.
2.2 Problema
Este trabalho, por se mostrar atual e oportuno, visa obter conhecimentos para
responder os seguintes questionamentos:
1- Qual o comportamento dos elementos maiores, menores e terras raras na evolução
magmática das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS? O
processo metamórfico/hidrotermal superimposto a estas rochas pode ter afetado a química
destas rochas?
2- Em que condições de temperatura foram cristalizadas e/ou reequilibradas as rochas
meta-vulcânicas máficas da área de estudo? Ocorrem diferenças entre a química mineral das
fases minerais anfibólio e plagioclásio a partir da integração dos dados referentes a borda e
núcleo de cada fase mineral analisada?
3- Quais as características da fonte mantélica que gerou as rochas meta-vulcânicas
máficas da Unidade Intermediária do GBRS? Estas rochas foram afetadas por assimilação de
material crustal?
28
Responder a essas questões significa dar um passo importante no entendimento dos
processos evolutivos que envolveram a gênese destas rochas.
2.3 Localização e vias de acesso
A área de estudo está localizada na porção sudoeste do Estado da Bahia, abrangendo
as cidades de Riacho de Santana e Bom Jesus da Lapa, e dista cerca de 500 km da cidade de
Salvador (Figura 2.1).
O acesso à área de pesquisa pode ser realizado através das principais rodovias
asfaltadas, saindo de Salvador pela BR-324, em direção a BR-116, até a cidade de Vitória da
Conquista, passando pela BA-262 seguindo-se até Brumado, e daí pela BA-030 até Caetité
transpondo pela BR-430 até chegar à cidade de Riacho de Santana.
2.4 Aspectos Fisiográficos
A região apresenta clima seco a subúmido e semi-árido e temperatura média anual de
22,2°C, estando a área inserida totalmente no polígono das secas. A pluviosidade máxima
alcança valores em torno de 1410 mm/ano e a estimativa da mínima encontra-se em torno de
375 mm/ano, com tempos chuvosos nos períodos de novembro a janeiro.
A vegetação típica da região é representada por espécies do tipo caatinga, cerrado
arbóreo aberto, com florestas estacionais deciduais que caracterizam o contato entre a
caatinga e a floresta estacional, sendo a maior parte desse território recoberto por cerrado.
A cidade de Riacho de Santana pertence à bacia hidrográfica do São Francisco, tendo
como rio principal o Riacho de Santana, tem como principais açudes os da Barreira Vermelha,
da Laguna e do Pau Preto.
29
Figura 2.1 – Mapa de localização, situação e vias de acesso a área de estudo (Fonte: Google Maps 2010).
30
Capítulo III
Neste capítulo serão caracterizadas as metodologias que foram utilizadas para o
desenvolvimento da pesquisa.
31
3. Metodologia
Os objetivos a serem alcançados por esta pesquisa foram determinantes para adoção de
uma metodologia multidisciplinar de investigação. A sistemática utilizada inclui diferentes e
sucessivas atividades desenvolvidas durante 18 meses, no curso de Pós-Graduação em
Geologia, no Instituto de Geociências na Universidade Federal da Bahia, demonstrada a
seguir.
3.1 Levantamento dos Dados Bibliográficos
A etapa inicial da pesquisa foi realizada pelo levantamento e integração de todo o
acervo bibliográfico a cerca do contexto geológico regional da área de pesquisa, abrangendo
também as publicações relacionadas à geoquímica e química mineral de rochas meta-
vulcânicas máficas, além da obtenção das cartas topográficas que recobrem a área de estudo.
O estudo bibliográfico foi desenvolvido de forma bastante detalhada no que diz
respeito ao tema greenstone belts em geral, incluindo-se neste parâmetro as ocorrências
brasileiras e de outros países.
As cartas topográficas que recobrem a área da pesquisa são da Superintendência do
Desenvolvimento do Nordeste (SUDENE), na escala de 1:100.000, correspondendo as folhas
de Riacho de Santana (SD-23-Y-L-III); Bom Jesus da Lapa (SD-23-X-DMIR-365); Rio das
Rãs (SD-23-X-D-IV) e Macaúbas (SD-23-L-1). Nestas cartas foram lançados os dados
bibliográficos anteriores, inclusive a geologia, e pontos de amostragem obtidos nos trabalhos
executados pela Companhia Baiana de Pesquisa Mineral (CBPM), pela professora Angela
Beatriz de Menezes Leal em seu pós-doutoramento e neste trabalho.
3.2 Trabalhos de Campo
Para esta programação foram utilizadas as cartas topográficas citadas no sub-item
anterior e o mapa geológico do projeto Riacho de Santana realizado pelos geólogos Walter
Peixoto e Ives Antonio de Almeida Garrido.
Foi realizada uma viagem de campo em junho de 2009, a qual contou com o apoio do
curso de Pós-Graduação em Geologia e com o acompanhamento do Professor Dr. Luiz
Rogério Bastos Leal. Durante essa campanha de campo foram cumpridas as atividades
32
referentes à descrição dos afloramentos e a coleta de amostras para estudos petrográficos,
geoquímicos e de química mineral.
Apesar da escassez de estradas transitáveis e principalmente de afloramentos que
dificultam a realização de uma amostragem sistemática e controlada de toda a sequência
greenstone belt, foi possível realizar uma descrição completa dos afloramentos das rochas que
a compõe, principalmente as rochas meta-vulcânicas máficas, objeto de nossa investigação.
Os sítios geológicos tiveram suas características descritas em campo abordando as litologias,
mineralogias conhecidas e estimadas, medidas de estruturas e tipos de contato quando
possível.
No total foram visitados 32 afloramentos na área de estudo com a coleta de 32
amostras, distribuídas em: 15 amostras de rochas meta-vulcânicas máficas, 5 de rochas
ultramáficas, 6 amostras do embasamento e 6 amostras de granitóides. O mapa de
amostragem da área pode ser visualizado na figura 3.1 e a tabela 3.1 mostra a relação dos
pontos visitados da área de estudo, incluindo tipo litológico, coordenadas, localização do
ponto, amostra coletada, petrografia, análise química de rocha total e química mineral.
3.3 Métodos Petrográficos
Foram confeccionadas 16 lâminas delgadas, sendo 13 das rochas meta-vulcânicas
máficas e 3 do embasamento. Todas as lâminas delgadas foram confeccionadas no
Laboratório de Laminação da Companhia Baiana de Pesquisa Mineral (CBPM). O estudo
petrográfico foi realizado em 13 lâminas delgadas de rochas meta-vulcânicas máficas com o
auxílio dos microscópios binoculares da marca Olympus modelo BX41, pertencentes ao
Laboratório de Mineralogia Óptica e Petrográfica do Instituto de Geociência UFBA e abrange
uma análise descritiva de forma macro e microscópica das rochas meta-vulcânicas máficas e
do embasamento granítico gnáissico do Complexo Santa Isabel.
Na análise petrográfica foi dado ênfase a descrição das paragêneses minerais e/ou
associações minerais constituintes, granulometria, relações texturais e as transformações
mineralógicas das rochas, bem como a avaliação modal de seus constituintes minerais.
36
Amostras Tipos Litológicos Coordenadas (UTM) Localização Amostra
Coletada
Petrogra
fia
Análise de
Química
Total
Química
Mineral
RS-01 Rocha Máfica 0711633/8503112 Corte da BR-430 em direção a Bom Jesus da Lapa. x x x x
RS-02 Rocha Máfica 0711158/8502660 Entrada da Capoeira Domingo. x x x -
RS-03
Quartzitos intercalados com
meta-cherts 0711160/8502656 Corte de estrada em direção a Bom Jesus da Lapa. - - - -
RS-04 Rocha Máfica 0708493/8506598 Corte de estrada na BR-430 em direção a Bom Jesus da Lapa. x x x x
RS-05A e B Rocha Máfica 0722641/8500966 Entrada do lado esquerdo do Bar do Edvaldo. x, x x,x x,x x
RS-06 Rocha Máfica 0721114/8503676
Bloco rolado na estrada do lado esquerdo da BR-430 em direção a
Bom Jesus da Lapa. x x x -
RS-07 Embasamento 07021147/8503676 Saindo do bar de Edvaldo em direção a Bom Jesus da Lapa. x x x -
RS-100 Rocha Ultramáfica 0734297/8483658
Corte de estrada do lado direito a sudeste da cidade de Riacho de
Santana (Fora da área). x - - -
RS-101 Granitóide 0734282/ 8482337
Próximo a cidade de Riacho de Santana na porção sudeste (Fora
da área). x - - -
RS-102 Rocha Máfica 0730515/8487966
Corte de estrada na porção sudeste de Riacho de Santana (Fora da
área). x - -
RS-103 Meta-Chert 0720964/ 8496864 Próxima a BR-430 em direção a cidade Riacho de Santana. - - - -
RS-104 A e B Rocha Máfica 0714307/8501714 Bloco rolado próximo a estrada em direção a Bom Jesus da Lapa. x, x x,x - -
RS-105 A e B Rocha Máfica 0710912/8504781 Corte de estrada que liga Riacho de Santana a Bom Jesus da Lapa. x, x x,x x -
RS-106 Quartzito 0708533/8506644 Na estrada que liga Riacho de Santana a Bom Jesus da Lapa. - - - -
RS-107 Embasamento 0720227/8498588 Estrada carroçável do lado esquerdo saindo de Riacho de Santana. x - - -
RS-108 BIF 0718836/8500921 Próximo a BR-430 em direção a Bom Jesus da Lapa. - - - -
RS-109 Rocha Máfica 0723769/8496114
Estrada saindo da BR-430 em direção a Riacho de Santana do
lado direito, estrada não pavimentada. x x - -
RS-110 Rocha Ultramáfica 0723952/8496108 Estrada em direção a Riacho de Santana do lado direito. x - - -
RS-111 Granitóide 0724041/8494122 Próximo a BR-430 em direção a Bom Jesus da Lapa. x - - -
RS-112 Rocha Ultramáfica 0714470/8552800 Próxima a fazenda Silvestre. x - - -
RS-113 Rocha Ultramáfica 0714529/8552317 Corte de Estrada em direção a fazenda Silvestre. x - - -
Tabela 3.1 – Relação dos pontos visitados da área de estudo, incluindo tipo litológico, coordenadas, localização do ponto, amostra coletada, petrografia, análise
química de rocha total e química mineral.
33 33
35
Amostras Tipos Litológicos Coordenadas (UTM) Localização Amostra
Coletada
Petrogra
fia
Análise de
Química
Total
Química
Mineral
RS-114 Granitóide 0712054/8551468 Estrada não pavimentada em direção ao povoado de Silvestre. x - - -
RS-115 Granitóide 0695511/8549217 Estrada em direção ao Morro do Canela. x - - -
RS-116 Granitóide 0697764/8551071
Estrada em direção ao Morro do Canela aproximadamente 1km do
ponto anterior. x - - -
RS-117 Rocha Ultramáfica 0708159/8550194 Morro de Canela. x - - -
RS-118 Granitóide 0711211/8550360 Estrada carroçável em direção a Bom Jesus da Lapa. x - - -
RS-119 Rocha Máfica 0710153/8504574 Estrada carroçável em direção a Bom Jesus da Lapa. x x x -
RS-120 Rocha Máfica 0710158/8504534
Estrada carroçável paralela a BR-430 em direção a Riacho de
Santana. x - - -
RS-121 Rocha Máfica 0710051/8504396
Estrada carroçável paralela a BR-430 em direção a Riacho de
Santana. x x x -
RS-122 Embasamento 0723986/8498876 Corte de Estrada na BR-430 próximo a Riacho de Santana. x - - -
RS-123 Embasamento 0723814/8496480 Corte de estrada em direção a Riacho de Santana. x - - -
RS-124 A e B Embasamento 0723438/8495082 Pedreira de Riacho de Santana. x, x x,x x,x -
(Tabela 3.1 – Continuação)
34
36
35
Figura 3.1 - Mapa de Caminhamento dos pontos visitados (Modificado de Silveira & Garrido
2000).
36
Vale salientar que os dados obtidos pelos estudos petrográficos serviram como
elemento de orientação para a seleção de amostras para o estudo geoquímico e para a análise
de química mineral.
3.4 Química Mineral
As análises de química mineral foram realizadas no Laboratório da Université Blaise
Pascal em Clermont Ferrand (França). Foram escolhidas as amostras RS-01 RS-04 e RS-05B
como representativas das rochas meta-vulcânicas máficas da área de estudo. No entanto até o
presente momento, o Laboratório de Microssonda da Université Blaise Pascal em Clermont
Ferrand nos enviou apenas o resultado da análise da amostra RS-01 que será considerada
neste trabalho. Nessa amostra foram analisados 36 campos e obtidos dados químicos das fases
minerais plagioclásio (18 análises) e anfibólio (18 análises).
O aparelho utilizado foi uma microssonda eletrônica do tipo Cameca SX 100 em
condições de operação de 15 kV, 15 nA, com espessuras do raio incidente variando entre 5 e
10µm. Analisou-se os elementos SiO2, Al2O3, FeO, MgO, CaO, TiO2, MnO, Na2O e K2O e
Zn, e utilizado como padrões silicatos naturais, com exceção do elemento Zn que foi
calibrado usando ZnS sintético. O tempo de análise para cada elemento foi de
aproximadamente 10s.
Após a obtenção dos dados referentes aos elementos acima citados, foram empregados
dois aplicativos numéricos para calcular as fórmulas estruturais dessas fases, em ambientes
MS-DOS como: PASFORM (Bjerg et al. 1995) e Amphical (Yavuz 1998). Para o cálculo das
temperaturas foram utilizados os procedimentos encontrados nos trabalhos de Kudo & Weill
(1970) e Mathez (1973). E nos aplicativos em ambiente WINDOWS como EXCEL e WORD
os valores dos cálculos são organizados e descritos.
Na confecção de diagramas binários foram utilizados os programas Minpet da versão
2.02, de Richard (1995) que adota os critérios da IMA (International Mineralogical
Association) e o Amphical, de Yavuz (1998). Estes diagramas permitiram uma rápida
visualização, análise e interpretação dos dados obtidos, bem como a classificação das fases
minerais analisadas.
37
3.5 Métodos Químicos
As análises geoquímicas em rocha total foram realizadas em nove amostras das rochas
meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS. Em todas as amostras foram
determinados as concentrações de elementos maiores e traços. Em sete amostras foram
dosados elementos terras raras. Foram analisadas ainda três amostras do embasamento
gnáissico-migmatítico (RS-07, RS-124A e B) para elementos maiores, traços e terras raras.
Foram utilizadas também seis análises de elementos maiores e traços de Silveira & Garrido
(2000) representados pela sigla WP-R.
A preparação das amostras foi realizada no Laboratório de Preparação de Amostas do
Departamento de Geoquímica/ UFBA, seguindo as seguintes etapas: britagem no britador de
mandíbulas, quarteamento e moagem no shater box.
As análises químicas foram efetuadas no Acme Analytical Laboratories, Vancouver,
Canada. Os elementos maiores (SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, MnO, TiO2,
P2O5 e Cr2O3) e alguns elementos traços (Ba, Nb, Ni, Sr, Sc, Y e Zr) foram dosados por
Espectrômetro de Emissão ICP (Jarrel Ash AtomComp Model 975 /Spectro Ciros Vision) e
os outros elementos menores e terras raras por Espectrômetro de Plasma Induzido (ICP-MS:
Perkin-Elmer ELAN 6000). No caso do Na2O e K2O as análises com teores abaixo de 1%
foram obtidas por absorção atômica após digestão de HCl e HClO4. Perda ao fogo (LOI) foi
estimada pela ignição em 1g de amostra a 950°C por 90 minutos. A reprodutibilidade
analítica (1σ) obtida através de 20 medidas repetidas do padrão SO-18 foi menor que 0,1 %
para todos os elementos maiores, exceto para SiO2 (1σ = 0,3 %) e Al2O3 (1σ = 0,16 %) e de
0,45% a 6,89% para elementos traços, exceto para Ta, o qual teve um erro mais alto de
17,8%.
