UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE … · Violeta de Souza Martins Borges - CBPM Salvador,...

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA

INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS CURSO DE GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA

André Luis Dias Santos

GEOLOGIA, PETROGRAFIA E EVOLUÇÃO METAMÓRFICA DAS ROCHAS META-KOMATIÍTICAS DA UNIDADE INFERIOR DO

GREENSTONE BELT DE UMBURANAS, BAHIA, BRASIL

Salvador 2008

ii


GEOLOGIA, PETROGRAFIA E EVOLUÇÃO METAMÓRFICA DAS ROCHAS META-KOMATIÍTICAS DA

UNIDADE INFERIOR DO GREENSTONE BELT DE UMBURANAS, BAHIA, BRASIL

Monografia apresentada ao Curso de Geologia, Instituto de Geociências, Universidade Federal da Bahia, como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Geologia. Orientadora: Profª. Angela Beatriz de Menezes Leal

Salvador 2008

iii

TERMO DE APROVAÇÃO


GEOLOGIA, PETROGRAFIA E EVOLUÇÃO METAMÓRFICA DAS ROCHAS META-KOMATIÍTICAS DA

UNIDADE INFERIOR DO GREENSTONE BELT DE UMBURANAS, BAHIA, BRASIL

Monografia aprovada como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Geologia, Universidade Federal da Bahia, pela seguinte banca examinadora:

BANCA EXAMINADORA Profª Dra. Angela Beatriz de Mezeses Leal - IGEO/UFBA - Orientadora Prof. Dr. Luiz Rogério Bastos Leal - IGEO/UFBA MSc. Violeta de Souza Martins Borges - CBPM

Salvador, 3 de dezembro de 2008

iv

SUMÁRIO

SUMÁRIO................................................................................................. iv LISTA DE FIGURAS................................................................................. vi LISTA DE FOTOGRAFIAS........................................................................ vii LISTA DE FOTOMICROGRAFIAS........................................................... ix LISTA DE TABELAS................................................................................. xi RESUMO................................................................................................... xii ABSTRACT................................................................................................ xiv AGRADECIMENTOS................................................................................. xvi

CAPÍTULO 1

1. INTRODUÇÃO...................................................................................... 19 1.1 Apresentação....................................................................................... 19 1.2 Importância do tema............................................................................ 20 1.3 Objetivos do trabalho........................................................................... 21 1.4 Localização e vias de acesso.............................................................. 21 1.5 Trabalhos anteriores........................................................................... 24 1.6 Características gerais dos Greenstone Belts....................................... 25 1.7 Características gerais das rochas komatiíticas.................................... 27

CAPÍTULO 2

2. MATERIAIS E MÉTODOS..................................................................... 30 2.1 Revisão Bibliográfica............................................................................ 30 2.2 Trabalhos de Campo............................................................................ 30

2.3 Métodos Petrográficos......................................................................... 31

2.4 Métodos Químicos............................................................................... 31

2.5 Tratamento de Dados Analíticos.......................................................... 32

CAPÌTULO 3

3. CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL................................................ 34

3.1 O Cráton do São Francisco................................................................. 34

3.2 O Bloco Gavião.................................................................................... 38

v

CAPÍTULO 4 4. ASPECTOS GEOLÓGICOS DO GREENSTONE BELT DE UMBURANAS............................................................................................ 43 4.1 Unidade Inferior.................................................................................... 46 4.1.1 Rochas meta-komatiíticas e Meta-basaltos basais........................... 46 4.1.2 Rochas calcissilicáticas, meta-vulcânicas félsicas e máficas, meta-

carbonatos e formações ferríferas............................................................. 49 4.1.3 Quartzitos, meta-conglomerados e meta-cherts............................... 52 4.2 Unidade Média..................................................................................... 54 4.3 Unidade Superior................................................................................. 57 4.4 Rochas graníticas intrusivas................................................................ 59 4.4.1 Maciço granítico de Umburanas....................................................... 59 4.4.2 Maciço Serra do Eixo....................................................................... 61 4.5 Coberturas Terciárias/Quarternárias.................................................... 61

CAPÍTULO 5 5. GEOLOGIA, PETROGRAFIA E EVOLUÇÃO METAMÓRFICA DAS ROCHAS META-KOMATIÍTICAS DA UNIDADE INFERIOR DO GREENSTONE BELT DE UMBURANAS................................................. 63 5.1 Geologia............................................................................................... 63 5.2 Petrografia............................................................................................ 65 5.3 Evolução metamórfica.......................................................................... 70 5.4 Geoquímica das rochas meta-komatiíticas.......................................... 71

CAPÍTULO 6 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS................................................................... 77

CAPÍTULO 7

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................... 80

vi

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 Mapa de localização da área de estudo e vias de

acesso(SEI,DERBA,2007).......................................................... 23

Figura 1.2 Aspecto geral de rochas meta-komatiíticas, mostrando os cristais de olivina de forma alongada. Greenstone belt de Barberton, África do Sul. A. Amostra de mão. B. Fotomicrografia.......................................................................... 28

Figura 3.1 Cráton do São Francisco com as principais seqüências

vulcanossedimentares. GB= Greenstone Belt. Adaptado e modificado de Alkmin 1993 et al. (1993).................................... 36

Figura 3.2 Localização do Cráton São Francisco, esboço geológico e

compartimentação geotectônica do Estado da Bahia (Adaptado e modificado de Barbosa & Dominguez 1996)......... 37

Figura 3.3 Mapa geológico simplificado da área de estudo, destacando

as principais unidades geológicas da região, bem como o greenstone belt de Umburanas e as ocorrências de rochas meta-komatiíticas associadas (Adaptado e modificado de Cunha & Fróes 1994)................................................................. 41

Figura 4.1 Coluna estratigráfica esquemática do Greenstone Belt de

Umburanas, segundo Cunha & Fróes (1994)............................. 44

Figura 4.2 Mapa geológico simplificado da porção sul do Greenstone Belt de Umburanas (adaptado e modificado de Cunha & Fróes, 1994)........................................................................................... 45

Figura 5.1 Diagrama ternário AFM [Al2O3-(FeO+Fe2O3 +TiO2)-MgO] de

Jensen (1976, in Viljoen et al. 1982) para classificação de rochas ultramáficas. As rochas meta-ultramáficas do GBU plotam no campo do peridotito Komatiítico................................. 73

Figura 5.2 Diagrama ternário MgO-CaO-Al2O3 para komatiitos e rochas

afins, adaptado de Viljoen et al. 1982. Evidenciando os altos teores de MgO para as amostras do GBU. I = Basaltos toleíticos; II= Basaltos komatiíticos; III= Peridotitos komatiítos.. 74

vii

LISTA DE FOTOGRAFIAS

Fotografia 3.1 Fotografia 3.1-Feição característica do embasamento

gnáissico-migmatítico do Bloco Gavião na área de estudo. Ponto: UM-107. Coordenadas: 198899/8420226.....................

38

Fotografia 3.2 Fotografia 3.2 - Feição característica do embasamento

gnáissico-migmatítico do Bloco Gavião na área de estudo. Ponto: UM-107. Coordenadas: 198899/8420226..................... 39

Fotografia 4.1 Intercalação entre rochas meta-vulcanicas máficas e rochas

meta-ultramáfica da Unidade Inferior do GBU. Ponto: UM-01A. Coordenadas: 227320/8434644...................................... 47

Fotografia 4.2 Intercalação entre as rochas meta-vulcânicas máficas e

félsica na Unidade Inferior do GBU. Ponto: UM-102. Coordenadas: 227980/8433528............................................... 50

Fotografia 4.3 Aspecto geral dos quartzitos de idade arqueana da Unidade

Inferior do GBU. Ponto: UM-104. Coordenadas: 229240/8433940....................................................................... 53

Fotografia 4.4 Aspecto geral dos meta-conglomerados associados aos

quartzitos da Unidade Inferior do GBU. Ponto: UM 104. Coordenadas: 229240/8433940............................................... 54

Fotografia 4.5 Aspecto dos meta-andesitos da Unidade Média do GBU.

Ponto: UM-105. Coordenadas: 230663/8434296..................... 55

Fotografia 4.6 Aspecto dos meta-carbonatos da Unidade Superior do GBU. Ponto: UM-103. Coordenadas: 228799/8433928.................... 57

Fotografia 4.7 Aspecto da fácies tonalilítica do maciço de Umburanas, com

enclaves máficos. Ponto: UM-109. Coordenadas: 241613/8434202...................................................................... 60

Fotografia 4.8 Aspecto da fácies tonalilítica porfirítica do maciço de

Umburanas. Ponto: UM-109. Coordenadas: 241613/8434202...................................................................... 60

Fotografia 4.9 Aspecto da fácies granítica do maciço de Umburanas

cortado por veios pegmatíticos. Ponto: UM-106. Coordenadas: 233574/8434382............................................... 61

Fotografia 5.1 Aspecto geral da ocorrência de meta-komatiítos da Unidade

Inferior do GBU. Ponto: UM-100/UM-01. Coordenadas: 227320/8434644....................................................................... 64

viii

Fotografia 5.2 Detalhe das rochas meta-komatiíticas da Unidade Inferior do GBU. Ponto: UM-100/UM-01. Coordenadas: 227320/8434644....................................................................... 64

ix

LISTA DE FOTOMICROGRAFIAS

Fotomicrografia 4.1 Aspecto geral das texturas nematoblástica e granoblástica. Rocha meta-vulcânica máfica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-01B2. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Tit= titanita. Aumento de 200X................................................................................

47

Fotomicrografia 4.2 Detalhe do veio de epídoto seguindo a orientação da rocha. Rocha meta-vulcânica máfica. Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-01B1. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Epi=Epídoto. Aumento de 100X...........

49

Fotomicrografia 4.3 Aspecto geral das texturas granoblástica e

lepidoblástica. Rocha meta-vulcânica félsica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-02. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 25X............. 51

Fotomicrografia 4.4 Plagioclásio apresentando o processo de sericitização

e saussuritização. Rocha meta-vulcânica félsica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-02. Nicóis cruzados. Aumento de 500X........................................... 52

Fotomicrografia 4.5 A. Cristais de moscovita associada à biotita. Nicóis

paralelos. Aumento de 200X. B. Cristal de plagioclásio saussuritizado e sericitizado. Nicóis cruzados. Aumento de 200X. Rocha meta-vulcânica félsica da Unidade Média do GBU. Amostra UM 07. Tit=titanita; Mos=moscovita; Plg=plagioclásio;Bio=biotita.......................................................................... .......................................................... 56

Fotomicrografia 4.6 Detalhe da moscovita preenchendo fratura com

minerais opacos associados. Rocha meta-vulcânica félsica da Unidade Média do GBU. Amostra UM-07. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 200X................................................................................ 57

Fotomicrografia 4.7 Detalhe do contato interdigitado entre grãos de

carbonato. Rocha meta-carbonato da Unidade Superior do GBU. Amostra UM-03-B. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 200X................................ 58

Fotomicrografia 4.8 Detalhe da presença de biotita e quartzo no contato

entre os grãos de carbonato. Rocha meta-carbonato da Unidade Superior do GBU. Amostra UM-03B. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Bio=Biotita, Qtz=Quarto. Aumento de 200X........................................................... 59

x

Fotomicrografia 5.1 Aspecto geral da serpentina. Rocha meta-ultramáfica

da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-01A. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 200X............................................................................... 66

Fotomicrografia 5.2 Detalhe da olivina de forma ovalada sendo

parcialmente alterada para serpentina. Rocha meta-komatiítica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-01. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 25X............................................................................. 67

Fotomicrografia 5.3 Detalhe do intercrescimento de tremolita e antofilita.