Os resultados analíticos obtidos foram utilizados na projeção de diagramas de
classificação de rochas, na confecção de diagramas de distribuição entre elementos maiores,
traços e elementos terras raras. Para facilitar a interpretação dos dados geoquímicos foram
utilizados dois aplicativos numéricos (software) em ambientes Windows: o GCDkit 2.23
(Janousek et al. 2006) e o Minpet 2.02 (Richard 1995).
38
Capítulo IV
Neste capítulo serão descritas as principais unidades geológicas regionais da área de
estudo.
39
4. Contexto Geológico Regional
O arcabouço da área de estudo está inserido no domínio geotectônico do Bloco
Guanambi-Correntina (Barbosa & Dominguez 1996), localizado na porção central do Cráton
do São Francisco (Almeida 1977), onde são encontrados remanescentes de rochas
vulcanossedimentares representado pelo Greenstone Belt de Riacho de Santana (Silveira et.
al. 1996), limitados a oeste e a leste, respectivamente, pelas unidades metassedimentares da
Bacia do São Francisco e pelo Espinhaço Setentrional.
A figura 4.1 mostra o mapa geotectônico simplificado da área de estudo, destacando as
principais unidades geológicas da região, bem como o Greenstone Belt de Riacho de Santana.
A seguir serão descritas as principais unidades geológicas da área de pesquisa a saber; Bloco
Guanambi-Correntina (Complexo Santa Isabel, GBRS, rochas sieníticas/graníticas),
Supergrupo Espinhaço e São Francisco e Coberturas Terciárias e Quaternárias.
4.1 Bloco Guanambi-Correntina
O Bloco Guanambi-Correntina (BGC) é composto por terrenos graníticos-gnáissicos
migmatíticos e por domínios vulcanossedimentares intrudidos por granitóides
paleoproterozóicos. Os segmentos oriental e ocidental do BGC são parcialmente recobertos
por rochas sedimentares meso e neoproterozóicas dos Grupos Chapada Diamantina e Bambuí,
respectivamente. O segmento norte é recoberto por sedimentos terciários quaternários
(Silveira & Garrido 2000) (Figura 4.1).
4.1.1 Complexo Santa Isabel
Segundo Barbosa & Dominguez (1996), o Complexo Santa Isabel (CSI) corresponde a
rochas gnáissicas de origem orto e para derivadas cuja paragênese mineral foi equilibrada na
fácies granulito.
A evolução prematura do BGC durante o arqueano é representada pela deformação das
rochas do Complexo Santa Isabel e marcada pela formação de núcleos granitóides através
33
Figura 4.1 – Localização do Cráton do São Francisco, esboço geológico e compartimento geotectônico do Estado da Bahia (Adaptado e
Modificado de Barbosa & Domingues 1996). GBRS – Greenstone Belt de Riacho de Santana.
40
1- Coberturas Fanerozóicas
2- Faixas de Dobramentos (AP –Araçuaí; RR –
Formosa do Rio Preto)
3- Coberturas Plataformais do Neoproterozóico
(Supergrupo São Francisco)
4- Coberturas Plataformais do Mesoproterozóico
(Supergrupo Espinhaço)
5- Cinturões Móveis do Paleoproterozóico
6- Sequência Sedimentar e Metassedimentar do
Arqueano e do Paleoproterozóico
7 e 8 – Blocos Arqueanos (BJ-Bloco Jequié, BG-
Bloco do Gavião; BGC-Bloco Guanambi-
Correntina; P-Bloco Paramirim; M-Bloco Mairi);
S-Serrinha; DS-Dobramento sobradinho; DM-
Dobramento Macururé.
BRASIL
BAHIA
CRÁTON DO SÃO
FRANCISCO
GBRS
41
Foto 4.1 – Aspecto geral das rochas charnockíticas e tonalíticas do Complexo Santa Isabel. Ponto RS–
07. Coordenadas 0720563 / 8503085.
de sucessivos episódios de plutonismo de composição tonalítica-trondhjemítica-granodiorítica
(TTG) e eventos metamórficos e retrabalhamento crustal, cujas idades U-Pb e Rb-Sr variam
de 3,35 e 2,6 Ga (Jardim de Sá et al. 1976; Brito Neves et al. 1980; Mascarenhas & Garcia
1989; Rosa et al. 2000).
Segundo Silva et al. (1980), esta unidade é caracterizada predominantemente por
rochas da suíte charnockítica (enderbitos, noritos, charnockitos, opdalitos e jotunitos),
tonalitos, e variedades migmatizadas, afetadas por k-feldspatização Paleoproterozóica.
Bastos Leal et al. (em preparação) dataram as rochas granulíticas do CSI, pelo método
U-Pb em zircão, pelo método de diluição isotópica, e obtiveram a idade de cristalização igual
a 2954 ± 100 Ma, identificada como a idade do protólito. Estes mesmos autores separaram
outro grupo de zircão e observaram idade de 2250 ± 2,1 Ma (U-Pb), sugerindo tratar da época
do metamorfismo de alto grau que afetou a região.
Na área de estudo, o CSI ocorre na porção sudoeste da cidade de Riacho de Santana, e
é representado por rochas charnockíticas e tonalíticas que afloram na forma de grandes blocos
rolados (Foto 4.1), apresentam coloração variando de cinza claro a cinza rosado, com
granulometria média, constituído macroscopicamente por plagioclásio, quartzo e biotita. Uma
foliação incipiente é observada.
42
Foto 4.3 – Rocha tonalítica do CSI
aflorando em um corte de estrada, na
forma de lajedo descontínuo,
bastante deformado, apresentando
dobras parasíticas. Ponto RS–07.
Coordenadas 0720563 / 8503085.
Foram observadas na área de trabalho duas fácies do CSI, sendo uma caracterizada por
uma leve foliação e disposta em blocos rolados (Foto 4.2) e a outra fácies migmatizada,
bastante deformada, com dobras parasíticas e dobras apertadas (Foto 4.3).
Foto 4.2 – Rocha tonalítica do CSI com uma foliação incipiente, aflorando em forma de blocos.
Ponto RS–107. Coordenadas 0720227 / 8498588.
43
Fotomicrografia 4.1 – Aspecto geral da textura granoblástica. Rocha tonalítica do CSI. Amostra
RS–07. A – Sem analisador e B – Com analisador. Pl = plagioclásio; Qtz = quartzo e Bt = biotita.
Aumento de 200x.
As rochas do CSI apresentam predominantemente textura granoblástica e,
subordinadamente, lepidoblástica. São compostas essencialmente de plagioclásio, quartzo,
microclínio e biotita, tendo como minerais acessórios a titanita, apatita e minerais opacos.
Cristais de zircão ocorrem como mineral traço.
Os cristais de plagioclásio ocupam cerca de 35% do volume total da rocha, com teor
de anortita em torno de 36%, caracterizando-os como andesina (método Michel Levi, Kerr
1969). Os tamanhos variam entre 0,02 mm a 0,3mm, de formato subidioblástico. Apresentam
geminação segundo a lei albita e nos cristais isentos de geminação ocorre extinção ondulante
(Fotomicrografia 4.1). Alguns cristais apresentam-se com geminação encurvada, bastante
fraturados, mostrando-se saussuritizados e sericitizados, além de ocorrer inclusões de titanita
e zircão.
O quartzo ocupa 30% do volume total da rocha. Ocorre como cristais xenoblásticos,
com dimensão variando de 0,04mm a 0,07mm, com contato serrilhado entre si e curvo com os
cristais de plagioclásio e biotita.
O microclínio ocupa cerca de 20% do volume total da rocha. Os cristais apresentam-se
subdioblásticos, com tamanhos entre 0,02mm a 0,08mm. Seus contatos são retos e curvos
entre si e com os cristais de plagioclásio e quartzo.
44
A biotita ocupa cerca de 10% do volume total da rocha, apresentando cristais com
tamanhos variando de 0,02 a 0,05mm, mostrando formato subdioblástico. Os contatos são
retos e curvos entre os cristais de plagioclásio, titanita e quartzo. Ocorre raramente em suas
bordas e em seus planos de clivagem o processo de cloritização.
A titanita ocupa cerca de 3% do volume total da rocha. Os cristais apresentam-se
subidioblásticos, com dimensões em torno de 0,02mm. Os cristais estão inclusos nos
plagioclásios e sendo formadas pela alteração dos minerais opacos.
Os minerais opacos ocupam cerca de 1% do volume total, de forma xenoblástica, com
bordas oxidadas, tendo contato curvo com os cristais de plagioclásio, titanita e biotita.
A apatita ocupa cerca de 1% do volume total da rocha. Ocorre como cristais
subdioblásticos, tamanho de aproximadamente 0,03mm. Estão localizados intersticiais aos
cristais de plagioclásio mostrando assim contato reto e curvo.
O zircão ocorre como mineral traço, aspecto subidioblástico, com faces às vezes
arredondada, incluso nos cristais de plagioclásio.
4.1.2 Greenstone Belt de Riacho de Santana
O Greenstone Belt de Riacho de Santana (GBRS) é caracterizado como um sequência
vulcanossedimentar de idade arqueana (Silveira & Garrido 2000). Localiza-se na porção
central do Cráton do São Francisco (CSF), a sudoeste do Estado da Bahia (Figura 4.2 A). Seu
arranjo litoestratigráfico é representado por três unidades geológicas (Silveira & Garrido
2000) denominadas de Inferior, Intermediária e Superior. A figura 4.2B mostra o
posicionamento do GBRS em relação às litologias do Bloco Guanambi-Correntina. No
Capítulo V as unidades litoestratigráficas que compõem o GBRS serão descritas com mais
detalhe.
A
B
45
4.1.3 Rochas Graníticas/Sieníticas Paleoproterozóicas
As rochas graníticas da área de estudo estão representadas pelo Batólito de Urandi-
Guanambi (Figura 4.2B). São corpos de grandes dimensões circulares, localizados na porção
extremo sudoeste da cidade de Riacho de Santana. Em geral, expressam-se por terrenos
elevados e relevo intensamente acidentado. O Batólito Urandi-Guanambi compreende álcali-
feldspato sienitos e sienitos/granitos.
4.1.3.1 Álcali- feldspato sienitos
Os corpos de álcali-feldspato sienitos estão localizados na porção sul da cidade de
Riacho de Santana e na borda leste do sienito/granito Cara Suja e em contato com as
sequências litoestratigráficas do GBRS (Figura 4.2B).
Segundo Silveira & Garrido (2000) são corpos isotrópicos, de tonalidade cinza-
amorronzado a castanho, de granulação grossa, com aspectos porfirítico, pegmatoidal, com
pouca ou quase nenhuma matriz. Ocorre textura porfirítica, com cristais euédricos de
feldspato potássico medindo em média aproximadamente três centímetros, imersos em uma
matriz constituída por feldspatos, anfibólios, quartzo e magnetita.
4.1.3.2 Sienitos/Granitos
Os sienitos/granitos são corpos intrusivos, expostos na área de pesquisa em forma de
blocos rolados e lajedos. Correspondem a litologias com tonalidades variando de cinza a cinza
rosado, isotrópicos, levemente orientados, com granulação média a grossa e porfirítica.
Segundo Silveira e Garrido (2000), observa-se textura inequigranular, hipidiomórfica
e constituída por feldspatos, quartzo, plagioclásio, hornblenda, titanita, biotita, apatita e como
mineral traço, o zircão. Os cristais que constituem a matriz possuem tamanhos em torno de
0,2 a 0,4mm, contendo feldspatos, anfibólios, biotita, e pirita disseminada.
46
Figura 4.2 - Esboço geológico do Cráton
do São Francisco (CSF). (A) Mapa
geológico simplificado mostrando às
principais litologias do CSF e a localização
dos greenstone belts (adaptado de Barbosa
& Sabaté 2002). (B) Mapa geológico
regional do GBRS (Modificado e adaptado
de Cunha & Fróes 1994; Bastos Leal et al.
2003).
47
4.3 Supergrupo Espinhaço
O Supergrupo Espinhaço é constituído por litologias metassedimentares
predominantemente detríticas e meta-vulcânicas ácidas a intermediárias de idade
Mesoproterozóica (1,7 Ga, método U-Pb, Rb-Sr e Pb-Pb; Cordani et al.1992).
O Supergrupo Espinhaço é dividido em Região Setentrional e Chapada Diamantina. A
divisão do Supergrupo Espinhaço (Grupo Santo Onofre), na região Setentrional, proposto por
Barbosa & Dominguez (1996), corresponde a dois grupos: Borda Leste e Serra Geral. O
Supergrupo Espinhaço na Região da Chapada Diamantina divide-se em Grupos Paraguaçu e
Chapada Diamantina. Na área de pesquisa ocorre apenas o Grupo Serra Geral.
4.2.1 Grupo Serra Geral
As unidades desse grupo localizam-se na porção extremo leste-nordeste da região de
estudo (Figura 4.2B). São constituídos por quartzitos de origem fluvial e eólica. Segundo
Barbosa & Dominguez (1996), existe limite basal bastante expressivo entre o Grupo Serra
Geral e o Grupo Borda Leste.
4.4 Supergrupo São Francisco
Na região de Riacho de Santana, o Supergrupo São Francisco é representado pelo
Grupo Bambuí (Figura 4.2B). São rochas carbonáticas e argilosas compostas por
paraconglomerados de matriz esverdeada e associação de sedimentos sílico-argilosos com
níveis de para-conglomerado (tilito), sendo este restrito à base do Grupo Bambuí, constituindo
a expressão de uma glaciação de escala continental no Neoproterozóico (Mascarenhas & Silva
1994).
4.5 Coberturas Sedimentares Tércio-Quaternárias
Esta unidade se estende por toda a área de estudo (Figura 4.2 B). Segundo Silveira &
Garrido (2000), as coberturas detríticas compreendem extensos depósitos terrígenos
48
representados por sedimentos argilo-arenosos, argilo-siltosos e areno-argilosos,
inconsolidados, com tonalidades variando de creme a vermelho, com uma superfície de
erosão extensiva que evidencia a exposição de espessos elúvios.
Ocorrem na base dessas camadas terrígenas um nível laterítico ferruginoso,
concrecionário, pisolítico, litificado, de espessura variando em torno de seis metros. Os
aluviões e colúvios correspondem a sedimentos inconsolidados, constituídos por sedimentos
silte-arenosos e areno-argilosos, portando horizonte de cascalho que são depositados ao longo
dos riachos da região.
49
Capítulo V
Neste capítulo serão abordados os aspectos geológicos dos tipos litológicos das
Unidades Inferior, Intermediária e Superior do GBRS.
50
5. O Greenstone Belt Riacho de Santana (GBRS)
5.1 Aspectos Geológicos Locais
O Greenstone Belt de Riacho de Santana (GBRS) é caracterizado com um típico
greenstone belt de idade arqueana (Silveira & Garrido 2000). Estende-se ao longo de uma
faixa norte-sul, descontínua, com aproximadamente 84 km de comprimento e largura média
de 12 km, delineado entre o Batólito de Urandi-Guanambi, sienitos e rochas granítica-
gnaíssica-migmatíticas arqueanas do Complexo Santa Isabel pertencentes ao embasamento do
Bloco Guanambi-Correntina.
Segundo Silveira & Garrido (2000), o GBRS apresenta um arranjo litoestratigráfico
representado por três unidades geológicas principais, a Unidade Inferior, a Unidade
Intermediária e a Unidade Superior. As rochas que constituem as três unidades
litoestratigráficas estão expostas em pequenas janelas isoladas em diversas partes da área de
estudo, representadas em cortes de estrada, blocos rolados e lajedos que surgem entre as
coberturas detríticas, restringindo dessa forma a exposição dos afloramentos. As principais
áreas de exposição do GBRS localizam-se a norte e a noroeste da cidade de Riacho de
Santana, e a oeste do povoado de Silvestre (Figura 5.1).
As litologias que compõem o GBRS foram depositadas em um microcontinente
afetado posteriormente pelo ciclo Transamazônico, estruturando-as em deformações
progressivas, e reequilibrando-as na fácies xisto verde, gradando para a fácies anfibolito,
próximo do embasamento.
Datação radiométrica, pelo método Sm-Nd (rocha total) realizado nas rochas meta-
vulcânicas máficas da Unidade Inferior do GBRS apontam idade de 3.201 ± 102 Ma para a
cristalização dessas rochas (Bastos Leal et al., em preparação). Valores de ƐNd(t) variam entre
+2,3 e +3,7 sugerindo, a priori, que processo de contaminação crustal foi importante na
formação dessas rochas (Bastos Leal et al., em preparação).
A seguir serão descritas as litologias que compõem as Unidades Inferior, Intermediária
e Superior do GBRS.
51
Figura 5.1 – Mapa geológico local simplificado do Greenstone Belt de Riacho de Santana, Bahia,
Brasil (Modificado de Silveira & Garrido 2000).
52
Foto 5.1 – Rocha
ultramáfica da Unidade
Inferior do GBRS, no Morro
do Canela. Ponto RS-117.
Coordenadas 0708159 /
8550194.
5.1.1 Unidade Inferior
A Unidade Inferior do GBRS está localizada predominantemente na porção norte da
cidade de Riacho de Santana e menos expressiva, na sua porção noroeste (Figura 5.1).
Compreende rochas ultramáficas e komatiíticas com finas intercalações de meta-basaltos e
meta-gabros, associados a xistos aluminosos, rochas calcissilicáticas, formações ferríferas
bandadas, quartzitos, meta-cherts e meta-carbonatos.
5.1.1.1 Rochas Ultramáficas e Komatiíticas
As rochas ultramáficas ocorrem na porção norte da cidade Riacho de Santana e no
Morro do Canela, próximo ao povoado de Silvestre. São meta-komatiítos, meta-peridotitos e
meta-piroxenitos, aflorando na forma de grandes blocos rolados (Foto 5.1). São rochas
homogêneas, predominando tonalidades em tons de verde escuro a verde acinzentado,
granulação variando entre fina a média, intensamente deformadas e bastante alteradas (Foto
5.2). Ocorrem associadas a essas rochas, finas intercalações de meta-basaltos e meta-gabros.
53
Foto 5.2 – Rocha ultramáfica da Unidade Inferior do GBRS, em corte de estrada.
Ponto RS-100. Coordenadas 0734297 / 8483658.
5.1.1.2 Meta-basaltos e Meta-gabros
Os meta-basaltos e meta-gabros ocorrem na parte noroeste da cidade de Riacho de
Santana, de forma menos expressiva do que aquelas da inferior, com finas intercalações nas
rochas ultramáficas. Afloram na forma de blocos rolados e em cortes de estrada nas encostas
(Foto 5.3). São rochas de coloração verde a verde azuladas, de granulometria fina a média
apresentando mais raramente granulometria grossa. A associação mineralógica é constituída
por plagioclásio, hornblenda, quartzo, epídoto, actinolita e minerais opacos. Apresentam uma
foliação incipiente e veios finos preenchidos por quartzo.
Neste domínio, os meta-basaltos encontram-se associados aos xistos, rochas
calcissilicáticas e formações ferríferas bandadas.
54
Foto 5.3 – Aspecto geral do meta-
basalto da Unidade Inferior do
GBRS. Ponto RS-102. Coordenadas
0730515 / 8487966.
5.1.1.3 Quartzitos e Meta-cherts
Os quartzitos e meta-cherts ocorrem na porção noroeste da cidade de Riacho de
Santana, em forma de blocos rolados (Foto 5.4). São rochas de coloração cinza claro a
azulado, predominando a cor cinza esverdeado, tendo alterações pontuais de minerais
ferruginosos, de granulação fina, homogêneo, maciço, compostos essencialmente de cristais
de quartzo, tremolita, clorita, magnetita e com disseminação de sulfetos finos, principalmente
pirita. Nos tipos posicionados na porção sudeste da sequência greenstone é comum o
aparecimento de granada, cordierita e sillimanita.
55
Foto 5.4 – Aspecto geral do meta-chert da Unidade Inferior do GBRS, na
forma de bloco rolado. Ponto RS-103. Coordenadas 0720964/ 8496864.
5.1.1.4 Xistos
Os xistos aluminosos apresentam coloração variando de verde escuro a azulado, com
granulação fina a média, e dobrados. Observa-se nessas rochas a existência de descontínuas
venulações de quartzo boudinados. São rochas homogêneas e ocorrem intercaladas com as
rochas calcissilicáticas e básicas dispostas de forma estreita nos afloramentos.
5.1.1.5 Rochas Calcissilicáticas e Meta-carbonatos
As rochas calcissilicáticas e os meta-carbonatos ocorrem na forma de pequenos corpos
de coloração cinza esbranquiçada, com aspecto maciço. São rochas que têm em sua
composição quartzo, plagioclásio, diopsídio e calcita.
56
5.1.2 Unidade Intermediária
As rochas dessa unidade ocorrem na porção central da área de trabalho, e em relação à
cidade de Riacho de Santana, estão localizadas na porção noroeste e, de forma menos
expressiva, á norte (Figura 5.1). São constituídas por rochas meta-vulcânicas máficas (meta-
basaltos e meta-gabros), xistos aluminosos, meta-cherts, grafita-xisto e grafititos.
5.1.2.1 Rochas Meta-Vulcânicas Máficas
As rochas meta-vulcânicas máficas estão dispostas na parte noroeste da cidade de
Riacho de Santana e ocorrem de forma expressiva em relação aquelas rochas meta-vulcânicas
máficas da Unidade Inferior (Figura 5.1). Ocorrem na forma de blocos rolados próximos a
estrada que liga Riacho de Santana a Bom Jesus da Lapa. São homogêneas, predominando a
tonalidade verde escura a verde acinzentada, com granulação fina a média, constituídas por
cristais de plagioclásio, quartzo, actinolita, titanita e apatita. Na maioria dos afloramentos as
rochas encontram-se altamente cisalhadas, orientadas, foliadas, com venulações descontínuas
preenchidas por plagioclásios e veios de quartzo de aproximadamente 4cm de espessura
(Fotos 5.5 e 5.6).
A caracterização petrográfica, o quimismo mineral e o comportamento geoquímico
dos elementos maiores, traços e terras raras das rochas meta-vulcânicas máficas dessa unidade
litoestratigráfica serão mostrados com mais detalhe nos Capítulos VI e VII.
5.1.2.2 Xistos aluminosos
Os xistos aluminosos mostram escassa exposição. Apresentam granulometria fina,
predominando a cor cinza azulada, com feição típica de meta-tufos. São rochas que têm em
sua constituição minerais como quartzo, biotita, andaluzita, granada, clorita, opacos e
turmalina.
57
Foto 5.5 – Aspecto geral da rocha meta-vulcânica máfica da Unidade
Intermediária do GBRS, destacando as venulações preenchidas por
plagioclásio. Ponto RS–02. Coordenadas 0711158 / 8502660.
Foto 5.6 – Meta-vulcânica máfica da Unidade Intermediária do GBRS
com veios de quartzo boudinados e mostrando foliação incipiente.
Ponto RS–01. Coordenadas 0711633 / 8503112.
58
5.1.2.3 Meta-cherts
Os meta-cherts ocorrem na área de estudo de forma pouco expressiva. Apresentam
granulometria fina, de tonalidade oscilando de cinza escuro a claro, anisotrópico, foliados e
cisalhados. São constituídos essencialmente por cristais de quartzo, possuindo minerais
opacos, grafita e magnetita como minerais traços.
5.1.2.4 Grafita xistos e Grafititos
As rochas do tipo grafita xistos e grafititos são muito raras na área, ocorrendo em
localidades distintas na região de estudo. Ocorrem com granulometria fina, foliadas,
crenuladas e intercaladas com xistos aluminosos e meta-cherts. Observa-se a ocorrência de
cristais de andaluzita de hábito prismático e acicular, não orientados. As rochas são
constituídas por cristais de andaluzita, grafita e minerais opacos.
5.1.3 Unidade Superior
Esta unidade está localizada na porção noroeste da cidade de Riacho de Santana,
ocorrendo em faixas descontínuas, e sustenta os morros e serras isoladas no meio das
coberturas detríticas. É constituída por uma sequência de quartzitos, meta-cherts, meta-
carbonatos, formações ferríferas bandadas (BIF’s), rochas meta-pelíticas, meta-basaltos e
meta-tufos.
5.1.3.1 Quartzitos e meta-cherts
As rochas quartzíticas e os meta-cherts ocorrem preferencialmente a noroeste da
cidade de Riacho de Santana, estando dispostas de forma geral desenvolvendo elevações
residuais. Os quartzitos possuem várias colorações, predominando as tonalidades cinza claro,
cinza escuro e cinza azulado. Apresentam-se orientados, cisalhados e com estrutura maciça.
São constituídas por quartzo, sericita, clorita, magnetita, hematita, minerais opacos e epídoto,
sendo observada a presença de sulfetos disseminados.
59
Foto 5.7 – Aspecto geral dos quartzitos intercalados com meta-cherts, em corte de estrada
em direção a Bom Jesus da Lapa. Ponto RS – 03. Coordenadas 0711160 / 8502656.
Os meta-cherts apresentam granulometria fina, coloração esbranquiçada a cinza
escuro, maciços, geralmente mostram aspectos proeminentes de recristalização, adquirindo
assim uma feição semelhante à de um quartzito (Foto 5.7). São constituídos essencialmente de
quartzo, hematita e minerais originários de carbono amorfo.
60
5.1.3.2 Meta-carbonatos
Os meta-carbonatos ocorrem preferencialmente a NNE da cidade de Riacho de
Santana, formando camadas estreitas intercaladas por clorita, sericita, meta-cherts, formações
ferríferas bandadas, meta-basaltos e meta-tufos.
Apresentam-se com coloração cinza claro a branco, granulação fina a média,
desenvolvendo uma leve foliação, bandados, mostrando intercalações com níveis
centimétricos de meta-cherts e de diopsídio, tendo bandas alternadas de magnetita e tremolita.
São granulares, hipidiomórficos, e constituídos essencialmente por calcita e,
subordinadamente, por diopsídio e hematita. Foram classificados como calcilutitos e
calcilutitos areno-margosos, dolomitizados, composto por junções de calcita e dolomita,
moscovita e clorita, quartzo e minerais opacos representados por grafita associados a sulfetos.
5.1.3.3 Formações Ferríferas Bandadas
As formações ferríferas bandadas (BIF’s) estão dispostas na porção NNE da área de
trabalho, e foram encontrados na forma de blocos rolados e gossans, bastante alterados. Esse
litotipo é pouco expressivo, e apresenta fácies do tipo óxido e com elevados teores
magnéticos.
São rochas de granulometria fina, de cor amarronzada a avermelhada, maciços,
isotrópicos, apresentando níveis de cherts de tonalidade cinza claro que se alternam com
outras litologias ricas em magnetita e hematita.
5.1.3.4 Rochas Meta-Pelíticas
São rochas de coloração variando de cinza até cinza azulada, apresentando cores
creme e violeta quando alterados, de granulação fina a média, aspecto xistoso e com estrutura
crenulada. Nas zonas de cisalhamento, este tipo litológico apresenta-se por vezes filitoso,
placóide e siltoso.
61
São classificadas como sericita xistos, clorita xistos, filitos, meta-siltitos, intercalados
por meta-carbonatos e quartzitos. São constituídos essencialmente por sericita, clorita, cristais
de quartzo, grafita, sulfetos e raros cristais de granadas.
5.1.3.5 Meta-basaltos e Meta-tufos
Esse conjunto de rochas ocorre de maneira restrita na área de GBRS. Os meta-basaltos
apresentam-se com uma coloração entre verde claro a cinza esverdeado, de granulação
oscilando de fina a bastante fina, com aspectos deformacionais expressos pela foliação e
cisalhamento. A mineralogia essencial dessa rocha é composta por clorita, hornblenda,
tremolita, plagioclásio e epídoto.
Em relação aos meta-tufos apresentam coloração cinza esverdeada e quando alterados
aparentam uma tonalidade violeta, de granulometria fina a extremamente fina, orientada, com
aspecto xistoso, imerso em sua matriz fina constituída por cristais de óxido de ferro e
quartzo.
62
Capítulo VI
Neste capítulo serão caracterizadas as rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS, nos aspectos petrográficos e de química mineral.
63
6. Petrografia e química mineral das rochas meta-vulcânicas máficas da
Unidade Intermediária do GBRS
Neste capítulo serão abordados o estudo petrográfico das rochas meta-vulcânicas
máficas da Unidade Intermediária do GBRS e o quimismo mineral das fases anfibólio e
plagioclásio dessas rochas, utilizando diagramas de nomenclatura (Leake 1978) e estimativas
de temperatura (Kudo & Weill 1970; Mathez 1973).
As rochas meta-vulcânicas máficas que ocorrem associadas a Unidade Inferior do
GBRS ocorrem de forma menos expressiva e intercaladas as rochas ultramáficas, dificultando
a sua amostragem. Desta forma, apenas serão abordados neste capítulo àquelas rochas meta-
vulcânicas máficas que se encontram associadas à Unidade Intermediária do GBRS (Figura
5.1).
6.1 Petrografia
Os litotipos meta-vulcânicos máficos são corpos que se apresentam sob a forma de
blocos arredondados a subarredondados, de granulação fina a média e coloração variando de
verde a verde azulado. São rochas isotrópicas, maciças, por vezes foliadas e, não raramente
mostram veios preenchidos por quartzo, epídoto e plagioclásio (Foto 6.1).
Foto 6.1 – Aspecto geral das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS. Ponto RS-104. Coordenadas: 0714307/8501714.
64
A partir dos aspectos de campo (estruturas, intensidade de deformação), da associação
mineralógica e das texturas identificadas, as rochas meta-vulcânicas máficas em geral foram
classificadas como actinolita xisto e actinolita hornblenda xisto, esta última nomenclatura fez-
se em função do quimismo mineral da amostra RS-01, e as demais devido a abundância
desses minerais no volume total da rocha.
De forma geral, as rochas são anisotrópicas, predominando as texturas granoblásticas e
nematoblásticas, nas quais há um desenvolvimento da orientação dos cristais de hornblenda e
actinolita/tremolita. Possuem granulometria fina, com contatos em sua maioria curvos e retos.
São constituídas predominantemente por anfibólios (hornblenda, ferro-hornblenda (amostra
RS-01) e actinolita/tremolita) e plagioclásio (An 33–40%) e, em menores proporções,
ocorrem quartzo e titanita. Os cristais de zircão, minerais opacos e apatita ocorrem como
minerais acessórios. A mineralogia primária nestas rochas é raramente preservada. Entretanto,
as texturas ofítica e intergranular são comuns e facilmente reconhecidas.
A seguir são apresentadas as características principais dos minerais constituintes
dessas rochas:
Os anfibólios (53–80% modal) são representados por cristais de hornblenda e
actinolita/tremolita. Ocorrem em coloração verde claro, apresentando pleocroísmo moderado
oscilando de verde claro a verde escuro, formam grãos idioblásticos a xenoblásticos,
facetados, de tamanhos entre 0,03 a 0,22mm, hábito prismático e tabular. Possuem contatos
retos, lobulados e curvos entre si e com os cristais de plagioclásio, quartzo, minerais opacos e
titanita. Apresentam as texturas granoblástica e nematoblástica (Fotomicrografias 6.1 e 6.2).
Nas amostras RS-01 e RS-02 não apresentam orientação e os cristais de anfibólios
ocorrem ocupando os interstícios dos plagioclásios, lembrando resquícios das texturas ofítica
e intergranular, com cristais idiomórficos a subdiomórficos.