Rocha meta-komatiítica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-08-A. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Trem=Tremolita; Ant=Antofilita. Aumento de 100X................................................................................ 67

Fotomicrografia 5.4 Fotomicrografia 5.4 - Detalhe da alteração da antofilita

por serpentina. Rocha meta-ultramáfica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-12B. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Serp=Serpentina, Ant=Antofilita. Aumento de 200X............................................................ 67

Fotomicrografia 5.5 Detalhe da substituição pseudomórfica da antofilita

pelo talco. Rocha meta-ultramáfica. Amostra UM11. A.Nicóis Paralelos. B.Nicóis cruzados. Ant=Antofilita, Trem=Tremolita. Aumento 200X..................................... 68

Fotomicrografia 5.6 Detalhe da formação do mineral opaco por substituição

pseudomórfica. Rocha meta-komatiítica. Amostra UM-01. A .Nicóis Paralelos.B.Nicóis cruzados. Aumento de 25X............... 68

Fotomicrografia 5.7 Detalhe dos minerais opacos na massa de serpentina.

Rocha meta-komatiitica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-12D. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 200X........................................... 69

Fotomicrografia 5.8 Mineral opaco de coloração castanho associado a

serpentina de menor grau de alteração. Rocha meta-komatiitica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM12-C. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 200X............................................................ 69

Fotomicrografia 5.9 Detalhe do cristal de olivina acicular sendo substituído

por serpentina. Rocha meta-komatiítica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-12A. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 25X..............................

69

xi

Fotomicrografia 5.10 Detalhe do cristal de olivina de forma ovalada sendo

substituído por serpentina. Rocha meta-komatiítica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-12A. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 100X................................................................................ 70

Fotomicrografia 5.11 Textura spinifex, Apresentando cristais alongados de

olivina sendo substituído por serpentina. Rocha meta-komatiítica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-12D. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 100X........................................................................... 70

LISTA DE TABELAS

Tabela 5.1 Análises químicas em rocha total de elementos maiores (%

peso) e traço (em partes por milhão. ppm) composição das rochas meta-komatiíticas do Greenstone Belt de Umburanas....

72

xii

RESUMO

O Greenstone Belt de Umburanas (GBU), de idade arqueana, está localizado

na porção centro-oeste do Estado da Bahia. Encontra-se inserido no segmento

crustal do Bloco Gavião (BG), no Cráton do São Francisco. O GBU é formado por

três unidades litoestratigráficas principais que encerram três ciclos vulcânicos: (i)

Unidade Inferior, contendo, na base, rochas vulcânicas meta-ultramáficas

komatiíticas, acompanhadas de meta-basaltos toleiíticos e meta-dacitos compondo o

primeiro ciclo vulcânico, seguidas por quartzitos com leitos meta-conglomeráticos,

meta-sedimentos químico-pelíticos (BIF’s, cherts, meta-carbonatos e rochas

calcissilicáticas) e pulsos discretos de meta-vulcânicas félsicas, atribuídas ao

segundo ciclo vulcânico; (ii) Unidade Média, dominada por rochas meta-vulcânicas

félsicas do terceiro ciclo vulcânico, com intercalações subordinadas de seus

equivalentes piroclásticos, epiclásticos e de derrames máficos e; (iii) Unidade

Superior, constituída essencialmente de meta-carbonatos.

As rochas meta-komatííticas da Unidade Inferior, objeto de estudo,

apresentam-se como faixas tectonicamente interrompidas, seguindo os contatos

com o embasamento e com os maciços graníticos de Umburanas e Serra do Eixo.

Apresentam coloração variando de cinza a cinza esverdeado, granulação fina e uma

foliação incipiente. As principais ocorrências dessas rochas estão situadas na Folha

topográfica de Brumado, próximo a estrada de ferro, nas imediações da Serra do

Sucuiu e na Folha cartográfica de Tanhaçu, na Serra do Eixo, mais precisamente

nas imediações da Fazenda Eixo da Serra.

Estudos petrográficos realizados nas rochas meta-komatiíticas revelaram a

presença de textura spinifex reliquiar, nos tipos mais preservados do processo de

serpentinização, bem como uma associação mineralógica secundária, constituída

por serpentina, talco, tremolita e antofilita, naquelas rochas com grau de

transformação hidrotermal/metamórfica mais elevada, refletindo, dessa forma,

modificações químicas que acompanharam a circulação de fluidos.

As rochas meta-komatiíticas foram classificadas como peridotitos komatiíticos.

Possuem altos teores de MgO (~33%), Cr (4067 ppm) e Ni (1488 ppm) e baixos

xiii

conteúdos de álcalis (~0,05%). As razões CaO/Al2O3 e Al2O3/TiO2 caracterizaram as

rochas meta-komatiíticas em komatiitos empobrecidos em Al.

Palavras Chave:

Rocha meta-komatiítica; Textura spinifex; Greenstone belt Arqueano;

serpentinização.

xiv

ABSTRACT

The Umburanas´s Greenstone Belt (GBU), of archean age, is located in the

middle western portion of Bahia´s State. It is founded in the crustal segment of

gavião Block (BG), in the São Francisco´s Craton. The GBU is made it by three main

litostratigraphic units that closes the volcanic cycles: (i) Lower Unit, contend, in you

base, komatiites meta-ultramafic volcanic rocks, followed by meta-basalts toleitic nad

meta-dacites compound the firs volcanic cycle, followed by quartzites with stream

bed of meta-conglomeratic, chemistry-pelitics meta-sediments (BIF´s, cherts,

metacarbonates and calcissilicatics rocks) and discrete pulses of felsic meta-

vulcanic, attributed to the second volcanic cycle; (ii) Middle Unit, dominated by felsic

meta-volcanic rocks of the third volcanic cycle, with subordinated intercalation of its

equivalence in pyroclastic, epiclastic and meta-carbonates.

The meta-komatiitics rocks of Lower Unit, object of this study, shows as na

interruped tectonic bands, following the contacts with the basement and with the

bulks granitics of Umburanas and the Eixo´s Moutain Range. It is presented a

coloration that varies from gray to green-gray, fine granulation and an incipient

foliation. The mainly occurance of these rocks are situaded in the Brumados´s

topographic Sheet, close to iron road, in the mediations of Sucuiu Mountain Range in

the cartographic Sheet of Tanhaçu, in the Eixo´s Mountain range, more necessarily

in the mediations of Eixo´s Mountain Range Farm.

Petrographic studies made it in the meta-komatiites rocks reveal the presence

of relic spinifex strucuture, in the more preserve types of the serpetinization process,

as well a secondary mineralogical assemble, constitued by by serpentine, talc,

tremolite and antofilite, in those rocks with a hydrothermal/metamorphic

transformation degree higher, reflecting, in some how, chemistry modification that

follows the flow´s circulations.

The meta-komatiitics rocks were classified as komatiitics peridotites. Having

high content of MgO (~33%), Cr (4067 ppm) and Ni (1488 ppm) and lower contents

of alkalis (~0,05%). The proportion CaO/Al2O3 and Al2O3/TiO2 characterizing the

meta-komattietics rocks as an impoverishment in Al.

xv

Keys-words:

Meta-komatiitic rocks; Spinifex texture; Archean Greenstone belt;

Serpentinization.

xvi

AGRADECIMENTOS

Gostaria de expressar meus agradecimentos a todas as pessoas e

Instituições que, de forma direta ou indireta, contribuíram durante minha trajetória

acadêmica.

Ao Instituto de Geociências da UFBA e a Companhia Baiana de Pesquisa

Mineral (CBPM) pelo apoio logístico.

Aos amigos da Corcovado Granitos, Carlos, Fábio, Genivaldo, Jayme, João,

Marivaldo, Miguel, Paulo e Verônica pela amizade e apoio proporcionado ao longo

dos dois anos em que lá estagiei e em especial à Adriana, pela prestatividade e a

Cláudia, não só pela compreensão, mais também pela amizade, conhecimentos

repassados e constante apoio nas atividades profissionais.

Aos funcionários do Instituto de Geociências pela forma atenciosa com que

sempre fui tratado, em especial, Alberto, André, Bossal, Caetano, Claudionor,

Deraldo, Gil, Joida e Mércia.

Aos professores do IGEO/UFBA, em especial à Antônio Marcos, Aroldo Misi,

Flávio Sampaio, Haroldo Sá, João Lamarck (in memoriam), Luiz Rogério Leal,

Marcelo Lima, Maria José Rêgo, Olívia Oliveira, Tânia Araújo e Telésforo Martinez.

A Professora Angela Leal, que foi de fundamental importância, pois seu

conhecimento, agregado a sua sensibilidade e prazer de ensinar, me mostrou por

onde seguir, questionou afirmações e sugeriu soluções, com muita dedicação

sempre acessível incentivando durante todo tempo.

Aos amigos do IGEO/UFBA, pelas discussões, sugestões e pela força de

suas presenças. Em especial à Ana Carla, Ana Carolina, Ana Luiza, Ana Maciel,

Andresa, Antonio Jorge, Bruno (Oceanografia), Carlito, Carlos Emanoel, Cristiane,

Denis Érico, Fabiane, Fernandinha, Gisele, Henrique, Jailma, Joilma, Manuel, Uyara,

xvii

Marcos, Natali, Patrícia, Rodrigo, Rosenilda, Sâmia, Tatiane, Tiago Drumont, Weider

e Zilda.

Aos meus grandes amigos da “turma do Bahia”, Diego Melo, Denise, Gilcimar,

Eraldo, Jofre, Lisálvaro, Marcelo Silva e Natanael, que estão presentes além da

minha vida acadêmica. São cinco anos de convivência, desde os primeiros

semestres do dominó, passando pelos babas, domingos de Fonte Nova, São João,

Reveillon, viagens diversas. Enfim, foram múltiplos os momentos onde

compartilhamos alegrias e até tristezas.

A minha namorada Val, “presente” em todos os momentos, por sua grande

contribuição na minha vida. Demonstrando amor, carinho, companheirismo,

dedicação, paciência, lealdade entre outras características que à torna tão especial.