65
Fotomicrografia 6.2 - Aspecto geral da textura e a disposição subdiomórfica dos cristais de
plagioclásio. Rocha meta-vulcânica máfica (hornblenda actinolita xisto) da Unidade Intermediária
do GBRS. Amostra RS–01. A – Sem analisador; B – Com analisador. Hbl = hornblenda; Act =
actinolita e Pl = plagioclásio. Aumento de 200x.
Os cristais de plagioclásio perfazem entre 23–32% da composição modal das rochas
analisadas, apresentam teores de anortita em torno de 33–38% (método Michel Levi, Kerr
1969) e com base na química mineral, os plagioclásios apresentam uma composição
andesítica com conteúdos de anortita entre 33,09–40,93%.
Fotomicrografia 6.1 - Aspecto geral das texturas granoblástica e nematoblástica. Rocha meta-
vulcânica máfica (actinolita xisto) da Unidade Intermediária do GBRS. Amostra RS–04. A – Sem
analisador; B – Com analisador. Hbl = hornblenda; Act = actinolita; Pl = plagioclásio e Op =
mineral opaco. Aumento de 200x.
66
Fotomicrografia 6.3 - Aspecto geral do plagioclásio com geminação incompleta e extinção
ondulante com inclusões de titanita e actinolita. Rocha meta-vulcânica máfica da Unidade
Intermediária do GBRS. Amostra RS–04. A – Sem analisador; B – Com analisador. Act =
actinolita; Pl = plagioclásio; Tit = titanita; Op = mineral opaco. Aumento de 200x.
Fotomicrografia 6.4 – Aspecto geral dos contatos entre os cristais de plagioclásio, anfibólios e
quartzo. Rocha Meta-vulcânica máfica (actinolita xisto) da Unidade Intermediária do GBRS.
Amostra RS-05A. A – Sem analisador; B – Com analisador. Pl = plagioclásio; Hbl = hornblenda;
Act = actinolita, Tit = titanita, Qtz = quartzo, Op = mineral opaco. Aumento de 200x.
Os cristais apresentam-se subidioblásticos a xenoblásticos, com tamanhos variando de
0,02 a 0,12 mm. São geminados segundo a lei albita e, não raramente, as lamelas de
geminação encontram-se incompletas ou até mesmo ausentes, mostrando extinção ondulante
(Fotomicrografia 6.3). Na maioria das vezes, ocorrem equidimensionais com contatos retos a
lobulados com os minerais máficos (Fotomicrografia 6.4). Os cristais de plagioclásio
encontram-se bastante microfraturados e transformados pelos processos de sericitização e
saussuritização. Em algumas amostras (RS-01 e RS-02) preserva o hábito ripiforme.
67
A B
Fotomicrografia 6.5 – Aspecto detalhado dos contatos entre os cristais de plagioclásio, actinolita e
minerais opacos. Rocha meta-vulcânica máfica (actinolita xisto) da Unidade Intermediária do
GBRS. Amostra RS-04. A – Sem analisador. B – Com analisador. Pl = plagioclásio; Act =
actinolita; Hbl = hornblenda; Tit = titanita; Op = mineral opaco. Aumento de 200x.
A titanita ocupa cerca de 3 a 10% da composição modal das rochas meta-vulcânicas
máficas da região estudada, e está presente com dimensões entre 0,01 a 0,04mm. Encontram-
se sob a forma de aglomerados granoblásticos e subidioblásticos dispostos de maneira
aleatória e associados aos plagioclásios e aos anfibólios com contatos curvos (Fotomicrografia
6.5).
Os cristais de quartzo (2-11% modal) mostram-se em grãos de bordas curvas e
serrilhadas e fraca extinção ondulante. Formam cristais xenoblásticos de dimensões variadas
podendo atingir até 0,3mm. São comuns os “intumescimentos” de quartzo nas bordas dos
grãos de plagioclásio e anfibólios, indicando condições de recristalização dinâmica por
processos de migração de borda dos grãos.
Os cristais de minerais opacos, apatita e zircão são acessórios nas lâminas. Os
minerais opacos ocorrem xenoblásticos, estando inclusos nos cristais de titanita e nos
plagioclásio. Podem ser identificados intersticiais aos cristais de anfibólios. Os minerais
opacos são provavelmente de composição titano-magnetita e/ou ilmenita.
Os cristais de zircão são bem formados, de tamanho entre 0,01 a 0,04mm, inclusos e
associados aos cristais de anfibólios. A apatita ocorre de forma acicular, subidioblástica e
apresenta contato reto e curvo com os cristais de anfibólios.
68
Amostras Principais Minerais Minerais
Acessórios
Minerais de
Alteração Texturas
Litotipo
Coordenadas
(UTM) Referência do Ponto
RS – 01
Hornblenda (40%)
Plagioclásio (32%)
Actinolita/tremolita (13%)
Titanita (10%)
Quartzo (2%)
Minerais Opacos
(3%)
-
Blasto ofitica/
Subofitica
(reliquiares),
Granoblástica/
nematoblástica
Actinolita
Hornblenda
xisto
0711633/8503112 Bloco rolado próximo ao corte
da BR-430 em direção a Bom
Jesus da Lapa.
RS – 02
Actinolita/tremolita (63%)
Plagioclásio (30%)
Titanita (4%)
Quartzo (2%)
Epídoto (1%)
-
Blasto ofitica/
Subofitica
(reliquiares),
Granoblástica/
nematoblástica
Actinolita xisto
0711158/8502660
Entrada da Capoeira Domingo.
RS – 04
Actinolita(55%)
Plagioclásio (30%)
Quartzo (10%)
Minerais Opacos
(3%)
Titanita (2%)
-
Granoblástica/
nematoblástica
Quartzo
Actinolita xisto
0708493/8506598
Corte de estrada na BR-430 em
direção a Bom Jesus da Lapa.
RS – 05A
Actinolita/tremolita (64%)
Plagioclásio (23%)
Titanita (8%)
Quartzo (3%)
Minerais Opacos
(2%)
-
Granoblástica/
nematoblástica
Titanita
Actinolita xisto
0722641/8500966
Entrada do lado esquerdo do
Bar do Edvaldo.
RS – 05B
Actinolita/tremolita(69%)
Plagioclásio (24%)
Quartzo (4%)
Minerais Opacos
(2%)
Epídoto (1%) Granoblástica/
nematoblástica
Actinolita xisto
0722641/8500966
Entrada do lado esquerdo do
Bar do Edvaldo.
RS – 06
Actinolita/tremolita (60%)
Plagioclásio (25%)
Quartzo (6%)
Titanita (4%)
Minerais Opacos
(2%)
Carbonato (3%)
Granoblástica/
nematoblástica
Quartzo
Actinolita xisto
0721114/8503676
Bloco rolado na estrada do lado
esquerdo da BR 430 em direção
a Bom Jesus da Lapa.
RS – 104A
Actinolita/tremolita (50%)
Plagioclásio (36%)
Minerais Opacos (5%)
Quartzo (4%)
Epídoto (2%)
Carbonato (3%)
Granoblástica e
nematoblástica
Actinolita xisto
0714307/8501714
Bloco rolado próxima a estrada
em direção a Bom Jesus da
Lapa
Tabela 6.1 – Resumo das características mineralógicas e texturais de cada amostra das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS.
68
Amostras Principais Minerais
Minerais
Acessórios
Minerais de
Alteração Texturas
Litotipo
Coordenadas
(UTM) Referência do Ponto
RS – 104B
Actinolita/tremolita (55%)
Plagioclásio (26%)
Quartzo (7%)
Minerais Opacos (6%)
Titanita (3%)
Carbonato
(3%)
Granoblástica e
nematoblástica
Quartzo
Actinolita xisto
0714307/8501714
Bloco rolado próxima a
estrada em direção a Bom
Jesus da Lapa
RS – 105A
Actinolita/tremolita (52%)
Plagioclásio (21%)
Quartzo (10%)
Titanita (5%)
Hornblenda (5%)
Minerais Opacos
(4%)
Carbonato
(3%)
Granoblástica e
nematoblástica
Titanita
Hornblenda
Actinolita xisto
0710912/8504781
Corte de estrada que liga
Riacho de Santana a Bom
Jesus da Lapa
RS – 105B
Actinolita/tremolita (48%)
Plagioclásio (23%)
Hornblenda (10%)
Quartzo (8%)
Minerais Opacos (6%)
Titanita (3%)
Carbonato
(2%)
Granoblástica e
nematoblástica
Quartzo
Hornblenda
Actinolita xisto
0710912/8504781
Corte de estrada que liga
Riacho de Santana a Bom
Jesus da Lapa
RS – 109
Actinolita/tremolita (45%)
Plagioclásio (21%)
Ortoclásio (11%)
Hornblenda (9%)
Biotita (8%)
Minerais Opacos
(4%)
Apatita (2%)
- Granoblástica e
nematoblástica
Hornblenda
Actinolita xisto
0723769/8496114
Estrada saindo da BR-430 em
direção a Riacho de Santana
do lado direito, estrada não
pavimentada.
RS – 119
Actinolita/tremolita (68%)
Plagioclásio (23%)
Quartzo (5%)
Titanita (2%)
Minerais Opacos
(2%)
-
Granoblástica e
nematoblástica
Quartzo
Actinolita xisto
0710153/8504574
Estrada carroçável em direção
a Bom Jesus da Lapa.
RS – 121
Actinolita/tremolita (57%)
Plagioclásio (28%)
Quartzo (7%)
Minerais Opacos (6%)
Epídoto (2%)
-
Granoblástica e
nematoblástica
Quartzo
Actinolita xisto
0710051/8504396
Estrada carroçável paralela a
BR-430 em direção a Riacho
de Santana.
(Tabela 6.1 – Continuação)
70
6.2 Química Mineral
Este item tem por objetivo, a partir do quimismo das principais fases minerais
(plagioclásio e anfibólio) das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do
GBRS, determinar a variação química, em termos de seus membros finais, no início (núcleo
dos cristais) e no fim (bordas dos cristais) da cristalização/recristalização, determinando suas
respectivas variedades mineralógicas e estimar, dentro das limitações dos geotermômetros, a
temperatura de cristalização da fase mineral (plagioclásio).
Para isto, como foi descrito no item 3.4 da metodologia, foram escolhidas 3 amostras
dessas rochas (RS-01, RS-04 e RS-05B). No entanto, o Laboratório responsável pela
realização das análises, até o presente momento, nos encaminhou apenas a amostra RS-01, a
qual será tratada neste item.
Os pontos analisados, sempre que possível, foram localizados do núcleo (N) para a
periferia (B) do mesmo grão. Foram analisados mais de um grão de uma mesma fase mineral
numa mesma amostra. Aqueles pontos localizados no núcleo do grão foram denominados por
“N”, enquanto que aqueles pontos localizados na periferia, borda dos grãos, receberam a
denominação de “B”.
A fórmula estrutural dos minerais foi calculada com o auxílio do programa Amphcal
(Yavuz 1994), utilizando o método (Leake 1978) para o recálculo do anfibólio e do programa
Minpet 2.02, de Richard (1995) para os feldspatos, ambos adotam os critérios da IMA
(International Mineralogical Association). As fórmulas para os cálculos das temperaturas
obtidas são encontradas no trabalho de Kudo & Weill (1970) e Mathez (1973).
Anfibólios
Cristais de anfibólios foram reconhecidos em todas as amostras das rochas meta-
vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS. A tabela 6.2 mostra as composições
químicas dos anfibólios. A classificação utilizada para os anfibólios está de acordo com as
novas recomendações da IMA. As fórmulas estruturais foram calculadas para 23 átomos de
oxigênio.
71
Para a nomenclatura dos anfibólios em diagramas classificatórios, seguiu-se os
critérios de Leake (1978) de acordo com os limites dos campos estabelecidos, sendo estes
fundamentados em alguns parâmetros propostos. Dessa forma utilizou-se o parâmetros CaB ≥
1,50; (Na + Ca)A < 0,50 para os anfibólios cálcicos.
Todos os anfibólios analisados possuem (Ca+Na)B > 1 e NaB < 0,5 e pertencem ao
grupo dos anfibólios cálcicos (Leake 1978). Estes anfibólios mostram razões Mg/( Mg + Fe+2
)
entre 0,39 e 0,41 (Tabela 6.2). Os cristais analisados não apresentam variações de composição
significativas do núcleo para a borda: SiO2 (42,93 a 47,70%), TiO2 (0,27 a 0,58%), Al2O3
(6,22 a 10,71%), FeO (19,85 a 22,34%), MgO (7,04 a 9,11%), CaO (11,73% a 12,24%), Na2O
(0,62 a 1,23%) e K2O (0,35 a 0,65%). Os anfibólios apresentam uma gradação composicional
à medida que aumenta o teor de silício (Si) refletindo em um suave aumento nos valores da
razão Mg/Mg+Fe+2
.
72
Figura 6.1 – (A) Diagrama de classificação geral dos quatros principais grupos de anfibólios,
segundo Leake (1978) e (B) Aumento do campo para a visualização do comportamento entre
borda e núcleo dos cristais.
A
B
73
Amostras
RS - 01
66N 66B 68N 68B 72N 72B 76N 76B 80N 80B 82N 82B 86N 87B 88N 88B 90N 90B
SiO2 43,70 44,80 45,22 45,74 43,95 45,77 45,28 45,60 45,89 47,12 47,02 47,70 44,64 44,89 43,96 42,93 44,04 45,05
TiO2 0,42 0,27 0,33 0,41 0,34 0,31 0,39 0,34 0,36 0,36 0,32 0,32 0,37 0,45 0,46 0,58 0,38 0,37
Al2O3 9,22 9,20 8,29 8.26 9,47 8,32 8,27 8,34 7,95 6,93 7,11 6,22 9,13 8,79 9,81 10,61 9,65 9,59
FeO 21,21 21,00 21,22 21,42 21,83 20,91 21,37 21,30 21,00 20,56 19,85 20,32 21,56 21,44 21,74 22,34 21,20 20,74
Fe2O3 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
MnO 0,37 0,37 0,30 0,28 0,38 0,32 0,36 0,34 0,37 0,34 0,34 0,39 0,27 0,30 0,33 0,37 0,27 0,26
MgO 7,27 7,89 7,97 8,19 736 8,17 8,37 8,10 8,08 8,93 8,98 9,11 7,60 7,89 7,34 7,04 7,31 7,66
CaO 12,03 12,12 12,15 12,12 11,94 12,17 11,92 11,73 11,77 12,08 12,24 12,08 12,01 11,80 11,88 12,00 11,98 12,19
Na2O 0,95 0,86 0,89 1,02 1,00 0,81 0,93 0,88 0,89 0,79 0,62 0,73 1,02 0,99 1,26 1,13 0,93 0,83
K2O 0,49 0,48 0,46 0,43 0,52 0,44 0,44 0,42 0,40 0,35 0,35 0,31 0,50 0,50 0,56 0,65 0,60 0,51
Cr2O3 0,14 0,03 0,05 0,03 0,01 0,05 0,03 0,04 0,06 0,00 0,02 0,05 0,11 0,08 0,10 0,23 0,17 0,13
Total 95,80 97,02 96,88 97,90 96,80 97,27 97,36 97,05 96,77 97,46 96,85 97,23 97,21 97,13 97,44 97,88 96,53 97,33
Si 6,77 6,82 6,71 6,94 6,75 6,95 6,88 6,94 7,02 7,12 7,12 7,22 6,82 6,85 6,72 6,54 6,77 6,84
Al IV 1,20 1,18 1,09 1,06 1,25 1,05 1,12 1,06 0,98 0,88 1,27 0,78 1,18 1,15 1,28 1,46 1,23 1,16
Soma T 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,39 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00 8,00
Al VI 0,46 0,47 0,40 0,41 0,46 0,44 0,36 0,44 0,45 0,35 0,39 0,33 0,46 0,44 0,49 0,45 0,52 0,56
Fe2+ 2,47 2,39 2,46 2,47 2,49 2,44 2,40 2,52 2,58 2,45 2,35 2,46 2,53 2,53 2,56 2,46 2,53 2,48
Fe3+ 0,28 0,29 0,25 0,24 0,31 0,22 0,32 0,19 0,10 0,15 0,16 0,11 0,23 0,21 0,22 0,39 0,20 0,16
Mg 1,68 1,79 1,81 1,85 1,68 1,85 1,89 1,84 1,84 2,01 2,03 2,05 1,73 1,80 1,67 1,60 1,67 1,73
Mn 0,05 0,05 0,04 0,04 0,05 0,04 0,04 0,04 0,05 0,04 0,04 0,05 0,04 0,04 0,04 0,05 0,04 0,03
Ti 0,05 0,03 0,04 0,01 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,05 0,05 0,07 0,04 0,04
Cr 0,02 0,00 0,01 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,01 0,00 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01 0,03 0,02 0,02
Li 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Soma C 5,01 5,02 5,01 5,02 5,03 5,04 5,05 5,07 5,07 5,04 5,01 5,05 5,04 5,08 5,04 5,05 5,02 5,02
Ca 2,00 1,98 1,99 1,97 1,96 1,98 1,94 1,92 1,93 1,95 1,99 1,96 1,97 1,93 1,95 1,96 1,97 1,98
Na 0,28 0,25 0,26 0,30 0,30 0,24 0,27 0,26 0,26 0,23 0,18 0,21 0,30 0,29 0,33 0,33 0,28 0,25
K 0,10 0,09 0,09 0,08 0,10 0,09 0,09 0,08 0,06 0,07 0,07 0,06 0,10 0,10 0,11 0,13 0,12 0,10
Soma B 2,38 2,32 2,34 2,35 2,36 2,31 2,30 2,26 2,25 2,25 2,24 2,23 2,37 2,32 2,39 2,42 2,37 2,33
Mg/(Mg+Fe2) 0,40 0,43 0,42 0,43 0,40 0,43 0,44 0,42 0,42 0,45 0,46 0,45 0,41 0,41 0,40 0,39 0,40 0,41
Nomenclatura
(L) Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl Fe-hbl
Tabela 6.2 - Composição química, em % de peso, dos anfibólios da rocha meta-vulcânica máfica da Unidade Intermediária do GBRS, correspondendo ao
núcleo (N) e borda (B) dos cristais. Fe-hbl - ferro-hornblenda; (L) – Classificação segundo Leake (1978). Fórmula estrutural calculada com base em 23
átomos de oxigênio.
74
Plagioclásio
Os plagioclásios foram classificados no sistema ternário Albita (Ab), Anortita (An) e
Ortoclásio (Or), conforme as recomendações de Deer et al. (1992). Os resultados das
microanálises químicas dos plagioclásios correspondentes aos núcleos (N) e bordas (B) dos
cristais estão descritos na tabela 6.3.
A composição dos plagioclásios variam de An40,93Ab58,82Or0,73 a An33,09 Ab66,42 Or0,25,
com pouca variação entre os grãos estudados (Tabela 6.3), apresentando concentração de An
em média de 37,35%. Quando comparados núcleos e bordas dos grãos constata-se que o
conteúdo de anortita apresenta uma variação incipiente. Por exemplo, o cristal 64N e 64B,
apresenta teores de An do núcleo (37,91%) para borda (35,95%) com variação de 1,96% de
anortita, o cristal 70N (36,57%) e 70B (33,09%) com variação entre núcleo e borda de 3,48%
e assim por diante (Tabela 6.3).
Figura 6.2 – Diagrama de nomenclatura geral dos quatro principais grupos de anfibólios com
(CaB > 1,5; (Na + K)A > 0,5; Ti < 0,5 e AlC < Fe+3
), proposto por Leake (1978).
75
Tabela 6.3 - Composição química, em % de peso, dos plagioclásios da rocha meta-vulcânica máfica da unidade Intermediária do GBRS. Fórmula
estrutural calculada com base em 32 átomos de oxigênio. N - núcleo. B – borda.
Amostras
RS - 01
64N 64B 70N 70B 74N 74B 78N 78B 84N 84B 94N 94B 96N 96B 98N 98N 100N 100B
SiO2 58,69 59,61 58,85 59,70 58,30 58,87 59,93 59,57 58,77 59,04 57,95 58,85 57,81 58,61 59,05 59,30 59,94 58,16
Al2O3 24,95 25,47 25,73 24,87 26,11 25,52 24,86 25,01 25,62 25,30 25,70 25,45 25,21 25,69 25,41 25,64 24,79 25,63
FeO 0,14 0,13 0,13 0,25 0,17 0,32 0,37 0,45 0,24 0,29 0,03 0,25 0,45 0,19 0,22 0,46 0,26 0,29
CaO 7,86 7,44 7,65 7,07 8,48 7,77 7,15 7,54 8,08 7,54 8,39 7,86 8,59 8,19 7,79 7,73 7,03 8,43
Na2O 7,05 7,27 7,26 7,88 6,98 7,19 7,39 7,35 7,04 7,30 6,74 7,04 6,81 7,94 7,20 7,24 7,49 6,74
K2O 0,07 0,07 0,12 0,10 0,05 0,05 0,11 0,10 0,07 0,11 0,06 0,06 0,05 0,06 0,07 0,07 0,11 0,04
Total 98,76 99,99 99,74 99,87 100,09 99,72 99,81 100,02 99,82 99,58 98,87 99,51 98,92 100,68 99,74 100,44 99,62 99,29
Si 10,61 10,63 10,54 10,67 10,43 10,55 10,71 10,64 10,53 10,59 10,48 10,56 10,48 10,46 10,58 10,56 10,73 10,49
Al 5,31 5,35 5,43 5,24 5,51 5,39 5,24 5,27 5,41 5,35 5,48 5,38 5,39 5,40 5,37 5,38 5,23 5,45
Fe 0,02 0,02 0,02 0,04 0,03 0,05 0,06 0,07 0,04 0,04 0,01 0,04 0,07 0,03 0,03 0,07 0,04 0,04
Ca 1,52 1,42 1,47 1,36 1,63 1,50 1,37 1,44 1,55 1,55 1,62 1,51 1,67 1,57 1,49 1,47 1,34 1,63
Na 2,47 2,51 2,52 2,73 2,43 2,50 2,56 2,55 2,44 2,53 2,36 2,45 2,40 2,75 2,50 2,50 2,60 2,35
K 0,02 0,02 0,03 0,02 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,03 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01
Total 19,95 19,95 20,01 20,06 20,04 20,00 19,96 19,99 19,99 20,09 19,96 19,95 20,02 20,23 19,99 20,00 19,96 19,97
An 37,91 35,95 36,57 33,09 40,05 37,41 34,68 35,91 38,65 37,71 40,60 38,04 40,93 36,18 37,16 36,84 33,84 40,85
Ab 61,60 63,54 62,69 66,42 59,71 62,34 64,81 63,59 60,85 61,56 59,15 61,71 58,82 63,36 62,34 61,76 65,66 58,90
Or 0,50 0,51 0,75 0,49 0,25 0,25 0,51 0,50 0,50 0,73 0,25 0,25 0,25 0,46 0,50 0,50 0,51 0,25
76
Nos diagramas da figura 6.3 observa-se que os grãos de plagioclásios referentes aos
núcleos e bordas predominam uma composição andesina apresentando conteúdos de anortita
correspondentes entre 40,93 – 33,09 %.
Figura 6.3 – Diagramas de variação composicional sendo (A) referente as bordas e (B) aos
núcleos dos plagioclásios, segundo os componentes moleculares albita (Ab), anortita (An) e
ortoclásio (Or) das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS.
77
Geotermometria
A partir dos dados de química mineral, foram realizados estudos de geotermometria da
fase plagioclásio. As fórmulas obtidas, bem como a determinação das temperaturas dos
estágios de cristalização dos plagioclásios, basearam-se nos geotermômetros de Kudo & Weill
(1970) (KW) e Mathez (1973) (M), assumindo condições anidras. Os valores das
temperaturas dos pontos analisados, em graus centígrados, estão apresentados na tabela 6.4.
O plagioclásio é um dos minerais mais comuns em rochas, e a divisão do sódio e do
cálcio entre o plagioclásio e o líquido coexistente tem sido extensivamente utilizado para
estudos geotermométricos. As estimativas de temperatura nesta fase mineral variaram no
núcleo de 1196,3ºC a 1179,6ºC (KW) e 1121,7ºC a 1136,4ºC (M) enquanto que para as
bordas foram encontradas temperaturas de 1188,6ºC a 1165,4ºC (KW) e 1109,3ºC a 1129,6ºC
(M). As temperaturas médias obtidas apresentaram valores em torno de 1187,4 ºC (núcleo) e
1181,2ºC (borda) pelo método Kudo & Weill (1970) e de 1128,6ºC (núcleo) e 1123,2 ºC
(borda) pelo método Mathez (1973) (Tabela 6.4).
Estes dados são interpretados como temperatura de cristalização dos plagioclásios e
nos leva a admitir que o magma atingiu, no mínino, temperaturas da ordem de 1128 ºC a
1187ºC.
78
Pontos
nº Fases
Geotermômetros ºC
KW (1970) M (1973)
64 N 1190.4 1131.3
B 1182.6 1124.4
70 N 1181.6 1123.5
B 1175.1 1117.8
74 N 1188.9 1130.0
B 1184.8 1126.3
78 N 1182.2 1124.0
B 1184.7 1126.2
84 N 1189.1 1130.1
B 1188.6 1129.6
94 N 1192.8 1133.4
B 1187.7 1128.8
Rs-96 N 1196.3 1136.4
B 1178.4 1120.7
98 N 1185.5 1126.9
B 1183.8 1125.5
100 N 1179.6 1121.7
B 1165.4 1109.3
Média N (n = 9) 1187.4 1128.6
B (n = 9) 1181.2 1123.2
Tabela 6.4 - Temperatura dos plagioclásios e o seu valor médio para a rocha meta-vulcânica
máfica da Unidade Intermediária do GBRS, representada pela amostra RS–01. N - núcleo. B
- borda. n - número de amostras. KW (1970) – Temperatura Kudo & Weill (1970). M (1973)
- Temperatura Mathez (1973).
79
Capítulo VII
Neste capítulo serão caracterizadas as rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS, no aspecto referente a geoquímica.
80
7. Geoquímica das Rochas Meta-vulcânicas Máficas da Unidade
Intermediária do GBRS
Neste capítulo será avaliada a geoquímica das rochas meta-vulcânicas máficas
(actinolita xisto ou hornblenda actinolita xisto) da Unidade Intermediária do GBRS. Através
do estudo petrográfico sistemático foram selecionadas nove (09) amostras consideradas
menos alteradas do processo metamórfico (RS-01, RS-02, RS-04, RS-05A, RS-05B, RS-06,
RS-105B, RS-119 e RS-121). No entanto, a presença de plagioclásio
sericitizado/saussuritizado, de carbonato e de fraturas e vênulas preenchidas por epídoto nas
amostras estudadas, sugere que estas rochas sofreram alteração química durante o
metamorfismo de baixo a médio grau. Como será mostrado, foi observada a dispersão de
alguns elementos, principalmente nos diagramas entre elementos maiores e elementos LIL
(Large Ion Lithophite) como K, Rb, Ba e Th das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS. Foram utilizados ainda dados de elementos maiores e traços de seis
(06) análises de Silveira & Garrido (2000) representados pelas siglas WP-R. Três (03)
amostras do embasamento gnáissico-migmatítico (RS-07, RS-124A e RS-124B) também
foram dosadas.
As composições dos elementos maiores, traços e terras raras estão apresentadas na
tabela 7.1.
7.1 Classificação e nomenclatura
No presente estudo, fez-se uso da classificação de rochas vulcânicas baseado no
conteúdo de álcalis total versus sílica (Na2O + K2O vs SiO2), proposto por Cox et al. (1979).
Este diagrama é recomendado pela Subcomissão de Sistemática de Rochas Ígneas como um
esquema classificatório internacionalmente aceito para todas as rochas vulcânicas. Vale
acrescentar que todos os óxidos de elementos maiores foram normalizados para 100%, em
base anidra, seguindo as recomendações do uso do diagrama (Cox et al. 1979; Le Bas et al.
1986).
Na figura 7.1 foi observado que todas as amostras plotaram no campo do basalto,
abaixo da linha divisória de Zanettin (1984), representados por basaltos subalcalinos. De uma
81
forma geral, as razões álcalis/sílica apresentam-se baixas, mostrando claramente o caráter
toleítico de todas as amostras da área, que será confirmado pelo diagrama AFM e pelo
diagrama Catiônico de Jensen.
No diagrama A (Na2O + K2O), F (FeOt), M (MgO) (Figura 7.2) todas as amostras
seguem o trend da suíte toleítica do Hawai (MacDonald & Katsura 1964; Irvine & Baragar
1971), destacando um enriquecimento em FeOt em relação ao MgO, típica de suítes evoluídas
a baixo ƒO2.
No diagrama catiônico de Jensen (1976) (Figura 7.3) todas as amostras plotaram no
campo dos toleítos ricos em ferro (HFT), confirmando o caráter toleítico das amostras
estudadas.
Figura 7.1 – Diagrama de classificação de rochas vulcânicas, segundo Cox et al. (1979), para as rochas
meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS. Os círculos fechados representam as
amostras meta-vulcânicas máficas do GBRS e os triângulos fechados as amostras WP-R de Silveira &
Garrido (2000). Esta mesma simbologia é mantida para as figuras subsequentes. A linha divisória no
diagrama é de Zanettin (1984) e separa os campos alcalinos dos subalcalinos.
82
Figura 7.3 – Diagrama catiônico de Jensen (1976). HFT – Toleítos ricos em ferro e HMT – Toleítos
ricos em MgO.
Figura 7.2 – Diagrama A (Na2O + K2O), F (FeOt), M (MgO), segundo Irvine & Baragar (1971) para
as rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS. A linha cheia representa a
suíte toleítica do Hawaí, segundo MacDonald & Katsura (1964).
83
Nota: A precisão de 1σ é computada para 20 análises repetidas para o padrão SO-18.
Amostra SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 CO2 LOI Total
Elementos Maiores
RS-01 51,37 1,07 14,49 13,21 0,19 4,52 10,98 3,34 0,23 0,12 0,01 0,50 100,03
RS-02 48,11 1,04 13,38 15,59 0,22 6,56 12,32 1,76 0,31 0,10 0,02 0,60 100,01
RS-04 47,59 2,32 12,26 18,51 0,30 5,08 7,97 2,02 0,18 0,15 0,58 2,80 99,76
RS-05A 49,77 0,96 14,55 13,78 0,18 7,01 10,99 1,82 0,18 0,09 0,05 0,60 99,98
RS-05B 48,05 1,07 14,78 14,73 0,19 7,03 10,51 2,60 0,16 0,10 0,05 0,70 99,97
RS-06 46,54 2,38 14,44 12,72 0,52 7,53 6,42 2,43 0,40 0,41 0,63 6,10 100,52
RS-07 74,09 0,08 13,90 1,64 0,02 0,21 1,03 3,89 4,61 0,04 0,06 0,40 100,05
RS - 105B 55,60 1,11 12,30 19,90 0,33 4,90 6,69 1,00 0,14 0,24 0,23 0,16 98,19
RS-119 50,60 1,09 14,35 12,93 0,21 7,45 9,85 2,50 0,21 0,10 - 0,40 99,69
RS-121 48,57 0,64 14,48 11,43 0,19 9,40 12,71 1,12 0,24 0,04 - 0,80 99,62
RS-124A 58,37 0,41 18,88 10,43 0,13 3,65 1,13 2,02 2,90 0,08 - 1,30 99,67
RS-124B 69,29 0,37 14,31 3,51 0,06 0,62 1,67 2,86 5,50 0,18 - 0,90 99,59
WP-R-537B 52,20 0,64 13,40 12,65 0,23 7,30 10,50 2,20 0,27 0,07 0,32 0,84 100,62
WP-R-116 51,20 1,00 14,10 14,12 0,24 7,00 10,90 1,90 0,21 0,09 0,15 0,70 101,61
WP-R-207 51,60 0,87 14,90 13,75 0,35 8,00 9,60 0,98 0,06 0,09 0,29 0,58 101,07
WP-R-224 50,00 1,00 14,50 14,00 0,21 7,20 11,70 1,30 0,16 0,09 0,11 0,51 100,78
WP-R-320 50,60 1,30 14,90 13,98 0,22 6,00 10,00 2,70 0,27 0,11 0,14 0,49 100,71
WP-R-1173 54,30 0,98 13,70 11,09 0,19 6,30 8,20 4,10 0,08 0,08 0,13 0,77 99,92
Precisão 1σ (%) 0,30 0,01 0,16 0,08 0,01 0,03 0,05 0,06 0,50 0,02 - - -
Tabela 7.1 - Análises químicas de elementos maiores (% em peso), traços (em ppm) e terras raras (em ppm) das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS. As amostras RS-07, RS-124A e RS-124B representam amostras do embasamento granítico-gnáissico do BGC. WP-R amostras
coletadas por Walter Peixoto, RS amostras coletadas por Joilma Prazeres e Angela Leal.