Sei que posso contar com ela pro que der e vier.

.

Aos meus avós, seu Zeca e D. Dete. As minhas tias, Bárbara, Graça e

Perpétua. Aos meus irmãos Fernando Segundo e Leonardo Dias. E aos meus pais

Fernando e Valdenira, por terem contribuído das mais diversas formas desde o

tempo da “Escolinha Mundo da Criança”, me ensinando o que não se aprende em

nenhuma escola, me mostrando os caminhos corretos a seguir, me acompanhando

nas situações difíceis da vida. Formando o alicerce para minha grandeza interior. A

vocês, não basta um muito obrigado!!!.

Enfim, Parabéns a todos aqueles que se sentiram vitoriosos com esta

conquista, mais uma vez MUITO OBRIGADO e peço que continuem a me apoiar

pois muitos desafios estão por vir, apenas comecei....

__________________________CAPÍTULO 1

19

1- INTRODUÇÃO __________________________________________________________ 1.1 Apresentação

O estudo dos terrenos pré-cambrianos tem grande importância para o

entendimento da evolução da Terra e na descoberta de jazidas minerais associadas.

Os trabalhos realizados nestes terrenos expõem as dificuldades na correlação entre

suas unidades litoestratigráficas e relação temporal, em virtude dos sucessivos

eventos tectônicos e metamórficos que foram submetidos ao longo do tempo.

O Greenstone Belt de Umburanas (GBU) está localizado na parte centro-

oeste do estado da Bahia. Está incluído no segmento crustal Bloco Gavião (BG), no

Cráton do São Francisco. De acordo com Cunha & Fróes (1994), o GBU é formado

por três unidades litoestratigráficas principais que encerram três ciclos vulcânicos: (i)

Unidade Inferior, contendo, na base, rochas vulcânicas meta-ultramáficas

komatiíticas com textura spinifex, acompanhadas de metabasaltos e metadacitos

toleiíticos compondo o primeiro ciclo vulcânico, seguidas por quartzitos com leitos

conglomeráticos, metassedimentos químico-pelíticos (BIF’s, cherts, metacarbonatos

e rochas calcissilicáticas) e pulsos discretos de metavulcânicas félsicas, atribuídas

ao segundo ciclo vulcânico; (ii) Unidade Média, dominada por rochas metavulcânicas

félsicas do terceiro ciclo vulcânico, com intercalações subordinadas de seus

equivalentes piroclásticos, epiclásticos e de derrames máficos e; (iii) Unidade

Superior, constituída essencialmente de metacarbonatos.

As rochas komatiíticas são rocha ígneas com alto teor de MgO (18-33%) e

são encontradas predominantemente nos greenstone belts arqueanos (e.g. Arndt &

Nisbet 1982). A composição química dos komatiitos fornece informações da

composição mantélica e história termal da Terra. Invariavelmente, as ocorrências de

komatiitos foram submetidas a processos de alteração pós-magmáticos, como

hidrotermalismo, metamorfismo, contaminação crustal. Desta forma, a presença de

mineralogia primária, bem como inferências sobre origens de komatiitos, em tempos

arqueanos, é tarefa difícil.

20

Neste trabalho será realizado o estudo geológico, petrográfico e geoquímico

preliminar, bem como a caracterização da evolução metamórfica das rochas meta-

komatiíticas da Unidade Inferior do Greenstone Belt de Umburanas.

1.2 Importância do tema

A Unidade Inferior do GBU atinge extensões de até 17,5 quilômetros e largura

exposta variando atingindo até 1,5 quilometro. Compreendendo diversas

subunidades apresentando variadas litologias. Do ponto de vista metalogenético o

GBU, pelos seus atributos litológicos e estruturais, são altamente favoráveis para

diversos tipos de depósitos minerais, incluindo ouro em zonas de cisalhamento;

sulfetos maciços de metais – base em vulcânicas máficas a félsicas; NI-Cu-EGP-Cr

em vulcânicas komatiíticas e sills associados; ferro e manganês associados a

formações ferríferas; além de depósitos de minerais industriais (magnesita, talco,

vermiculita, calcários e dolomitos para insumos agrícolas, etc.) e de gemas e pedras

ornamentais.

O estudo da composição química de rochas komatiíticas é importante, pois

através dele é possível ter conhecimento da temperatura e profundidade da fusão

mantélica gerada, fornecendo, portanto, informações das condições e evolução do

manto. A ocorrência mais restrita dos komatiitos em tempos neoproterozóico e sua

quase ausência no fanerozóico são usadas como evidência da mudança das

condições químicas e termais da geodinâmica do manto da Terra.

Embora o calor dos impactos meteóricos, formação do núcleo, e altas

concentrações de núcleos radioativos são usados para sugerir a temperatura de

formação da Terra nos dias atuais, somente líquidos komatiiticos fornecem

evidências quantitativa das altas temperaturas do manto Arqueano.

21

1.3 Objetivos do trabalho

O presente estudo tem como objetivo maior contribuir no entendimento dos

processos atuantes na Terra primitiva no âmbito de seqüências

vulcanossedimentares do tipo Greenstone Belts. Para tal, a pesquisa é realizada

através de dados geológicos, petrográficos e geoquímicos obtidos nas rochas meta-

komatiíticas da Unidade Inferior do Greenstone Belt de Umburanas.

Como objetivos específicos destacam-se:

- Individualizar as diferentes litologias das unidades estratigráficas do Greenstone

Belt de Umburanas (GBU);

- Caracterizar petrograficamente as rochas meta-komatiíticas da Unidade Inferior

do GBU;

- Caracterizar o comportamento geoquímico das rochas meta-komatiíticas e

classificando-as através de uma nomenclatura adequada;

- Caracterizar a evolução metamórfica das rochas meta-komatiíticas, através das

associações mineralógicas primárias e/ou secundárias.

1.4 Localização e vias de acesso

A área de estudo está localizada na porção sudoeste do estado da Bahia,

abrangendo as cidades de Brumado, Aracatu e Tanhaçu, englobando as Folhas

topográficas de Brumado (SD.24-Y-A-I) e Tanhaçu (SD.24-Y-A-II), na escala de

1:100.000 (Superintendência de Estudos Econômicos e Sociais da Bahia). Perfaz

uma área de aproximadamente 332 Km2, entre as coordenadas geográficas

41º30’00’’ e 41º22’00’’, de longitude W e 14º05’00’’ e 14º15’00’’ de latitude S (Figura

1.1).

O acesso à região é realizado a partir de Salvador pela BR-324 até a cidade

de Feira de Santana, posteriormente através da BR-116 até o município de Vitória

da Conquista e, em seguida, pela BR-407 até a cidade de Brumado.

A região apresenta clima semi-árido e prolongados períodos de estiagem,

estando inserida no “Polígono das Secas”. Seus solos são classificados como

latossolos eutróficos ou distróficos e luvissolos eutróficos, sustentando uma

vegetação do tipo caatinga arbórea aberta (com ou sem palmeiras).

O relevo da região está representado por patamares do médio rio de Contas e

pediplano sertanejo. A drenagem pertence à Bacia Hidrográfica do rio de Contas,

possuindo vários riachos, entre eles o Gentio e o Olho d’Água do Ouro.

22

23

Figura 1.1 – Mapa de localização da área de estudo e vias de acesso. Font

2007

Figura 1.1 – Mapa de localização da área de estudo e vias de acesso.

24

1.5 Trabalhos anteriores

Os primeiros estudos geológicos na região foram realizados por órgãos

estatais, como a Companhia Baiana de Pesquisa Mineral (CBPM) e federais,

como o Serviço Geológico do Brasil (CPRM), no início da década de 70. Essas

pesquisas tiveram como objetivo a realização de levantamentos geológicos,

geofísicos e geoquímicos, em várias escalas, para reconhecimento de

unidades geológicas/litológicas no Estado da Bahia. A partir desses

levantamentos geológicos básicos caracterizou-se uma série de seqüências de

rochas vulcanossedimentares, como Rio Itapicuru, Umburanas, Mundo Novo,

Riacho de Santana e Rio Salitre.

Mascarenhas (1973) notou a semelhança dessas seqüências

vulcanossedimentares com terrenos do tipo Greenstone Belts descritos em

outras regiões cratônicas do mundo, sugerindo uma origem semelhante para

as assembléias supracrustais da região entre Contendas do Sincorá e

Brumado, entre as quais incluíam as rochas vucanossedimentares de

Umburanas.

Silveira et al. (1980) realizaram trabalhos detalhados e sistematizados a

respeito das litologias vulcanossedimentares, epimetamórficas, que afloram na

região da Vila de Umburanas, que foram incluídas por Pedreira et al. (1975) no

denominado Complexo Brumado.

Posteriormente, Mascarenhas et al. (1984), assumindo a idéia já

configurada no trabalho de Silveira et al. (1980), admitiram a desvinculação das

litologias da seqüência vulcanossedimentar de Umburanas (Silveira et al.1980)

daquelas do Complexo Brumado (Pedreira et al. 1975) e foi atribuído a

denominação de Complexo de Umburanas e o “status” de provável estrutura do

tipo Greenstone Belt.

Cunha et al. (1994) reavaliando os terrenos granitos-gnaíssicos-

migmatiticos na região do Bloco Gavião e os domínios vulcanossedimentares

dessa região, dividiram em quatro complexos denominados: Complexo Ibitira-

25

Brumado, Complexo Boquira, Complexo Riacho de Santana e Complexo

Licínio de Almeida. O Complexo Ibitira-Brumado foi reconhecido como uma

seqüência vulcanossedimentar com várias similaridades com Greenstone Belts

arqueanos. As litologias vulcanossedimentares que ocorrem na região de

Umburanas foram caracterizadas como um dos segmentos do Complexo

Ibitira-Brumado.

Vários outros pesquisadores têm contribuído para o conhecimento

geológico da região onde se situa a seqüência vulcanossedimentar de

Umburanas, dentre eles, destacam-se: trabalhos de abrangência regional, com

enfoques petrográficos, geotectônicos e geocronológicos (e.g. Marinho &

Sabaté 1982, Cordani et al. 1985, Santos-Pinto et al. 1993, Bastos Leal et al.

2003, Menezes Leal et al. 2007, e os trabalhos de exploração mineral

desenvolvidos por Silva & Lopes (1977) e Cunha et al. (1994).

1.6 Características gerais dos greenstone belts

Os greenstone belts são cinturões que, em geral, ocorrem de forma

alongada, constituídos mais dominantemente de rochas vulcânicas de

diferentes composições: máficas, félsicas e intermediárias associadas a rochas

sedimentares, formações ferríferas bandadas, cherts e rochas vulcanoquímicas

que ocorrem do Arqueano ao Paleoproterozóico entre corpos gnáissicos e

intrusões graníticas.