84
(Tabela 7.1 – Continuação)
Amostra Cr Ni Co Cu V Sc Cs Ba Rb Sr Nb Hf Zr Y U Th Ta Zn Rb/Cs Zr/Y Nb/Y Zr/Nb Nb/Th
Elementos Traços
RS-01 37,00 22,80 61,20 103,00 277,00 37,00 0,10 45,20 2,00 138,00 3,30 2,30 74,20 25,10 0,40 1,80 0,20 19,00 20,00 2,96 0,13 22,50 1,83
RS-02 20,00 15,80 56,20 14,10 295,00 38,00 0,90 53,60 9,70 123,00 3,00 1,90 70,60 27,60 0,40 0,90 0,20 14,00 10,80 2,56 0,11 23,50 3,33
RS-04 10,00 1,40 60,10 35,80 53,00 52,00 0,40 41,30 6,80 117,00 4,00 2,40 85,50 34,40 0,20 1,20 0,20 36,00 17,00 2,49 0,12 21,40 3,33
RS-05A 31,00 42,40 51,80 120,00 301,00 35,00 0,40 40,50 5,70 105,00 2,30 2,10 59,00 24,60 0,20 1,20 0,10 12,00 14,25 2,40 0,09 25,70 1,92
RS-05B 33,00 73,30 59,60 166,00 329,00 39,00 0,10 67,20 4,00 80,90 2,50 1,80 65,00 27,20 0,20 0,60 0,10 15,00 40,00 2,39 0,09 26,00 4,17
RS-06 12,00 59,10 51,70 43,30 225,00 31,00 0,30 208,00 8,30 152,00 15,40 4,90 177,00 34,70 0,40 1,30 0,90 279,00 2,18 5,10 0,03 11,50 11,80
RS-07 10,00 1,40 2,10 1,00 6,00 2,00 5,80 969,00 169,00 180,00 6,10 3,30 177,00 34,70 0,40 1,30 0,40 21,00 29,00 5,10 0,18 29,00 4,69
RS - 105B - - - - 10,00 40,00 0,50 27,00 5,00 117,00 24,00 5,00 128,00 64,00 10,00 5,00 10,00 0,00 0,10 2,00 0,38 5,33 4,80
RS-119 - 35,10 56,70 34,70 306,00 39,00 0,40 45,00 8,60 228,20 2,30 2,40 73,80 22,00 0,50 1,60 0,30 14,00 21,50 3,35 0,10 32,10 1,44
RS-121 - 26,90 53,30 7,00 225,00 38,00 0,30 66,00 9,50 107,70 7,40 1,20 42,10 16,50 0,20 0,90 0,10 7,00 31,70 2,55 0,45 5,69 8,22
RS-124A - 121,10 30,30 3,70 146,00 27,00 10,10 513,00 145,20 150,50 13,50 3,60 130,10 25,70 3,30 11,10 0,70 61,00 14,40 5,06 0,53 9,64 1,22
RS-124B - 2,70 4,60 43,30 31,00 3,00 5,40 1563,00 208,80 539,80 8,00 10,90 430,30 23,00 2,60 35,40 1,20 37,00 38,70 18,70 0,35 53,80 0,23
WP-R-537B 170,00 91,00 - - - - - 14,00 14,00 104,00 8,00 8,00 61,00 12,00 - 5,00 - - - - - - -
WP-R-116 265,00 87,00 - - - - - 48,00 11,00 87,00 5,00 8,00 81,00 16,00 - 5,00 - - - - - - -
WP-R-207 198,00 86,00 - - - - - 10,00 10,00 90,00 5,00 8,00 75,00 15,00 - 5,00 - - - - - - -
WP-R-224 141,00 108,00 - - - - - 10,00 9,00 111,00 5,00 8,00 77,00 20,00 - 5,00 - - - - - -
WP-R-320 245,00 70,00 - - - - - 48,00 10,00 124,00 5,00 8,00 102,00 21,00 - 5,00 - - - - - - -
WP-R-1173 92,00 48,00 - - - - - 16,00 8,00 91,00 9,00 8,00 78,00 15,00 - 5,00 - - - - - - -
Precisão 1σ (%) 0,01 6,80 - - - - - 4,60 1,00 4,20 0,60 0,40 3,90 0,80 0,40 0,70 0,20 7,80 - - - - -
85
(Tabela 7.1 – Continuação)
Amostra La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Elementos Terras Raras
RS-01 7,30 15,30 2,34 12,90 2,60 1,09 3,96 0,67 4,35 0,96 2,84 0,38 2,15 0,41
RS-02 7,50 15,20 2,29 9,90 2,40 1,03 3,94 0,63 4,15 1,01 2,45 0,36 2,52 0,45
RS-04 3,00 7,80 1,49 8,50 3,00 1,40 5,24 0,91 5,65 1,30 3,80 0,54 3,16 0,58
RS-05A 4,30 10,10 1,58 7,80 2,80 0,96 3,43 0,66 4,56 0,90 2,65 0,34 2,73 0,41
RS-05B 4,30 10,70 1,54 10,20 2,50 0,94 3,88 0,65 4,30 1,00 2,79 0,39 2,39 0,48
RS-06 21,60 45,50 6,18 24,40 6,70 1,57 6,10 1,01 6,48 1,38 3,85 0,49 3,03 0,52
RS-07 40,10 65,00 6,71 23,30 3,00 0,49 2,54 0,37 1,65 0,24 0,67 0,10 0,43 0,12
RS-119 0,30 14,00 7,10 16,60 2,16 10,70 2,77 1,02 3,48 0,65 3,82 0,86 2,43 0,37
RS-124A 0,70 61,00 30,60 66,60 7,43 28,10 5,16 1,36 4,58 0,77 4,18 0,93 2,68 0,39
RS-124B 1,20 37,00 216,40 441,00 41,87 137,30 17,89 2,20 10,38 1,25 5,25 0,80 1,91 0,27
WP-R-537B - - - - - - - - - - - - - -
WP-R-116 - - - - - - - - - - - - - -
WP-R-207 - - - - - - - - - - - - - -
WP-R-224 - - - - - - - - - - - - - -
WP-R-320 - - - - - - - - - - - - - -
WP-R-1173 - - - - - - - - - - - - - -
Precisão 1σ (%) 0,30 0,70 0,10 0,50 0,10 0,03 0,10 0,03 0,10 0,03 0,10 0,02 0,10 0,01
86
7.2 Geoquímica dos Elementos Maiores
Os diagramas binários de variação utilizando como índice de evolução o MgO para os
elementos maiores são mostrados na figura 7.4. Observa-se certa dispersão entre os elementos
maiores, principalmente entre os teores de K2O e Na2O, devido às alterações pós-magmáticas,
conforme demonstrado no estudo petrográfico, mas no geral há boa correlação entre os
elementos.
De maneira geral, as amostras das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS apresentam teores de Al2O3 (12,26 – 14,90 %) e CaO (6,42–12,71 %)
diminuindo com o decréscimo de MgO (4,52–9,40 %), SiO2 (46,54–55,60 %), TiO2 (0,64–
2,38 %), FeOt (11,09–18,51 %) e P2O5 (0,07–0,41) aumentam seus teores com a evolução
magmática (decréscimo de MgO). O trend mostrado pela variação de Al2O3 e CaO versus
MgO sugere a importância do fracionamento de plagioclásio e clinopiroxênio no processo
evolutivo. A correlação negativa entre P2O5 e MgO sugere que a formação da apatita pode ter
sido concentrada nas fases iniciais da diferenciação magmática.
Em relação ao K2O e Na2O observa-se grande dispersão em suas concentrações,
indicando que estes elementos devem ter sido afetados durante o processo de metamorfismo,
apesar de mostrar uma correlação positiva à medida que MgO decresce.
O FeOt demonstra um aumento de seus valores à medida que evolui a cristalização.
Este comportamento sugere um forte controle do piroxênio no fracionamento.
87
Figura 7.4 – Diagramas de variação entre MgO (% em peso) vs. elementos maiores (% em peso) para as
rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS.
88
7.3 Geoquímica dos Elementos Traços
Com o objetivo de determinar o comportamento dos elementos traços (Ba, Nb, Rb, Sr,
Y, Zr, Cr, Ni e Sc) para as rochas meta-vulcânicas máficas foram construídos diagramas de
variação dos elementos traços em função do MgO (Figura 7.5).
De um modo geral, nota-se uma diminuição dos elementos compatíveis Ni e Cr com o
decréscimo do MgO. Observa-se no diagrama da figura 7.5 que os conteúdos de Ni diminuem
com o decréscimo de MgO (entre 4.52 a 28.30%) e aproximadamente a 5% de MgO o
conteúdo de Ni chega a teores próximos do zero. Isto reflete a importância do fracionamento
da olivina no início da cristalização, passando a formar clinopiroxênio com a evolução
magmática. Comportamento semelhante é observado com o Sc, que aumenta seus teores com
a diminuição do MgO, sugerindo a importância do fracionamento de clinopiroxênio no
processo evolutivo magmático.
Em relação aos elementos incompatíveis Y, Zr e Sr observa-se um progressivo
aumento com a diminuição do MgO, embora discreto. O Ba apresenta um padrão
relativamente constante, tendendo a um leve enriquecimento à medida que a cristalização
avança.
O Rb e Nb apresentam-se muito dispersos dificultando uma análise mais precisa em
função do índice de variação (MgO), mas observa-se um leve empobrecimento desse
elementos à medida que a cristalização aumenta.
Inúmeros estudos geoquímicos (Humphris & Thompson 1978; Kerrich & Fryer 1979;
Ludden et al. 1982; Murphy & Hynes 1986; Arndt 1994; Brewer & Menuge 1998) em rochas
vulcânicas máficas e ultramáficas precambrianas sugeriram que os elementos HFSE (High
Field Strength Element), elementos terras raras (ETR) (exceto Ce e Eu que são móveis), Y
(comporta-se de forma semelhante aos ETR pesados), V, Al, Ti e Sc são menos susceptíveis a
alteração durante o metamorfismo de fácies xisto verde. Em particular, razões entre elementos
terras raras e entre os elementos HFS (e.g., Zr/Nb e Nb/Th) em rochas vulcânicas de
greenstone belts podem ser menos afetadas durante processos de alteração secundária pós-
magmática (Condie 1994). Dessa forma, razões de ETR e HFSE podem ser úteis na
89
Figura 7.5 - Diagramas de variação entre MgO (% em peso) e os elementos traços (ppm) para
as rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS.
caracterização da composição mantélica das rochas máficas do GBRS e na avaliação da
atuação de processos secundários.
Utilizando os diagramas de variação entre razões de elementos traços (ETR e HFSE)
(Rb/Sr, Zr/Nb, La/Sm e Nb/Th) com o MgO (Figura 7.6), observa-se boa correlação de todas
as razões, apesar de mostrar dispersão relativamente pequena dos trends, refletindo talvez
pouca ou nenhuma alteração pós-magmática. Assim, como será demonstrado no capítulo VIII,
utilizaremos os elementos traços, particularmente os HFSE, para investigar e caracterizar a
fonte mantélica responsável pela formação das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS, uma vez que foi constatada através desses diagramas a pouca
mobilidade desses elementos.
90
Figura 7.5 - Continuação.
91
Figura 7.6 – Diagramas de variação entre MgO (% em peso) e Rb/Sr, Zr/Nb, La/Sm e Nb/Th
para as rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS.
7.4 Padrões de Elementos Incompatíveis (spidergrams)
O diagrama multielementar dos padrões de distribuição dos elementos incompatíveis
(spidergram) normalizados para o manto primitivo (McDonough & Sun 1995) é apresentado
na figura 7.7. Observa-se neste diagrama um suave enriquecimento de Rb, Ba e K em relação
aos outros elementos.
As rochas meta-vulcânicas máficas exibem forte fracionamento entre os elementos
mais e menos incompatíveis e expressivas anomalias negativas de Ba e Ti, sugestivas da
participação de feldspatos e ilmenita no fracionamento magmático, e de Nb e Sr.
92
Figura 7.7 – (A) Padrão de distribuição de elementos incompatíveis para as rochas meta-vulcânicas máficas
da Unidade Intermediária do GBRS e (B) padrões dos ambientes OIB (Ocean Island Basalt), E-MORB
(Enriched Mid-Ocean Ridge Basalt) e N-MORB (Normal Mid-Ocean Ridge Basalt) de acordo Sun &
McDonough (1989).
A anomalia negativa de Sr está presente em todas as amostras das rochas meta-
vulcânicas máficas da unidade Intermediária do GBRS e no embasamento do BGC (amostras
RS-07 e RS-124A). As amostras RS-06 e RS-07 são caracterizadas por apresentarem
anomalia negativa de Eu (Figura 7.7), e anomalia negativa de K similar àquelas observadas no
N-MORB (Normal Mid-Ocean Ridge Basalt). Para as outras amostras, a ausência de anomalia
negativa de Eu no diagramas da figura 7.7A, indica que o fracionamento de plagioclásio foi
pouco expressivo.
A
B
93
7. 5 Padrões de Elementos Terras Raras
O diagrama dos padrões de distribuição dos elementos terras raras (ETR)
normalizados para o manto primitivo (McDonough & Sun 1995) é apresentado na figura 7.8.
Na análise deste gráfico e com base nos dados da tabela 7.2 pode-se verificar três padrões de
ETR:
i) uma amostra (RS–04) segue o padrão de ETR leves (trend positivo) definido
pela média dos Basaltos de Cordilheira Meso-Oceânica Normal (N-MORB)
[(La/Yb)n = 0,64 versus N-MORB = 0,60], entretanto, possui padrões de ETR
intermediários e pesados mais elevados comparados com o N-MORB, e
concentrações mais elevadas em elementos LIL (Ba, Nb e K) (Figura 7.7A);
ii) o segundo padrão apresenta quatro amostras (RS–05A, RS–05B, RS–01 e RS–
02) mostrando padrões de ETR aproximadamente planos (ETR leve e pesado)
[(La/Sm)n = 0,96–1,75; (Sm/Yb)n = 1,03–1,31], sugerindo uma derivação de
uma fonte mantélica primitiva, sendo que as amostras RS–01 e RS–02
apresentam padrão de ETR leves e pesados semelhantes à média dos Basaltos
de Cordilheira Meso-Oceânica enriquecidos (E-MORB) [( La/Yb)n = 2,02–2,31
versus E-MORB = 1,8];
iii) e o terceiro padrão com uma amostra (RS–06) possuindo comportamento de
ETR leves mais enriquecidos [(La/Sm)n = 2,01 versus E-MORB = 1,8], mas
possuem padrões dos ETR pesados [(Sm/Yb)n = 2,4 ] relativamente planos.
De uma forma geral, as rochas meta-vulcânicas máficas estudadas apresentam
padrões variando entre a média do N-MORB (RS–04) e dos E-MORB (RS–01, RS–02, RS–
05A e RS–05B), com apenas uma amostra contendo padrões mais enriquecidos em ETR leves
(RS–06). No entanto, todas as amostras mostram padrões de ETR pesados planos, sugestivo
de câmara magmática relativamente rasa, na ausência de granada.
Comparando os padrões de ETR normalizados para o manto primitivo das rochas
meta-vulcânicas com as mesmas rochas em outros Greenstone Belts arqueanos (Província
Superior do Canadá e Greenstone Belt do Norseman, Boston Townshi e Steep Rock)
observou-se uma semelhança nos padrões de distribuição.
94
Comparando os padrões de ETR das rochas meta-vulcânicas estudadas com os padrões
de ETR do embasamento granítico gnáissico, amostras RS-07, RS-124A e RS-124B deste
trabalho, e campo cinza (Bastos Leal et al. 1998), observa-se que a amostra RS-06 apresenta
um comportamento ETR leves semelhante ao embasamento sugerindo uma certa assimilação
crustal.
Razão Amostras
RS-01 RS-02 RS-04 RS-05A RS-05B RS-06 Média N-MORB E-MORB OIB
(La/Yb)n 2,31 2,02 0,64 1,07 1,22 4,84 1,61 0,56 1,81 11,56
(La/Sm)n 1,75 1,95 0,63 0,96 1,08 2,01 1,16 0,59 1,51 2,31
(Sm/Nb)n 1,31 1,03 1,03 1,11 1,14 2,40 1,24 1,23 0,30 0,28
Tabela 7.2 – Razões de ETR das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do
GBRS com valores de N-MORB, E-MORB e OIB (Sun & McDonough 1989).
95
Figura 7.8 - Diagrama de elementos terras raras (ETR) normalizados para o manto primitivo
(McDonough & Sun 1995) para as rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do
GBRS. Para comparação são mostrados no diagrama os padrões médios para Basaltos de Ilha
Oceânica (OIB) e Basaltos de Cordilheira Meso-Oceânica Normal (N-MORB) e Enriquecido (E-
MORB) (Sun & McDonough 1989). O campo em cinza representa uma média de rochas do
embasamento granítico-gnáissico do Bloco Guanambi-Correntina (Dados químicos extraídos de
Bastos Leal et al. 1998).
96
Capítulo VIII
Neste capítulo serão discutidos aspectos a respeito da fonte mantélica e de possíveis
assimilações crustais nas rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do
GBRS.
97
8. Caracterização da Fonte Mantélica
Inúmeros trabalhos (e.g., Weaver 1991; Fitton et al. 1997; Baksi 2001; Condie 2003,
2005) tiveram suas pesquisas utilizando razões entre elementos HFS (High Field Strength),
tais como Nb/Th, Zr/Nb, Zr/Y e Nb/Y para caracterizar domínios mantélicos isotopicamente
distintos (e.g., Hart et al. 1992) em rochas meta-vulcânicas máficas de greenstone belts.
Como os elementos HFS são considerados altamente incompatíveis, suas razões no processo
de fusão permanecem relativamente constantes e podem indicar características químicas da
fonte mantélica.
8.1 Utilização de Razões entre elementos HFS
No diagrama utilizando Nb/Y vs Zr/Y (Figura 8.1A), fontes derivadas de plumas são
diferenciadas de fontes não-pluma (manto empobrecido e magmas de arco vulcânico).
Observa-se que as amostras das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do
GBRS plotaram ao longo ou próximo da linha divisória entre fontes mantélica derivadas de
pluma e não-pluma.
As amostras plotadas na figura 8.1A foram divididas em dois grupos: o primeiro grupo
com baixa razão Zr/Y e Nb/Y, e o segundo com valores relativamente altos nas razões Zr/Y e
Nb/Y. No primeiro grupo as amostras plotaram próximas do campo do manto empobrecido
(DM) e mostram indicações de misturas entre DM e manto primitivo (PM). O segundo grupo
pode ser resultante da mistura entre PM e componentes enriquecidos (EM); poucas amostras
deste grupo que plotaram no campo de fonte pluma podem ter sido formadas pela mistura
entre EM e OIB. Dentro deste contexto, EM representaria porções do manto enriquecido pela
adição de litosfera oceânica subductada e/ou litosfera subcontinental junto com sedimentos
crustais.
O diagrama Zr/Nb vs. Nb/Th (Figura 8.1B) revela que algumas amostras plotam
próximas da média de componentes enriquecidos (EM) e crosta superior (UC), enquanto que
apenas uma amostra plota entre os limites dos campos dos basaltos oceânicos e do campo
OIB. Embora nenhuma amostra demonstre evidências de ter sido derivada de apenas fonte do
98
tipo DM, três amostras situam-se entre as fontes EM e DM, possuindo, no entanto,
contribuição menos significativa de DM.
Utilizando como base a razão Rb/Cs que distingue reservatórios PM (Rb/Cs = 20) de
reservatórios do tipo OIB (Rb/Cs = 80) (Hofmann & White 1983; McDonough et al. 1987),
algumas amostras das rochas meta-vulcânicas máficas do GBRS possuem razão Rb/Cs entre
10-20 similar às razões observadas nos reservatórios do tipo PM, embora os elementos Rb e
Cs sejam levemente afetados durante os processos de alteração.
Condie (2005) sugeriu que não existe manto geoquimicamente empobrecido em
tempos Arqueanos, devido à reciclagem e mistura com frações significativas de componentes
enriquecidos. Entretanto, os dados apresentados do GBRS não descartam a possibilidade de
basaltos derivados de fonte mantélica rasa e empobrecida ou a presença de componentes
mantélicos depletados; alguns basaltos da Província Superior do Canadá foram provavelmente
derivados de reservatórios mantélicos empobrecidos em profundidades relativamente rasas
(Polat et al. 1999).
Os dados químicos das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do
GBRS mostram evidências de mistura entre componentes EM e DM (Figura 8.1B). Da
mesma forma, os padrões de ETR (Figura 7.8) sugerem mistura de componentes E-MORB
com manto depletado. Isto pode ser possível se a pluma (fonte de E-MORB), durante sua
ascensão, incorpora porções de material mantélico depletado de fonte rasa. Entretanto, apenas
o diagrama da figura 8.1 é insuficiente para identificar e caracterizar reservatórios mantélicos,
mas são significativos e convincentes se houver complementação com dados isotópicos (Sr,
Nd e Pb).
99
Figura 8.1 - Inferência da(s) fonte(s) das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do
GBRS utilizando diagramas de variação (A) Zr/Y vs. Nb/Y e (B) Nb/Th vs. Zr/Nb. Nestas figuras são
mostrados campos de fontes mantélicas de basaltos associados a diversos ambientes tectônicos (Condie
2005). Abreviações: UC, crosta continental superior; PM, manto primitivo; DM, manto empobrecido
raso; HIMU, alto μU (fonte U/Pb); EM1 e EM2, fontes mantélicas enriquecidas; ARC, basaltos de arco;
DEP, fonte mantélica empobrecida profunda; EM, componentes enriquecidos; REC, componentes
reciclados. Dados de outros greenstone belts Arqueanos são mostrados para comparação: Província
Superior do Canadá (campo tracejado), greenstones Norseman, Boston Township e Steep Rock Late
(campo cinza escuro), Províncias Báltica e Yilgarn (campo cinza claro).
100
8.2 Investigação do Processo de Assimilação Crustal
Alguns autores têm mencionado que plumas mantélicas (porções mais profundas do
manto) podem ser contaminadas pela assimilação com a litosfera continental (e.g., Mahoney
et al. 1983; Mohr 1987), pelo manto astenosférico com assinatura empobrecida ou por fusões
de litosfera oceânica (e.g., Chen & Frey 1983, 1985; Schilling et al. 1985). Estas hipóteses
são frequentemente formuladas para explicar o enriquecimento anômalo de elementos LIL em
basaltos continentais (Cox & Hawkesworth 1985; Campbell 1985). Observa-se nas rochas
meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS significativas variações em
elementos LIL, principalmente na amostra RS-06, embora estas variações possam refletir
processos de alteração durante o metamorfismo de baixo grau. A presença de anomalia
negativa de Sr, similar àquelas observadas do embasamento, sugere contaminação destes
magmas com as rochas do embasamento granítico-gnáissico do BGC.
Estes resultados sugerem que as rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade
Intermediária do GBRS foram afetadas por algum grau de assimilação crustal. Entretanto, é
difícil explicar o efeito da contaminação crustal somente com as observações descritas acima.
A composição isotópica de Sr, Nd e Pb podem confirmar a hipótese de contaminação crustal
aventada para explicar o comportamento anômalo de alguns elementos químicos das rochas
meta-vulcânicas do GBRS. Bastos Leal et al. (em preparação) apresentaram dados de ƐNd (t)
para as rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS variando de + 2,3
e +3,7. Estes valores de ƐNd (t) levemente positivos podem sugerir que o processo de
assimilação crustal assumiu um papel importante na formação destas rochas.
101
Capítulo IX
Este capítulo terá como escopo as considerações finais a respeito dos estudos
geológicos, petrográficos, de química mineral e geoquímicos das rochas meta-vulcânicas
máficas da Unidade Intermediária do GBRS.
102
9. Considerações Finais
Neste trabalho foi apresentado o estudo petrográfico, de química mineral e geoquímico
das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do Greenstone Belt de Riacho
de Santana e discutido seu significado petrogenético. Os estudos realizados nesta pesquisa
permitiram as seguintes considerações:
O Greenstone Belt de Riacho de Santana (GBRS) localiza-se na porção central do
Cráton do São Francisco, a sudoeste do Estado da Bahia e dista cerca de 500 km da cidade de
Salvador. O GBRS está inserido no Bloco Guanambi-Correntina e está exposto em várias
áreas de ocorrências, pequenas e isoladas, geralmente representadas por morros testemunhos,
distribuídas no meio de uma extensa e espessa cobertura detrítica que restringe a sua área de
exposição, por vezes dificultando a sua localização.
As rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS são
caracterizadas por apresentarem texturas inequigranular, granoblástica e nematoblástica,
tendo como minerais predominantes a tremolita/actinolita, hornblenda e plagioclásio e,
subordinadamente assinala-se a presença de minerais opacos e titanita. Como minerais
secundários ocorrem quartzo, epídoto e carbonatos. Sinais de alterações secundárias estão
registradas nos cristais de plagioclásio (processo de saussuritização/sericitização). Apesar das
rochas não apresentarem mais a mineralogia primária preservada, foram identificados
resquícios das texturas ígneas ofítica e intergranular.
A partir dos aspectos de campo (estruturas, intensidade de deformação), da associação
mineralógica e das texturas identificadas, as rochas meta-vulcânicas máficas foram
classificadas como actinolita xisto e actinolita hornblenda xisto, devido a predominância
desses minerais (actinolita/tremolita ou hornblenda) no volume total da rocha. As rochas estão
equilibradas na fácies xisto verde, conforme a paragênese mineral (actinolita + hornblenda +
andesina - média de 37,35% An).
A química mineral permitiu classificar os anfibólios no grupo dos cálcicos, e dentro
deste grupo como Fe-hornblenda, com razões Mg/(Mg + Fe+2
) entre 0,39 e 0,46. Os cristais de
plagioclásio apresentam composição de andesina, com teores de anortita em torno de 40,93–
103
33,09%. Os dados de temperatura adquiridos pela análise dos plagioclásios sugerem que o
magma atingiu no mínimo, temperaturas da ordem de 1128oC a 1187
oC.
As rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS posicionaram-
se no campo dos basaltos, com baixa razão de álcalis vs sílica, demonstrando caráter toleítico,
fortemente enriquecido em ferro.
As variações de elementos traços com MgO, em particular com Ni e Sc, sugerem que
a cristalização de olivina e clinopiroxênio foram fases minerais importantes no fracionamento
magmático. O comportamento do Al2O3 e CaO com o MgO é sugestivo da importância do
fracionamento do plagioclásio e clinopiroxênio na evolução magmática.
Padrões de ETR normalizados para o manto primitivo e as razões de elementos traços
sugerem que o magma primitivo das rochas meta-vulcânicas máficas foi derivado de um
reservatório mantélico primitivo ou por uma mistura entre reservatórios enriquecidos e
empobrecidos. Os padrões relativamente planos dos ETR pesados indicam que a fusão
mantélica ocorreu em profundidades relativamente rasas, na ausência de granada na fonte.
Enriquecimento anômalo de elementos LIL, especialmente para a amostra RS-06, e a
presença, de forma geral, de anomalia negativa de Sr similar àquela observada no
embasamento, sugere contaminação destes magmas com as rochas do embasamento granítico-
gnáissico do Bloco Guanambi-Correntina. Adicionalmente, valores de ƐNd(t) entre +2,3 e +3,7
sugeri, a priori, que processo de contaminação crustal foi importante na formação dessas
rochas (Bastos Leal et al., em preparação).
104
Capítulo X
Neste capítulo serão listados todos os livros, artigos de revista, teses de doutorado
que auxiliaram na construção deste trabalho.
105
10. Referências Bibliográficas
Almeida, F.F.M. 1977. O Cráton do São Francisco. Revista Brasileira de Geociências, 7:349-
364.
Arndt, N.T. 1994. Archean komatiites. In: Condie K.C. (ed.) Archean Crustal Evolution.
Elsevier, 11-44p.
Baksi, A.K. 2001. Search for a deep mantle component in mafic lava using a Nb–Y–Zr plot.
Can. J. Earth Sci., 38:813-824.
Barbosa, J.S.F. & Dominguez, J.M.L. 1996. Texto Explicativo para o Mapa Geológico do
Estado da Bahia ao Milionésimo. Salvador, Bahia, SICM/SGM, 400p.
Barbosa, J.S.F. & Sabaté, P. 2002. Geological Feature and the Paleoproterozoic od Four
Archean Crustal Segments of the São Francisco Craton, Bahia, Brazil. A Syntesis. An.
Academia Brasileira de Ciencências n. 2, p. 343-359,
Bastos Leal, L.R.; Teixeira, W.; Cunha, J.C.; Macambira, M.J.B. 1998. Archean tonalitic-
trondhjemitic and granitic plutonism in the Gavião block, São Francisco craton, Bahia,
Brazil: geochemical and geochronological characteristics. Rev. Bras. Geoc., 28(2):209-
220.
Bastos Leal, L.R.; Cunha, J.C.; Cordani, U.G.; Teixeira, W.; Nutman, A.P.; Menezes Leal,
A.B.; Macambira, M.J.B. 2003. SHRIMP U-Pb, 207Pb/206Pb zircon dating, and Nd
isotopic signature of the Umburanas greenstone belt, northern São Francisco Cráton,
Brazil. J. South American Earth Sci., 15:775-785.
Bateman, R.; Costa, S.; Swe, T.; Lambert, D. 2001. Archaean mafic magmatism in the
Kalgoorlie area of the Yilgarn Craton, Western Australia: a geochemical and Nd
isotopic study of the petrogenetic and tectonic evolution of a greenstone belt.
Precambrian Res., 108:75-112.
106
Benn, K., Mareschal, J.-C., Condie, K.C., 2006. Introduction: archaean geodynamics and
environments. In: Benn, K., Mareschal, J.-C., Condie, K.C. (Eds.), Archean
Geodynamics and Environments. AGU Geophys. Monograph Series, vol. 164, pp. 1–5.
Beresford, S.W.; Cas, R.A.F.; Lahaye, Y.; Jane, M. 2002. Facies architecture of an Archean
komatiite-hosted Ni-sulphide ore deposit, Victor, Kambalda, Western Australia:
implications for komatiite lava emplacement. J. Volcanology and Geothermal Research,
118:57-75.
Bjerg, S.; Mogessie, A.; Bjerg, E. 1995. The mineral formula calculation program (PAS-
FORM).
Brewer, T.S. & Menuge, J.F. 1998. Metamorphic overprinting of Sm-Nd isotopic systems in
volcanic rocks: the Telemark Supergroup, southern Norway. Chem. Geol., 145:1-16.