O termo “greenstone” é utilizado porque essas estruturas contem rochas

basálticas que quando metamorfisadas ficam com a cor esverdeada e também

pelo fato do baixo grau metamórfico (predominando fácies xisto verde e, em

menor proporção fácies anfibolito) aos quais as rochas são submetidos, pois

em geral estas estruturas encontram-se protegidas por segmentos crustais.

Normalmente os terrenos greenstone apresentam-se dentro de um

cráton, em geral associados às rochas da série tonalito-trondhjemito-

granodiorito (TTG) que são um dos principais componentes dos terrenos

26

arqueanos, os quais marcam o início da formação de crosta continental,

posteriormente estes terrenos são comumente intrudidos por granitóides.

Existem varias propostas de modelos de evolução geotectônica para os

greenstone belts, sendo sugeridos diversos ambientes de formação, como rifts

continentais colapsados, arcos de ilha e bacias back-arc, entre outros. Os

greenstone belts são essencialmente constituídos por rochas vulcânicas,

dominado por basaltos e, em menor quantidade, por rochas sedimentares.

Observa-se que ao longo do tempo a quantidade de sedimentos contidos nos

greenstones aumentou, assim como a quantidade de rochas máficas

diminuíram. Esta mudança é atribuída à maturidade que o processo de

tectônica de placas vem sofrendo ao longo da historia geológica da Terra.

Sequências do tipo greenstone belts são distribuídas em toda a história

geológica do Arqueano ao Fanerozóico. Um dos mais conhecidos greenstone

belts no mundo é de Barberton, na África do Sul, em que ouro foi descoberto

pela primeira vez. Vários trabalhos de detalhes (e.g. Parman et al 2001, 2003,

Chavagnac 2004) foram realizados no greenstone belt de Barberton

abordando estudos nos aspectos geológicos, geoquímicos e sua história

mantélica evolutiva, o que o torna um parâmetro para o estudo de outros

greenstone belts do mundo. Entretanto, vários outros greenstone belts

arquenos destacam-se por sua importância espacial e temporal, como os da

Província Superior do Canadá, na América do Norte (e.g. Polat & Kerrich 2001,

Cousens et al 2002), os da Austrália (e.g. Bateman et al. 2001, Beresford et al.

2002), os do Cráton do Dharwar, na Índia (e.g. Manikyamba et al. 2004,

Srivastava et al. 2004) e os do Escudo Báltico, na Europa (e.g. Puchtel et al.

1999).

Na Plataforma Sul Americana inúmeros greenstone belts (~2.9 a 3.2

Ga.) são reconhecidos no Cráton São Francisco, Estado da Bahia, entre eles

destacam-se os de Umburanas (Cunha & Fróes 1994, Bastos Leal et al 2003,

Menezes Leal et al 2007), Contendas-Mirantes (Marinho 1991), Riacho de

Santana (Silveira & Garrido 2000, Menezes Leal et al 2006) e Mundo Novo

(Peucat et al 2002).

http://74.125.93.104/translate_c?hl=pt-BR&sl=en&u=http://www.answers.com/topic/basalt&prev=/search%3Fq%3D%2522greenstone%2Bbelts%2Bare%2B%2522%26hl%3Dpt-BR%26rlz%3D1T4SUNA_enBR269BR271&usg=ALkJrhiDWwGQxDtvnIS6Lx1xyiwtcvUZBA

http://74.125.93.104/translate_c?hl=pt-BR&sl=en&u=http://www.answers.com/topic/gold&prev=/search%3Fq%3D%2522greenstone%2Bbelts%2Bare%2B%2522%26hl%3Dpt-BR%26rlz%3D1T4SUNA_enBR269BR271&usg=ALkJrhio3h5cZBj9nXQHVrIiAma66qh-nA

27

1.7 Características gerais das rochas komatiíticas

Komatiitos são rochas ultramáficas derivadas do manto. Elas possuem

baixos teores de SiO2 (40-45%), K2O (<0.5%), Al2O3 (0,8-1,0) e altos teores de

MgO (geralmente maior que 18%), Ni (> 400ppm), Cr (> 8000 ppm) e Co (>

150ppm) (e.g. Arndt & Nesbit 1982). Foram assim nomeados por ocorrerem, ao

longo do rio Komati na África do Sul. As rochas komatiíticas ocorrem

predominantes no Arqueano, a maioria apresenta idades superiores a 2,0 Ga,

embora haja registro dessas rochas no Neoproterozóico e Fanerozóico. Essa

restrição quanto à idade é atribuída ao resfriamento secular do manto, que

pode ter sido até 500°C mais quente, em média, durante o início do Arqueano.

Os komatiítos mais recentes (0.088 Ga) são provenientes da Ilha de Gorgona,

no platô oceânico do Caribe (Parman & Grove 2005).

A assinatura geoquímica primária de komatiitos no Arqueano fornece

importantes informações da composição mantélica, história termal e ambiente

tectônico (Nesbitt et al.1979, Nisbet 1982; Sun 1987, Arndt 1994, Sproule et al.

2002, Grove & Parman 2004, Chavagnac 2004). Vários estudos experimentais

têm sugerido que magmas komatiíticos são formados por alto grau de fusão

parcial (temperaturas de fusão em torno de 1400-1600°C), através de pluma

mantélica (e.g., Campbell et al. 1989, Sproule et al. 2002). Invariavelmente, as

ocorrências de komatiitos foram submetidas a processos de alteração pós-

magmática, incluindo, atividades hidrotermais, contaminação crustal e

metamorfismo. Desta forma, a presença de mineralogia primária, bem como

inferências sobre a origem de komatiitos em tempos Arqueanos é uma tarefa

difícil.

Independente dos processos pós-magmáticos, komatiitos arqueanos são

divididos em dois grupos: komatiitos empobrecidos em alumínio e enriquecidos

(e.g., Arndt & Nesbitt 1982, Fan & Kerrich 1997, Sproule et al. 2002). Os

enriquecidos em Al são caracterizados por possuir razões Al2O3/TiO2 e

CaO/Al2O3 próximas do condrito, respectivamente ~20 e ~1.1-1.5, menores

abundâncias de elementos incompatíveis, empobrecimento de elementos

terras raras leves e disposição plana dos elementos terras raras pesados, com

http://74.125.93.104/translate_c?hl=pt-BR&sl=en&u=http://www.answers.com/topic/komati-river&prev=/search%3Fq%3D%2522greenstone%2Bbelts%2Bare%2B%2522%26hl%3Dpt-BR%26rlz%3D1T4SUNA_enBR269BR271&usg=ALkJrhi2i0CNWTkQzYzgOgZ_VuTZUrYjAw

http://74.125.93.104/translate_c?hl=pt-BR&sl=en&u=http://www.answers.com/topic/south-africa&prev=/search%3Fq%3D%2522greenstone%2Bbelts%2Bare%2B%2522%26hl%3Dpt-BR%26rlz%3D1T4SUNA_enBR269BR271&usg=ALkJrhgLL1Jzppihuz2rbQ8PdyKpfzM3wQ

28

razões Gd/Yb ~1. Por outro lado, os komatiitos empobrecidos em Al são

caracterizados por apresentar razões Al2O3/TiO2 (~15) e CaO/Al2O3 (0.19-2.81),

elementos incompatíveis enriquecidos, padrões de elementos terras raras

plano a levemente fracionados e razões Gd/Yb variando entre 1.2-2.8.

A mineralogia primaria das rochas komatiíticas é composta por olivina

fosterítica, piroxênio cálcico, e muitas vezes, anortita e cromita. Uma parte

considerável dos komatiitos mostra uma textura e morfologia cumulática.

É muito difícil komatiitos não metamorfisados na crosta terrestre.

Portanto, komatiitos deve ser tecnicamente denominado de “meta-komatiitos".

A mineralogia metamórfica dos komatiitos é parcialmente controlada pela

composição, pois o caráter e o conteúdo dos fluidos durante o metamorfismo

controlam a assembléia metamórfica de um meta-komatiito.

Uma característica distintiva dos komatiitos é a textura spinifex, que

consiste de longos e aciculares fenocristais de olivina (ou pseudomorfos de

minerais de alteração da olivina) causado pela rápida cristalização, devido

também ao rápido resfriamento do líquido magmático. A figura 1.2 mostra uma

fotografia de amostra de mão (A) e do aspecto petrográfico de uma textura

spinifex (B).

A B

Figura 1.2 – Aspecto geral de rochas meta-komatiíticas, mostrando os cristais de olivina de forma alongada. Greenstone belt de Barberton, África do Sul. A. Amostra de mão. B. Fotomicrografia.

29

__________________________CAPÍTULO 2

30

2- MATERIAIS E MÉTODOS ______________________________________________________

Para atender os objetivos propostos, a pesquisa foi desenvolvida

durante 12 meses no Instituto de Geociências na Universidade Federal da

Bahia, sendo adotados os seguintes procedimentos: Revisão bibliográfica;

Trabalhos de campo e Trabalhos de laboratório.

2.1 Revisão Bibliográfica

Foi realizada uma revisão bibliográfica da literatura existente sobre o

contexto geológico regional onde está inserido o Greenstone Belt de

Umburanas. Este estudo foi acompanhado por um exame minucioso da

literatura referente ao tema “komatiítos” em geral, incluindo aí ocorrências

brasileiras e de outros países. Nesta etapa foram reunidas informações tanto

abordando aspectos fisiográficos, geológicos e informações mais especificas

como estudo da petrografia, geoquímica e evolução metamórfica.

2.2 Trabalhos de Campo

Duas campanhas de campo foram realizadas com o objetivo de

reconhecer o contexto geológico que compõe e Greenstone Belt de

Umburanas, em particular sua Unidade Inferior e de seu embasamento, além

de amostragens sistemáticas das diferentes estruturações nas rochas

ultramáficas para análises petrográficas e químicas.

A primeira missão de campo foi realizada no período de 01 a 05 de

fevereiro de 2006 pelos Profs. Luiz Rogério B. Leal e Ângela Beatriz M. Leal e

pela geóloga Denise Canabrava.

A segunda viagem foi realizada no período de 30 de outubro a 02 de

novembro de 2008. Participaram dessa campanha de campo o Prof. Luiz

Rogério B. Leal, os graduando André Luis Dias, Joilma Prazeres e a geóloga

31

Natali Barbosa. Foram descritos cerca de 10 afloramentos e coletadas 6

amostras. Todos os afloramentos visitados foram fotografados.

Os trabalhos de campo tiveram apoio logístico da Companhia Baiana de

Pesquisa Mineral (CBPM). Foram utilizados as seguintes bases cartográficas:

Folhas Topográficas de Brumado (SD.24-Y-A-I) e Tanhaçu (SD.24-Y-A-II), na

escala de 1:100.000.

2.3 Métodos Petrográficos

Nessa etapa foi realizada a identificação dos minerais constituintes,

assim como a descrição de suas relações texturais nos diferentes tipos de

rocha. Os resultados das avaliações petrográficas foram importantes para o

estabelecimento da classificação da rocha, seqüência de cristalização,

definição de diferentes litotipos e para seleção de amostras para realização de

análises geoquímicas e isotópicas. As lâminas delgadas foram confeccionadas

no Laboratório de Laminação da CBPM.

Os estudos petrográficos foram realizados no laboratório de Mineralogia

e Petrografia do IGEO/UFBA utilizando o microscópio binocular Olympus

modelo BX41. Para as fotomicrografias foi utilizado o fotomicroscópio binocular

de fabricação NIKON, modelo Japan Opitiphot-Pol, do Laboratório de

Metalogênese/Instituto de Geociências/UFBA.

2.4 Métodos Químicos

Nessa etapa foram selecionadas um total de 13 (treze) amostras das

rochas meta-komatiíticas da Unidade Inferior do GBU. A preparação das

amostras foi realizada no Laboratório de Preparação de Amostas do

Departamento de Geoquímica/UFBA, seguindo as seguintes etapas: britagem,

quarteamento e a 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, and Zr) foram dosados por

32

Espectrômetro de Emissão ICP (Jarrel Ash AtomComp Model 975 /Spectro

Ciros Vision) e os outros elementos traços e terras raras por Espectrômetro de

Plasma Induzido (ICP-MS: Perkin-Elmer ELAN 6000). 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 (1 σ = 0.3 %) e Al2O3 (1 σ = 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%.

2.5 Tratamento de Dados Analíticos

Os dados das análises químicas de rocha total foram processados e

estudados com auxílio do programa para tratamento de dados mineralógicos e

petrológicos Minpet for Windows (versões 2.0 e 2.2, Minpet Geological

Software; Richard 1985), os mapas de localização e geológico foram

confeccionados a partir dos softwares Arc Gis 9.2/Arc Map e Corel DRAW x3, e

a digitação do texto da presente monografia no programa Microsoft Word.

33

__________________________CAPÍTULO 3

34

3- CONTEXTO GEOLÓGICO REGIONAL ______________________________________________________

O Greenstone Belt de Umburanas (GBU) está localizado na parte centro-

oeste do estado da Bahia. Está inserido no segmento crustal do Bloco Gavião

(BG), no Cráton do São Francisco (CSF) (Figura 3.1), que conforme a definição

de Almeida et al. (1981), correspondem por sua extensão e limite à Província

do São Francisco.

3.1 O CRÁTON DO SÃO FRANCISCO

O Cráton do São Francisco (CSF) representa uma grande unidade

cratônica da Plataforma Sul-Americana e do território brasileiro (Figura 3.1).

Estende-se além do Estado da Bahia pelos Estados de Sergipe, Pernambuco,

Goiás e Minas Gerais. A evolução orogênica desta unidade geotectônica

cessou no final do Ciclo Geotectônico Transamazônico, que ocorreu entre 1,8 a

2,4 Ga. Segundo dados isotópicos e geocronológicos três episódios

geotectônicos mais importantes atuaram neste Cráton, mostrando idades

distintas: (i) em torno de 2,0 Ga, o Ciclo Transamazônico (Hurley et al. 1967,

Cordani 1973); (ii) em torno de 1,1 Ga, o Ciclo Espinhaço e, (iii) outro em torno

de 0,7 Ga, o Ciclo Brasiliano (Almeida 1971, Brito Neves & Cordani 1973). Vale

frisar que há controvérsias quanto à atuação do Ciclo Espinhaço no

embasamento do Cráton do São Francisco, pois alguns autores (e.g. Alkmin et

al. 1993) consideram que a deformação observada na "Cordilheira do

Espinhaço" ocorreu durante o Evento Brasiliano, e não no Evento Espinhaço.

No Estado da Bahia, o CSF, de forma resumida, está separado em

domínios geológicos, discriminados a seguir (Figura 3.2):

a) terrenos graníticos-gnáissicos-mogmatíticos arqueanos de médio a alto grau

metamórfico, composto por várias associações litoestratigráficas. A natureza

composicional reflete a participação de componentes vulcânicos, plutônicos e

sedimentares, sob variadas formas e extensões, compondo em grande maioria,

o embasamento e/ou a infraestrutura das seqüências vulcanossedimentres

35

precambrianas. Estes terrenos granitos-gnaissicos-migmatíticos formam

segmentos crustais, representados pelos Blocos Gavião, Guanambi-Correntina,

Serrinha, Mairi (metamorfisados na fácies anfibolito) e Jequié (metamorfisado

na fácies granulito) (Barbosa & Dominguez 1996; Barbosa & Sabaté 2004).

Estes segmentos continentais são compostos predominantemente por

ortognaisses félsicos, paragnaisses, migmatitos, anfibolitos, enderbito,

charnoquitos e rochas plutônicas, além de seqüências vulcanossedimentares

(Bastos Leal 1998; Barbosa & Sabaté 2004).

b) seqüências vulcanossedimentares do tipo greenstone belts, formadas

durante o Arqueano a Paleoproterozóico, associadas aos terrenos graníticos-

gnaissicos-migmatíticos arqueanos (ex: Contendas-Mirante, Umburanas,

Itapicuru, Mundo Novo, Riacho de Santana) (e.g., Bastos Leal et al. 1998).

c) Cinturão móvel paleoproterozóico denominado de Itabuna-Salvador-Curaçá.

Corresponde a uma mega estrutura existente ao longo da costa brasileira que,

no Estado da Bahia bifurca-se no segmento Salvador-Curaçá, exposto na

porção nordeste, enquanto o segmento Itabuna-Salvador ocorre no sudeste do

Estado. Possui uma evolução complexa e envolve o retrabalhamento de rochas

arqueanas e paleoproterozóicas e uma volumosa granitogênese de idade

paleoproterozóica. Estes segmentos são formados principalmente por tonalitos

e charnoquitos com enclaves máfico-ultramáficos e, mais raramente, por

rochas supracrustais (Barbosa & Dominguez 1996; Barbosa & Sabaté 2004).

d) Coberturas plataformais do Mesoproterozóico, compostas por rochas de

natureza silissiclástica (Supergrupo Espinhaço) e do Neoproterozóico

constituídas por rochas de composição carbonática (Supergrupo São

Francisco).

e) Faixas de dobramentos Neoproterozóicas Araçuaí, Sergipana e Formosa do

Rio Preto.

f) Coberturas Fanerozóicas.

36

Figura 3.1 - Cráton do São Francisco com a indicação do Greenstone Belt de Umburanas. GB=

Greenstone Belt. Adaptado e modificado de Alkmin et al. (1993).

GB

GB Contendas-Mirante

GBU

GB Mundo

37

1- Coberturas Fanerozóicas 2- Faixas de Dobramentos (AP –Araçuaí; SE –

Sergipana; 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- Seqüência Sedimentar e Metassedimentar do

Arqueano 7 e 8 – Blocos Arqueanos (BJ-Bloco Jequié, BG-

Bloco do Gavião; GC-Bloco Guanambi-Correntina; P-

Bloco Paramirim; M-Bloco Mairi, DS-Domínio

Sobradinho, Dm-Domínio Macururé.)

Figura 3.2 – Localização do Cráton São Francisco, esboço geológico e compartimentação geotectônica do Estado da Bahia (Adaptado e modificado de Barbosa & Dominguez 1996).

38

3.2 O BLOCO GAVIÃO

O Bloco Gavião (BG) situado na porção setentrional do Cráton do São

Francisco expõe um dos mais bem preservados segmentos de crosta

arqueana, de idade 3.2-3.4 Ga (U-Pb Shrimp) (Martin et al. 1991, Marinho

1991, Nutman & Cordani 1993, Bastos Leal 1998, apud Barbosa & Sabaté

2004). O BG é constituído por terrenos graníticos-gnássicos com variáveis

graus de migmatização, formado por tonalitos-trondhjemitos, granodioritos

(suites TTG) e granitos estando metamorfisados na fácies xisto verde a

anfibolito (Fotografias 3.1 e 3.2). Seu limite oeste é marcado por sistema de

cavalgamento dos terrenos graníticos-gnáissicos-migmatíticos arqueanos sobre

os sedimentos Mesoproterozóico do Supergrupo Espinhaço, o limite leste é

definido por falhamentos de empurrão resutantes da tectônica que transportou

os terrenos granulíticos do Bloco Jequié sobre as rochas do Greenstone Belt

Contendas Mirantes. O limite norte é parcialmente coberto por rochas

sedimentares do Meso-Neoproterozóico representadas, respectivamente, pelos

Grupos Chapada Diamantina e Bambuí e, o limite sul é representado pelo

contato com a faixa móvel Araçuaí evoluídos durante o Brasiliano (Bastos Leal

1998, Bastos Leal et al. 2003).

Fotografia 3.1- Feição característica do embasamento gnáissico-migmatítico do Bloco Gavião na área de estudo. Ponto: UM-107. Coordenadas: 198899/8420226

39

Fotografia 3.2 - Feição característica do embasamento gnáissico-migmatítico do Bloco Gavião na área de estudo. Ponto: UM-107. Coordenadas: 198899/8420226

A evolução primitiva do BG (Bastos Leal 1998, Bastos Leal et al. 1998,

Barbosa & Sabaté 2004) é marcada pela formação de núcleos granitóides, a

partir de vários episódios de plutonismo TTG com idades variando entre 3,1 5 e

3,42 Ga (métodos Rb/Sr, Pb-Pb rocha total e mono zircão e U-Pb). As idades

modelo Sm-Nd (entre 3.3 to 3.6 Ga) e εNd negativos nestes granitóides,

indicam o envolvimento de crosta siálica na gênese destas rochas. Este

plutonismo é bem exemplificado pelos maciços de Sete Voltas, Boa Vista/Mata

Verde, Bernarda, Aracatu e Lagoa da Macambira. Entre 3,1 e 2,5 Ga atividades

vulcânicas e sedimentares atingiram o BG com a formação dos greenstone

belts de Umburanas e Contendas Mirante e por intrusão de granitóides

(Malhada de Pedras e Lagoa da Macambira) há cerca de 2,8 e 2,5 Ga (método

Rb-Sr).

Durante o Paleoproterozóico (entre 2,0 e 1,8 Ga método Rb-Sr), o Bloco

Gavião foi deformado e metamorfisado regionalmente intrudido por granitos de

diferentes composições nas unidades arqueanas vulcano-sedimentares e nos

40

terrenos gnaíssicos-migmatíticos. Através de dados isotópicos de Sr e Nd,

Bastos Leal et al. (1998) sugeriram que estes granitos foram formados através

da reciclagem de crosta continental primitiva durante a evolução do ciclo

Transamazônico.