Brito Neves, B.B.; Cordani, U.G.; Torquato, J.R. 1980. Evolução geocronológica do Pré-
cambriano do Estado da Bahia. Geologia e Recursos Minerais do Estado da Bahia,
Textos Básicos, SGM/CPM, 1: 101p.
Campbell, I.H. 1985. The difference between oceanic and continental tholeiites: a fuid
dynamic explanation. Contrib. Miner. Petrol., 91:37-43.
Chavagnac, V. 2004. A geochemical and Nd isotopic study of Barberton komatiites (South
Africa): implication for the Archean mantle. Lithos, 75:253-281.
Chen, C.Y & Frey, F.A. 1983. Trace element and isotopic geochemistry of lavas from
Haleakala Volcano, East Maui, Hawaii: implications for the origin of Hawaiian basalts.
J. Geophy. Research, 90:8743-8768.
Chen, C.Y, & Frey, F.A. 1985. Origin of Hawaiian tholeiite and alkalic basalt. Nature 302,
785–789.
Condie, K.C. 1981. Archean Greenstone Belts. Amsterdam, Elsevier, 435p.
107
Condie, K.C. 1994. Archaean Crustal Evolution. Amsterdam, Elsevier, 528p.
Condie, K.C. 2003. Incompatible element ratios in oceanic basalts and komatiites: tracking
deep mantle sources and continental growth rates with time. Geochem. Geophys.
Geosyst., 4(1):1005, doi:10.1029/2002GC000333.
Condie, K.C. 2005. High field strength ratios in Archean basalts: a window to evolving
sources mantle plumes? Lithos, 79:491-504.
Cordani, U.G.; Sato, K.; Marinho, M.M. 1985. The geologic evolution of the ancient granite-
greenstone terrane of central-sourthen Bahia, Brazil. Precambrian Res, 27: 187-213.
Cordani, U.G.; Iyer, S.S.; Taylor, P.N.; Kawashita, K.; Sato, K.; Mcheath, I. 1992. Pb-Pb,
Rb-Sr, and K-Ar sistematic of the Lagoa Real uranium province (south-central Bahia,
Brazil) and the Espinhaço Cycle (ca. 1.5-1.0 Ga). J. Sout. Amer. Eart. Sci., 1: 33-46.
Cox, K.G.; Bell J.D.; Punkhrst, R.J. 1979. The interpretation of igneous rocks. Ed. George
Allen * unwim (Publishers) Ltda. London, 450p.
Cox, K.G. & Hawkesworth, C.J. 1985. Geochemical stratigraphy of the Deccan traps at
Mahabaleshwar Western Ghats, India with implication for open system magmatic
processes. J. Petrol., 26:355-377.
Cunha, J.C. & Fróes, R.J.B. 1994. Komatiıtos com textura spinifex do Greenstone belt de
Umburanas, Bahia. Salvador, Série Arquivos Abertos, Companhia Baiana de Pesquisa
Mineral-CBPM, 29p.
Deer, W.A.; Howie, R.A.; Zussman, J. 1992. An introduction to the rock-forming minerals. 2.
ed. Harlow, Essex; New York: Longman Scientific & Technical: Wiley, 696p.
Fitton, J.G.; Saunders, A.D.; Norry, M.J.; Hardarson, B.S.; Taylor, R.N. 1997. Thermal and
chemical structure of the Iceland plume. Earth Planet. Sci. Lett., 153:197-208.
108
Hart, S.R.; Hauri, E.H.; Oschmann, L.A.; Whitehead, J.A. 1992. Mantle plumes and
entrainment: isotopic evidence. Science, 256:517-519.
Hofmann, A.W. & White, W.M. 1983. Ba, Rb and Cs in the Earth’s mantle. Zeitschift fur
Naturforschung, 38a:256-266.
Humphris, S.E. & Thompson, G. 1978. Trace element mobility during hydrothermal alteration
of oceanic basalts. Geochim.Cosmochim. Acta, 42:127-136.
Irvine, T.N. & Baragar, W.R.A. 1971. A guide to the chemical classifcation of the common
volcanic rocks. Can. J. Earth Sci, 8:523-545.
Jardim de Sá, E.F.; Bartels, R.L.; Neves, B.B.B.; McReath, I. 1976. Geocronologia e o
modelo tectono-magmático da Chapada Diamantina e Espinhaço Setentrional, Bahia.
In: Congr. Bras. Geol., 29. Ouro Preto, 1976. Anais... Ouro Preto, SBG. v. 4. p. 205-
227.
Janousek, V.; Farrow, C.; M, Erban, V. 2006. Interpretation of whole-rock geochemical data
in igneous geochemistry: introducing Geochemical Data Toolkit (GCDkit). – J.
Petrology, 47, 1255–1259.
Jensen, L.S. 1976. A new cation plot for classifying sub-alkaline volcanic rocks. Ontario
division Mines Miscellaneous, Paper No. 66, 22p.
Kerr, P.F. 1969. Optical Mineralogy. McGraw-Hill, New York. 2ª edição, 492p.
Kerrich, R. & Fryer, B.J. 1979. Archean precious metal hydrothermal systems Dome Mine
Abitibi greenstone belt; II REE and oxygen isotope relations. Can. J. Earth Sci., 16:440-
458.
Kudo, A.M.; Weill, D.F. 1970. An igneous plagioclase geotermometer. Contributions to
Mineralogy and Petrology, Berlin, v. 25, 52-65p.
109
Leake, B.E. 1978. Nomenclature of amphiboles. American Mineralogist, Lancaster, v. 63, p.
1023-1052.
Le Bas, M. J.: Le Maitre, R. W.; Streckeisen, A.; Zanettin, B. 1986. A chemical classification
of volcanic rocks based on total álcali-silica diagram. J. Petrology, 27:745-750.
Ludden, J.; Gelienas, L.; Trudel, P. 1982. Archean metavolcanics from the Rouyn-Noranda
district, Abitibi greenstone belt, Quebec: 2. Mobility of trace elements and petrogenetic
constraints. Can. J. Earth Sci., 19:2276-2287.
MacDonald, G.A. & Katsura, T. 1964. Chemical Composition of Hawaian Lavas. J.
Petrology, 82-133p.
Mahoney, J.J.; Macdougall, J.D.; Lugmair, G.W.; Gopalan, K. 1983. Kerguelen hotspot
source for Rajmahal Traps and Ninetyeast Ridge? Nature (London), 303:385-389.
Manikyamba, C.; Kerrich, R.; Naqvi, S.M.; Mohan, M.R. 2004. Geochemical systematics of
tholeiitic basalts from the 2.7 Ga Ramagiri-Hungund composite greenstone belt,
Dharwar craton. Precambrian Res., 134:21-39.
Marinho, M.M. 1991. La Séquence Volcano-Sédimentaire de Contendas Mirante et la
Bordure Occidentalle du Bloc de Jequié (Cráton du São Francisco, Brésil): Um exemple
de transition Archéen - Protérozoique. Tese de Doutorado. Université Blaise Pascal,
Clermond Ferrand, França, 388p.
Marinho, M.M.; Galvão, C.F.; Nonato, I.F.; Brito, R.S.C. 1994. Geologia e potencialidade
mineral da borda nordeste da Faixa Contendas-Mirante e do Sill do Rio Jacaré.
Salvador: Companhia Baiana de Pesquisa Mineral - CBPM, Série Arquivos Abertos,
v.6, 17p.
Mascarenhas, J.F. 1973. A geologia do centro-leste do Estado da Bahia. Congresso Brasileiro
de Geologia: Simpósio sobre o embasamento do Cráton São Franciscano e da parte
norte - oriental do Brasil, Brasil, n. 27, 35-66p.
110
Mascarenhas, J. de F. & Garcia, T.W. 1989. Mapa Geocronológico do Estado da Bahia,
1/1.000.000: texto explicativo. Salvador: SGM/COM, 1989. p. 34-38.
Mascarenhas, J.F. & Silva, E.F.A. 1994. Greenstone Belt de Mundo Novo: caracterização e
implicações metalogenéticas e geotectônicas no Cráton do São Francisco. Série
Arquivos Abertos, n.5, 1-31p.
Mathez, E.A. 1973. Refinement of the Kudo-Weill plagioclase thermometer and its
application to basaltic rocks. Contributions to Mineralogy and Petrology, Berlin, v. 41,
61-72p.
McDonough, W.F.; Sun, S.S.; Ringwood, A.E.; Jagoutz, E. 1987. Rb and Cs in the Earth and
Moon. In:Lunar and Planetary Science Conference, Abstract, 18:610-611.
McDonough, W.F. & Sun, S.S. 1995. The composition of the Earth. Chem. Geol., 120:223-
253.
Menezes Leal, A.B. & Paul, D. 2006. Geochemistry and origin of the tholeiitic mafic
metavolcanic rocks from the Riacho de Santana greenstone belt, Bahia, Brazil. In: GSA
Annual Meeting, 2006, Pensilvânia, Filadelfa, Geological Society of America Abstracts,
38(7):493.
Menezes Leal, A.B.; Paul, D.; Cunha, J.C. 2007. Geochemistry of contaminated Komatiites
from the Umburanas greenstone belt, Bahia State, Brazil. In: GSA Annual Meeting,
Denver, Colorado, Geological Society of America Abstracts, 39(6):222.
Mohr, P.A. 1987. Crustal contamination in mafic sheets: a summary. In: Halls H. & Fahrig
W.F. (eds.) Mafic Dyke Swarms. Geological Association of Canada Special Paper,
34:75-80.
Murphy, J.B. & Hynes, A.J. 1986. Contrasting secondary mobility of Ti, P, Zr, Nb, and Y in
two metabasaltic suites in the Appalachians. Can. J. Earth Sci., 23:1138-1144.
111
Parman, S.W.; Grove, T.L.; Dann J.C. 2001. The production of Barberton komatiites in an
Archean subduction zone. Geophys. Res. Lett., 28:2513-2516.
Parman, S.W.; Shimizu, N.; Grove, T.L.; Dann, J.C. 2003. Constraints on the pre-
metamorphic trace element composition of Barberton Komatiites from ion probe
analyses of preserved clinopyroxene. Contrib. Mineral. Petrol., 144:383-396.
Peucat, J.J.; Mascarenhas, J.F.; Barbosa, J.S.F.; Souza, S.L. de; Marinho, M.M.; Fanning,
C.M.; Leite, C.M.M. 2002. 3.3 Ga SHRIMP U-Pb zircon age of a felsic metavolcanic
rock from the Mundo Novo greenstone belt in the São Francisco craton, Bahia (NE
Brazil). J. South American Earth Sci., 15:363-373.
Polat, A. & Kerrich, R. 2001. Magnesian andesites, Nb-enriched basaltandesites, and adakites
from late Archean 2.7 Ga Wawa greenstone belts, Superior Province, Canada:
implications for late Archean subduction zone petrogenetic processes. Contrib. Mineral.
Petrol., 141:36-52.
Polat, A. & Kerrich, R. 2006. Reading the geochemical fn-gerprints of Archaean hot
subduction volcanic rocks: evidence for accretion and crustal recycling in a mobile
tectonic regime. In: Benn K., Mareschal J.-C., Condie K.C. (eds.) Archean
Geodynamics and Environments. AGU Geophys. Monograph Series, 164:189-213.
Polat, A.; Kerrich, R.; Wyman, D.A. 1999. Geochemical diversity in oceanic komatiites and
basalts from the late Archean Wawa greenstone belt, Superior Province, Canada: trace
element and Nd isotope evidence for a heterogeneous mantle. Precambrian Res.,
94:139-173.
Polat, A., Kerrich, R., Wyman, D.A., 1998. The late Archean Schreiber–Hemlo and White
River–Dayohessarah greenstone belts, Superior Province: collages of oceanic plateaus,
oceanic island arcs, and subduction–accretion complexes. Tectonophysics 289, 295–
326.
112
Prazeres Santos, J. & Menezes Leal, A.B. 2008. Geologia e Petrografia das rochas meta-
vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do greenstone belt de Riacho de Santana,
Estado da Bahia. Trabalho Final de Conclusão de Curso. Insituto de Geociências,
Universidade Federal da Bahia, Salvador.
Prazeres Santos, J.; Menezes Leal, A.B.; Santos, A.L.D. 2010. Geologia, Petrografia e
Geoquímica das Rochas Meta-vulcânicas Máficas nas Unidades Inferior e Intermediára
do Greenstone Belt de Riacho de Santana,BA. In: Congr. Bras. Geol., 45º. Belém (em
andamento).
Richard, L.R. 1995. Mineralogical and petrological data processing system. (MINPET).
Rosa, M.L.S.; Conceição, H.; Oberli, F.; Meier, M.; Martin, H.; Barreto Santos, E.; Paim,
M.M.; Alves Silva, F.C.; Bastos Leal, L.R. 2000. Geochronology (U-Pb/Pb-Pb) and
isotopic signature (R-Sr/Sm-Nd) of the Paleoproterozoic Guanambi batolith,
southwestern Bahia State (NE Brazil). Revista Brasileira de Geociências, Rio de
Janeiro-RJ, v. 30, n. 1,62-65p.
Santos, A.L.D. & Menezes Leal, A.B. 2008 Geologia e Petrografia das rochas meta-
komatiíticas da Unidade Inferior do greenstone belt de Umburanas, Estado da Bahia.
Monografia. Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, Salvador.
Schilling, J.G.; Thompson, G.; Kingsley, R.; Humphris, S. 1985. Hotspot-migrating ridge
interaction in the South Atlantic. Nature, 313:187-191.
Schrank, A. & Silva, M.G. 1993. Os greenstone belts do Cráton do São Francisco. In:
DOMINGUEZ, J.M.L. & MISI, A. (eds.). O Cráton do São Francisco, Salvador,
SBG/SGM/CNPq, 161-185p.
Silva, M.G. 1987. Petrologie, Geochimie und tektonische Entwickulung eines proterozoischen
Gruensteinguertels, Rio Itapicuru Bahia, Brasilien. Albert-Ludwigs Universität
Freiburg, ALUF, Alemanha, 168p.
113
Silva, M.G. & Cunha, J.C. 1999. Greenstones belts e sequências vulcanossedimentares
equivalentes do Cráton do São Francisco no Estado da Bahia. Geologia e Potencial
Mineral. Workshop: Depositos Minerais Brasileiros e Metais-Base, 102-109p.
Silva, M.G. da et al. 1980. Projeto Santo Onofre: mapeamento geológico, relatório final. (Rio
de Janeiro): Convênio DNPM-CPRM-Triservice.
Silveira, W.P. & Garrido, I.A.A. 2000. Geologia, Pesquisa Mineral e Potencialidade
Econômica do Greenstone Belt Riacho de Santana. S.A. Abertos, CBPM, 14, 39p.
Silveira, W.P.; Fróes, J.R.B.; Bastos Leal, L.R. 1996. Geologia e potencial metalogenético do
greenstone belt de Riacho de Santana. In: Congresso Brasileiro de Geologia, Salvador,
1:109-112.
Srivastava, R.K.; Singh, R.K.; Verma, S.P. 2004. Neoarchaean mafic volcanic rocks from the
southern Bastar greenstone belt, Central India: petrological and tectonic significance.
Precambrian Res., 131:305-322.
Sun, S.S. & McDonough, W.F. 1989. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts:
implications for mantle composition and processes. In: Saunders A.D. & Norry M.J.
(eds.) Magmatism in the Ocean Basins. Geol. Soc. Lond. Spec. Publ, 42:313-345.
Van Kranendonk, M.J. 2004. Archean tectonics, a review. Precambrian Res., 131:143-151.
Weaver, B.L. 1991. The origin of ocean island basalt endmember compositions: trace element
and isotopic constraints. Earth Planet. Sci. Lett., 104:381-397.
Yavuz, F. 1998. New Amphical. A program to classify microprobe wet chemical amphibole
analyses. P.K. 90, 81302. Kadiköy, Istambul, Turkey.
Zanettin, B. 1984. Proposed new classification of volcanic rocks. Episodes n. 7, 19-20p.