A figura 3.3 mostra o mapa geológico simplificado da área de estudo,

destacando as principais unidades geológicas da região, bem como o

greenstone belt de umburanas e as ocorrências komatiíticas associadas.

41

Figura 3.3 - Mapa geológico simplificado da área de estudo, destacando as principais unidades geológicas da região, bem como o

greenstone belt de Umburanas e as ocorrências de rochas meta-komatiíticas associadas (Adaptado e modificado de Cunha & Fróes

1994).

42

____________________________CAPÍTULO 4

43

4 - ASPECTOS GEOLÓGICOS DO GREENSTONE BELT DE UMBURANAS

O Greenstone belt de Umburanas (GBU) representa uma estrutura

geológica com distribuição geográfica restrita, configuração em forma de

“bengala”, delineado entre os maciços graníticos arqueano Serra do Eixo e

paleoproterozóico de Umburanas e os terrenos gnáissicos-migmatíticos

arqueanos do embasamento (Figura 3.3).

Seu arranjo litoestratigráfico é representado por três unidades

geológicas principais (Cunha & Fróes 1994) (Figuras 4.1 e 4.2): (i) Unidade

Inferior, inclui derrames ultramáficos e máficos na base (meta-komatiítos e

basaltos toleíticos) e discretos pulsos de meta-vulcânicas félsicas, seguidos

por quartzitos, meta-conglomerados, meta-cherts e calcissilicáticas. O topo

desta unidade é representado por metavulcânicas félsicas atribuídas ao

segundo ciclo vulcânico, ocorrendo também nesta unidade, níveis de meta-

carbonatos e formação ferrífera. Em adição, vale assinalar a ocorrência de

intercalações dos derrames ultramáficos e máficos com os sedimentos

químico-clásticos, indicativas de que estas rochas foram formadas

contemporaneamente; (ii) Unidade Média, é constituída dominantemente por

meta-vulcânicas félsicas (com composições originais de andesitos, dacitos e

riolitos), representantes do terceiro ciclo vulcânico, ocorrendo também

intercalações subordinadas de meta-vulcânicas máficas, meta-tufos xistosos,

meta-carbonatos e formação ferrífera. No topo, a unidade média é

representada por meta-basaltos e; (iii) a Unidade Superior, é formada

essencialmente por sedimentos químicos, compostos predominantemente

por meta-carbonatos.

Tanto as rochas do GBU como os terrenos gnáissicos-migmatíticos do

embasamento foram submetidos a múltiplos eventos tectonometamórficos. A

estruturação tectônica regional é representada por duas fases de

deformações compressivas e três eventos de cisalhamentos (Cunha & Fróes

1994). Dentre as estruturas cisalhantes, destaca-se o terceiro evento,

44

representado por zonas de cisalhamentos regionais com "trend" geral NW-

SE, em forma de feixes semi-paralelos de falhas, corredores de

milonitização e bandas de estruturas tectônicas de diferentes unidades

geológicas.

As paragênese minerais presentes nas unidades geológicas do GBU

são compatíveis com fácies metamórfica, variando entre o xisto verde e

anfibolito. Adicionalmente, nas zonas de cisalhamento, observam-se,

fenômenos de retrometamorfismo da fácies anfibolito para xisto verde com

hidrotermalismo associado (Sampaio-Filho 1985; Cunha & Fróes 1994).

Finalmente, as rochas do GBU são deformadas por efeito da

colocação das intrusões graníticas transamazônicas dos maciços de

Umburanas e Paracatu-Boqueirão (Cunha & Fróes 1994; Santos-Pinto et al.

1993).

Figura 4.1 – Coluna estratigráfica esquemática do Greenstone Belt de Umburanas, segundo Cunha & Fróes (1994).

45

Figura 4.2 - Mapa geológico simplificado da porção sul do Greenstone Belt de Umburanas (adaptado e modificado de Cunha & Fróes, 1994).

46

A seguir serão descritos os aspectos de campo e petrográficos dos tipos

litológicos que ocorrem nas três unidades litoestratigráficas do GBU, bem como das

rochas graníticas intrusivas (Umburanas e Serra do Eixo).

4.1 UNIDADE INFERIOR

Esta unidade encontra-se exposta de forma continua principalmente na porção

nordeste, sudeste e oeste da área. Compreendem os seguintes tipos litológicos:

4.1.1 Rochas meta-komatiíticas e Meta-basaltos basais

As rochas meta-komatiiticas serão descritas com mais detalhe no capítulo 5

por constituir o objeto desse estudo.

As rochas meta-máficas da Unidade Inferior do GBU, está localizada na

porção sudeste e leste da cidade de Umburanas (Figura 4.2). Exibem contatos

tectônicos com o embasamento e com os maciços graníticos de Umburanas e Serra

do Eixo, estão intercaladas com as rochas meta-komatiíticas (Fotografia 4.1). São

representadas essencialmente por actinolita xisto, de coloração cinza esverdeada a

cinza escuro, granulação fina a muito fina, constituída essencialmente por actinolita,

plagioclásio e subordinadamente por cristais de quartzo, titanita e minerais opacos.

Ocorrem veios preenchidos por epídoto.

47

Fotografia 4.1 - Intercalação entre rochas meta-vulcanicas máficas e rochas meta-ultramáfica da Unidade Inferior do GBU. Ponto: UM-01A. Coordenadas: 227320/8434644

Petrograficamente foi possível identificar um conjunto de rochas que

apresentam mineralogia mais transformada, essencialmente os plagioclásios e os

anfibólios. As rochas possuem granulação variando de fina a média, predominando

as texturas nematoblástica e granoblástica (Fotomicrografia 4.1).

Fotomicrografia 4.1- Aspecto geral das texturas nematoblástica e granoblástica. Rocha meta-vulcânica máfica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-01B2. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Tit= titanita. Aumento de 200X.

48

A associação mineralógica fundamental é composta por anfibólio (actinolita) e

plagioclásio que juntos ocupam cerca de 80% do volume total da rocha.

Subordinadamente assinala-se à presença de clorita, biotita, quartzo, titanita e

apatita.

Os anfibólios possuem uma representação volumétrica expressiva com cerca

de 65% do volume total da rocha. É representado essencialmente por cristais de

actinolita subédricos com tamanho médio 0,5 mm. Seu pleocroismo varia de verde

claro a verde escuro. Os cristais de actinolita encontram-se orientados, exibindo

contatos em geral retos.

Os plagioclásios representam cerca de 17% - 28 do volume da rocha

ocorrendo como matriz e fenocristais. São subédricos (de 0,05mm a 5,66 mm grãos)

por vezes deformados e orientados. De uma forma geral os grãos de plagioclásio

não apresentam geminação, encontram-se microfraturados, além de sericitizados e

saussuritizados.

O quartzo ocorre sob forma de cristais anédricos ( de 0,08 a 7,6mm).

Apresentam-se, sob forma de veios acompanhando a xistosidade da rocha. Possui

extinção levemente ondulante e contatos em geral curvos.

A titanita está presente sob forma de concentrações granoblásticas com

tamanho em torno de 4,8mm. Ocorre em cristais subédricos isolados e formando

agregados. De coloração castanha, os cristais acompanham a orientação da rocha.

Os minerais do grupo do epídoto são diminutos, anédricos, verde a verde

escuro. Ocorrem sob forma de veios acompanhando a xistosidade da rocha

(Fotomicrografia 4.2).

Os minerais opacos (magnetita e ilmenita) ocorrem anédricos a subédricos,

proveniente da alteração dos anfibólios, em geral associados a titanita.

49

A clorita ocorre sob forma de cristais anédricos a subédricos ( de 0,03 a

0,30mm) coloração verde musgo apresentando fraco pleocloismo. Exibem contatos

do tipo curvos.

A apatita está presente em poucas amostras do conjunto estudado não

ultrapassando 2%. Geralmente é acicular ou hexagonal, por vezes formando

agregados, apresentando coloração verde pálido. Exibe contatos do tipo reto.

Fotomicrografia 4.2- Detalhe do veio de epídoto seguindo a orientação da rocha. Rocha meta-vulcânica máfica. Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-01B1. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Epi=Epídoto. Aumento de 100X

4.1.2 Rochas calcissilicáticas, meta-vulcânicas félsicas e máficas, meta-

carbonatos e formações ferríferas.

Esta sucessão litológica ocorre a oeste e leste da cidade de Umburanas.

Ocupa as porções mais basais expostas do GBU, delineando os seus contornos em

contato com o seu embasamento e com os maciços graníticos circunjacentes.

Apresenta extensões de até dezessete quilômetros e espessuras expostas com

cerca de 1,5 quilômetro (Cunha & Fróes 1994). Suas litologias dominantes são as

rochas calcissilicálicas, seguidas das meta-vulcânicas félsicas, meta-vulcânicas

máficas e dos sedimentos vulcanogênicos xistificados. Ocorrem também, em

50

proporções subordinadas, níveis de meta-carbonato (mármore) e de formação

ferrífera (Figuras 4.1 e 4.2).

As rochas calcissilicáticas ocupam preferencialmente as porções mais basais

dessa sucessão, sendo intercaladas e sobrepostas pelas rochas meta-vulcânicas

félsicas e os sedimentos vulcanogênicos xistosos, os quais, com maior incidência

ocorrem em posições superiores as meta-vulcânicas félsicas. As meta-vulcânicas

máficas, mais raras, ocorrem em várias posições dentro desta sucessão e também

intercalada com as rochas meta-vulcânicas félsicas (Fotografia 4.2). As rochas meta-

vulcânicas máficas e félsicas representam o segundo ciclo vulcânico do GBU (Figura

4.2).

Fotografia 4.2 - Intercalação entre as rochas meta-vulcânicas máficas e félsica na Unidade Inferior do GBU. Ponto: UM-102. Coordenadas: 227980/8433528

Máfica Félsic

Nesta seqüência litológica foram amostradas apenas as rochas meta-

vulcânicas félsicas. A seguir seu detalhamento petrográfico. As rochas meta-

vulcânicas félsicas da Unidade Inferior do GBU possuem granulação variando de

média a fina, predominando as texturas inequigranular, lepidoblástica e

granoblástica (Fotomicrografia 4.3).

51

Fotomicrografia 4.3 - Aspecto geral das texturas granoblástica e lepidoblástica. Rocha meta-vulcânica félsica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-02. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 25X.

A associação mineralógica fundamental é composta por quartzo e plagioclásio

ocupando cerca de 70% do volume total da rocha. Subordinadamente assinala-se à

presença de Biotita, moscovita e minerais opacos.

O quartzo possui uma representação volumétrica expressiva com cerca de

51% do volume total da rocha. Apresenta cristais anédricos e muitas vezes

arredondados, com tamanho variando entre 0,11 a 1,98mm, conferindo a rocha uma

textura granoblástica (Fotomicrografia 4.3). Exibe contatos em geral curvos.

Os plagioclásios representam cerca de 26% do volume da rocha. Ocorrem

como cristais anédricos à subédrico (tamanho de 0,11 a 0,66mm). Os cristais,

quando geminados, apresentam a geminação segundo a lei da albita, sendo a

maioria isentos de geminação. É comum a presença dos processos de sericitização

e sausuritização (Fotomicrografia 4.4). Apresentam contatos variados, sendo mais

comum do tipo reto.

52

Fotomicrografia 4.4 - Plagioclásio apresentando o processo de sericitização e saussuritização. Rocha meta-vulcânica félsica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-02. Nicóis cruzados. Aumento de 500X.

A biotita está presente sob forma de palhetas tabulares e formando

agregados com tamanho em torno de 0,22 mm. Encontra-se orientada, conferindo à

rocha a textura lepidoblástica (Fotomicrografia 4.3). Os cristais de biotita ocorrem

mais freqüentemente entre os grãos de plagioclásio, exibindo em geral contatos

retos.

A moscovita apresenta cristais subédricos com tamanho em torno 0,44mm.

Encontra-se quase sempre associada a biotita, exibindo a mesma orientação,

prevalecendo contato do tipo reto.

Os minerais opacos são cristais anédricos de coloração castanha quase

sempre associada à biotita.

4.1.3 Quartzitos, meta-conglomerados e meta-cherts

Esta é uma sucessão de rochas altamente silicosas que se apresenta

sobreposta ou intercalada à sucessão basal, formando faixas lenticulares. Ocorre

próximos a cidade de Umburanas (Figura 4.2).

Os quartzitos compreendem alternâncias de leitos com granulação variada,

maciços a bandados, geralmente intercalados com leitos de conglomerados e de

53

meta-chert. Exibem registros de intenso cisalhamento e de recristalização. Possuem

várias colorações, predominando as tonalidades cinza, esbranquiçada, amarelada e

esverdeada (Fotografia 4.3).

Os meta-conglomerados se apresentam como leitos ou camadas intercalados

nos quartzitos. Os seus cristais diminuem de tamanho em direção ao topo das

camadas. Os clastos são de composição dominantemente silicosa, provavelmente

de quartzo. A matriz possui composição semelhante à dos quartzitos (Fotografia

4.4).

Os meta-cherts apresentam-se com granulação fina, esbranquiçados a cinca-

escuro, maciços ou com alternâncias de bandas milimétricas a centimétricas, claras

(silicosas) e escuras (carbonosas e/ou ferruginosas). Suas camadas possuem

espessuras variando entre alguns centímetros até em torno de três metros.

Fotografia 4.3 - Aspecto geral dos quartzitos de idade arqueana da Unidade Inferior do GBU. Ponto: UM-104. Coordenadas: 229240/8433940

54

4.2 UNIDADE MÉDIA

Fotografia 4.4 - Aspecto geral dos meta-conglomerados associados aos quartzitos da Unidade Inferior do GBU. Ponto: UM 104. Coordenadas: 229240/8433940

4.2 UNIDADE MÉDIA

Esta unidade corresponde a quase metade da superfície exposta do GBU.

Quase que em sua totalidade o seu limite inferior está em contato tectônico com o

maciço granítico de Umburanas. Com as demais unidades os contatos são em parte

tectônico e transicionais, quando originalmente preservados.

A Unidade Média é constituída predominantemente por rochas meta-vulcânicas

félsicas, com intercalações de meta-vulcânicas máficas, meta-tufos, meta-

grauvacas, meta-carbonatos e formações ferríferas. Esta unidade representa o

terceiro ciclo vulcânico do GBU (Figuras 4.1 e 4.2).

As rochas meta-vulcânicas félsicas são predominantemente representadas por

meta-dacitos e meta-riolitos, com participação subordinada de meta-andesitos

(Fotografia 4.5). As rochas meta-vulcânicas félsicas da Unidade Média apresentam

granulometria mais grossa e um menor grau de deformação, quando comparadas

com as rocha meta-vulcânicas félsicas pertencentes à Unidade Inferior.

55

Fotografia 4.5 - Aspecto dos meta-andesitos da Unidade Média do GBU. Ponto: UM-105. Coordenadas: 230663/8434296

Petrograficamente as rochas meta-vulcânicas félsicas da Unidade Média do

GBU possuem granulação variando de média a grossa, predominando as texturas

lepidoblástica e granoblástica granular.

A associação mineralógica fundamental é composta por quartzo e plagioclásio


presença de biotita, moscovita e minerais opacos.

O quartzo possui uma representação volumétrica expressiva com cerca de

42% do volume total da rocha. Apresenta cristais com tamanho variando de 0,09 a

7,2 mm. Exibem contatos em geral curvos. Ocorrem também sob forma de veios

seguindo a mesma orientação da rocha.

Os plagioclásios representam cerca de 36% do volume total da rocha.

Ocorrendo como cristais anédricos à subédrico, com tamanho médio de 0,95mm.

Raros cristais apresentam a geminação segundo a lei da albita, devido a alteração e

deformação existente. Os cristais de plagiclásio apresentam-se sericitizados e

56

sassuritizados (Fotomicrografia 4.5B). Os contatos em sua maioria são embaiados a

retos.

A biotita ocorre como cristais anédricos a subédricos com tamanho em torno

de 0,15mm. Encontram-se orientadas, conferindo a rocha à textura lepidoblástica.

Exibem em geral contatos retos

A moscovita apresenta cristais subédricos a euédricos com tamanho

variando de 0,05 a 0,18mm. Encontra-se quase sempre preenchendo fraturas e

associada à biotita (Fotomicrografia 4.5A), acompanhando a orientação e

prevalecendo contato do tipo reto.

Os minerais opacos são cristais anédricos de coloração castanha quase

sempre associada à moscovita e biotita.

A titanita está presente sob forma de concentrações granoblásticas com

tamanho em torno 1,3mm. Ocorre como cristais subédricos isolados e formando

agregados. De coloração castanha, preferencialmente associados a biotita.

Fotomicrografia 4.5- A. Cristais de moscovita associada à biotita. Nicóis paralelos. Aumento de 200X. B. Cristal de plagioclásio saussuritizado e sericitizado. Nicóis cruzados. Aumento de 200X. Rocha meta-vulcânica félsica da Unidade Média do GBU. Amostra UM 07. Tit=titanita; Mos=moscovita; Plg=plagioclásio; Bio=biotita.

57

Fotomicrografia 4.6 - Detalhe da moscovita preenchendo fratura com minerais opacos associados. Rocha meta-vulcânica félsica da Unidade Média do GBU. Amostra UM-07. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 200X.

4.3 UNIDADE SUPERIOR

A Unidade Superior aflora exclusivamente ao longo da Serra do Algodão, na

porção oeste da cidade de Umburanas (Figura 4.2). Consiste essencialmente em

meta-carbonatos, de granulação fina a média. Localmente apresentam-se de

coloração castanha avermelhada (Fotografia 4.6)

Fotografia 4.6 - Aspecto dos meta-carbonatos da Unidade Superior do GBU. Ponto: UM-103. Coordenadas: 228799/8433928

58

Petrograficamente as rochas meta-carbonáticas dessa unidade possuem

granulação variando de fina a média.

A associação mineralógica fundamental é composta por carbonato (dolomita)


presença de quartzo e biotita.

O carbonato (dolomita) possui uma representação volumétrica expressiva

com cerca de 90% do volume total da rocha. Forma cristais euédricos a subédricos

de tamanho variando entre 0,66 a 2,3mm. Apresenta geminação polissintética e

contatos do tipo reto e interdigitado (Fotomicrografia 4.7 A e B).

O quartzo apresenta-se como cristais anédricos (0,33 a 1mm), intersticiais

entre os grãos de dolomita e exibindo contatos curvos (Fotomicrografia 4.8 A e B).

A biotita apresenta cristais subédricos em forma de palhetas (de 0,22 a

1,1mm). Estes minerais são encontrados quase que em sua totalidade no contato

entre os grãos de dolomita, com contato do tipo reto.

Fotomicrografia 4.7 - Detalhe do contato interdigitado entre grãos de carbonato. Rocha meta-carbonato da Unidade Superior do GBU. Amostra UM-03-B. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 200X.

59

Fotomicrografia 4.8 - Detalhe da presença de biotita e quartzo no contato entre os grãos de carbonato. Rocha meta-carbonato da Unidade Superior do GBU. Amostra UM-03B. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Bio=Biotita, Qtz=Quarto. Aumento de 200X.

4.4 Rochas graníticas intrusivas

Localmente essas rochas compreendem os maciços graníticos de Umburanas

e Serra do Eixo (Figura 4.2).

4.4.1 Maciço granítico de Umburanas

Abrangem boa parte da área, distribuído no centro e nas margens do GBU e

apresentam contato tectônico com o mesmo. Exibe uma associação de fácies

tonalíticas, granodioríticas a graníticas.

A fácies tonalítica apresenta coloração cinza a cinza escura, granulometria

fina a média, fracamente orientados, muitas vezes contendo enclaves máficos

(Fotografia 4.7). Pode ocorrer uma fácies porfirítica exibindo fenocristais de

plagioclásio (Fotografia 4.8).

A fácies granodiorítica apresenta-se acinzentada, fanerítica fina, grossa a

porfirítica. A fácies granítica é a mais expressiva na região de estudo. São cinza a

róseas, de granulação fina a média, porfiríticas e levemente orientadas. Apresenta-

se cortada por veios pegmatíticos centimétricos (Fotografia.4.9)

60

Fotografia 4.7 - Aspecto da fácies tonalilítica do maciço de Umburanas, com enclaves máficos. Ponto: UM-109. Coordenadas: 241613/8434202

Fotografia 4.8 - Aspecto da fácies tonalilítica porfirítica do maciço de Umburanas. Ponto: UM-109. Coordenadas: 241613/8434202

61

Fotografia 4.9 - Aspecto da fácies granítica do maciço de Umburanas cortado por veios pegmatíticos. Ponto: UM-106. Coordenadas: 233574/8434382

4.4.2 Maciço Serra do Eixo

Este maciço ocupa grande parte da área de estudo (Figura 4.2). Possui uma

composição dominantemente granítica a granodiorítica, apresenta coloração cinza a

rosada, com foliação incipiente. É porfiritico, exibindo fenocristais de plagioclásio

orientados.

4.5 Coberturas Terciárias/Quarternárias

Encontram-se amplamente distribuídas. Suas maiores áreas de ocorrência

são aos redores da vila de Umburanas (Figura 4.2). São sedimentos areno-

argilosos, geralmente inconsolidados, de coloração amarela a avermelhada. Estas

coberturas englobam os depósitos de tálus e os terraços aluvionares.

62

__________________________CAPÍTULO 5

63

5 - GEOLOGIA, PETROGRAFIA E EVOLUÇÃO METAMÓRFICA DAS ROCHAS META-KOMATIÍTICAS DA UNIDADE INFERIOR DO GREENSTONE BELT DE UMBURANAS

______________________________________________________ 5.1 Geologia

Na Unidade Inferior do Greenstone Belt de Umburanas ocorrem as

seqüências de rochas meta-ultramáficas. Apresentam-se como faixas

tectonicamente interrompidas, seguindo os contatos com o embasamento e com os

maciços graníticos de Umburanas e Serra do Eixo (Figura 4.2). As principais

ocorrências de rochas meta-komatiíticas estão situadas na Folha topográfica de

Brumado, próximo a estrada de ferro, nas imediações da Serra do Sucuiu e na Folha

topográfica de Tanhaçu, na Serra do Eixo, mais precisamente nas imediações da

Fazenda Eixo da Serra.

Os afloramentos de rochas meta-komatiíticas não são de grande amplitude

areal e, em geral, apresentam alto grau de alteração, sendo possível em campo

reconhecer processos de serpentinização que, associado aos processos de

intemperismo, dificultam o reconhecimento dessas litologias na seqüência

vulcanossedimentar (Fotografias 5.1 e 5.2).

As rochas apresentam uma coloração variando de cinza a cinza esverdeado,

granulação fina e uma foliação incipiente. A mineralogia primaria (olivina e piroxênio)

nesta rocha é completamente substituída por minerais secundários, como sepentina,

tremolita e clorita. Em raros casos é possível identificar vestígios de olivina e

piroxênios primários, bem como a textura spinifex.

64

Fotografia 5.1 - Aspecto geral da ocorrência de meta-komatiítos da Unidade Inferior do GBU. Ponto: UM-100/UM-01. Coordenadas: 227320/8434644

.

Fotografia 5.2 - Detalhe das rochas meta-komatiíticas da Unidade Inferior do GBU. Ponto: UM-100/UM-01. Coordenadas: 227320/8434644

65

5.2 Petrografia

As rochas ultramáficas da Unidade Inferior do GBU caracterizam-se por

apresentar associação mineralógica secundária (serpentina, talco, tremolita,

antofilita - Amostras UM-12A, UM-12C e UM-12D.), em função do grau de

transformação metamórfica, embora, em algumas amostras, se reconheça algumas

assembléias minerais primárias, como olivina e piroxênio (Amostras UM-06, UM-

08A, UM-12B, UM-11, UM-01A e UM-01). Em função das características

mineralógicas e porcentagens em que os minerais secundários ocorrem na rocha,

podemos classificar as rochas em serpentinitos ou antofilita-serpentina-tremolitito. A

seguir será feito uma descrição das principais formas de ocorrência destes minerais,

as relações texturais, bem como uma evolução metamórfica desses tipos litológicos.

A serpentina possui uma representação volumétrica expressiva ocorrendo

como uma massa, sendo produto de alteração principalmente das olivinas e da

antofilita, apresentando hábito fibroso (Fotomicrografias 5.1 A e B).

A olivina ocorre raramente nestas rochas. Quando presente está sob forma

de cristais euédricos a subédricos, com tamanho variando de 0,60 a 1,2mm,

geralmente transformada em serpentina em seu núcleo (Fotomicrografias 5.2 A e B).

O piroxênio, representado mais comummente pelo diopsídio, ocorre como

cristais euédricos a subédricos, de tamanho 0,5mm a 1,6 mm e coloração amarelo

pálido, fracamente pleocroíco, exibindo contatos retos.

A tremolita ocorre sob forma de cristais alongados de coloração verde a

verde amarelada, formando agregados fibrosos, exibindo contatos retos.

(Fotomicrografias 5.3 A e B).

A antofilita ocorre como cristais de prismas longos ou formando agregados

fibrosos de tamanho 0,08 a 0,5 mm. Apresenta-se mais freqüentemente associado

aos minerais opacos, tremolita e ao talco, exibindo contatos do tipo reto

(Fotomicrografias 5.4 A e B).

66

O talco ocorre formando prismas curtos com tamanho médio de 0,15mm,

apresentando-se associado a tremolita e aos minerais opacos (Fotomicrografias 5.5

A e B).

Os minerais opacos são cristais anédricos a subédricos de coloração

castanho bastante escuro (provável magnetita) e castanho (provável ilmenita). A

magnetita é mais comum quando o grau de serpentinização é mais elevado

(Fotomicrografias 5.6, 5.7, 5.8 A e B).

De forma geral, foi possível observar cristais de olivina com alteração parcial

(Fotomicrografias 5.2 A e B). Esta alteração dá origem ao ortoanfibólio (antofilita) e a

serpentina. A tremolita apresenta-se com lamelas de intercrescimento de antofilita

(Fotomicrografias 5.3 A e B). A antofilita é substituída de modo pseudomórfico pelo

talco (Fotomicrografias 5.5 A e B). A serpentina formada tardiamente altera a

antofilita e consome a olivina (Fotomicrografias 5.4 A e B). Minerais opacos

formados posteriormente podem se apresentar como produto de substituição

pseudomórfica (Fotomicrografias 5.6 A e B).

Fotomicrografia 5.1- Aspecto geral da serpentina. Rocha meta-ultramáficas da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-01A. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 200X.

67

Fotomicrografia 5.2 - Detalhe da olivina de forma ovalada sendo parcialmente alterada para serpentina. Rocha meta-komatiítica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-01. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 25X.

Fotomicrografia 5.3 - Detalhe do intercrescimento de tremolita e antofilita. Rocha meta-ultramáfica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-08-A. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Trem=Tremolita; Ant=Antofilita. Aumento de 100X.

Fotomicrografia 5.4 - Detalhe da alteração da antofilita por serpentina. Rocha meta-ultramáfica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-12B. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Serp=Serpentina, Ant=Antofilita. Aumento de 200X.

Trem

Ant

Serp

Ant

68

Trem

Ant

Fotomicrografia 5.5- Detalhe da substituição pseudomórfica da antofilita pelo talco. Rocha meta-ultramáfica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-11. A.Nicóis Paralelos. B.Nicóis cruzados. Ant=Antofilita, Trem=Tremolita. Aumento 200X.

Fotomicrografia 5.6- Detalhe da formação do mineral opaco por substituição pseudomórfica. Rocha meta-komatiítica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-01. A. Nicóis Paralelos. B.Nicóis cruzados. Aumento de 25X.

Onde o grau de alteração foi bastante elevado às rochas apresentam-se

constituídas quase que exclusivamente por serpentina e grandes cristais de minerais

opacos de coloração bastante escura (provavelmente magnetita) (Fotomicrografia

5.7), e coloração castanha, sendo que o segundo se faz presente com menor grau

de serpentinização, com os minerais de serpentina formando uma massa azulada

(Fotomicrografia 5.8). Nestes litotipos foi possível observar cristais fantasmas de

olivina com formas ovaladas ou aciculares, totalmente substituídos por serpentina

(Fotomicrografias 5.9 e 5.10). Apresentam uma textura que lembra superficialmente

a textura spinifex de lavas ultrabásicas (Fotomicrografia 5.11).

69

Fotomicrografia 5.7- Detalhe dos minerais opacos na massa de serpentina. Rocha meta-komatiítica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-12D. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 200X.

Fotomicrografia 5.8 - Mineral opaco de coloração castanho associado a serpentina de menor grau de alteração. Rocha meta-komatiitica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM12-C. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 200X.

Fotomicrografia 5.9- Detalhe do cristal de olivina acicular sendo substituído por serpentina. Rocha meta-komatiítica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-12A. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 25X.

70

za

Fotomicrografia 5.10- Detalhe do cristal de olivina de forma ovalada sendo substituído por serpentina. Rocha meta-komatiítica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-12A. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cru dos. Aumento de 100X.

Fotomicrografia 5.11- Textura spinifex, Apresentando cristais alongados de olivina sendo substituído por serpentina. Rocha meta-komatiítica da Unidade Inferior do GBU. Amostra UM-12D. A. Nicóis Paralelos. B. Nicóis cruzados. Aumento de 100X.

5.3 Evolução metamórfica

A partir do estudo petrográfico foi possível esboçar algumas considerações à

cerca da evolução metamórfica local.

A rocha ultramáfica inicial, provavelmente um peridotito komatiítico, era

composta majoritariamente por olivina e piroxênios. Um processo metamórfico,

acompanhado pela introdução de fluido aquoso, causou, inicialmente, a

transformação de piroxênio em tremolita. Durante essa substituição do piroxênio

Foram analisados elementos maiores e traços em 13 amostras das rochas

meta-komatiticas (Tabela 5.1). Estes elementos químicos foram utilizados para

classificar as rochas a partir de diagramas de classificação propostos na literatura

(e.g. Jesen 1976, Viljoen et al 1982) e cálculo das razões Al2O3/TiO2 e CaO/Al2O3.

5.4 Geoquímica das rochas meta-komatiíticas

ígneo pela tremolita, houve sobra de Fe, responsável pela geração dos finos opacos.

Com o progresso das transformações metamórficas acompanhadas de percolação

de fluido aquoso, formou-se antofilita em substituição a tremolita (Fotomicrografia

5.3) e a olivina. A transformação de olivina na antofilita se deu por poucas

modifiações químicas por ambas serem silicatos de Mg. Com a continuação do

processo metamórfico, acompanhado do aporte de fluido aquoso, houve, a seguir, a

formação de serpentina, que altera preferencialmente olivina e antofilita

(Fotomicrografias 5.2 e 5.4), e do talco, sendo que este substitui, de modo

pseudomórfico, a antofilita (Fotomicrografia 5.5), a qual, em termos de teor de sílica,

muito se aproxima do talco. Portanto, as texturas de substituição dos anfibólios e da

olivina por serpentina e talco não refletem, necessariamente, variação das condições

metamórficas, que foram de fácies xisto verde a anfibolito inferior, mas, sim,

modificações químicas que acompanharam a circulação de fluidos.

Como demonstrado nos capítulos precedentes, as litologias da Unidade

Inferior do Greenstone Belt de Umburanas foram envolvidas em episódios de

alteração que dificultam as interpretações quanto à sua gênese e seu contexto

geotectônico. A geoquímica de rocha total foi empregada como ferramenta para

caracterização composicional a fim de permitir a investigação dos possíveis

ambientes geológicos e processos de geração a partir das assinaturas destas,

complementando os dados oriundos de outros estudos.

71

72

Tabela 5.1 – Análises químicas em rocha total de elementos maiores (% peso) e traço (em partes por milhão. ppm) representando a composição das rochas

meta-komatiíticas do Greenstone Belt de Umburanas.

AMOSTRA

UM-01 BR-JC-

59B BR-JC-

59C BR-JC-

59H BR-JCd-

711D UM-12D UM-11 BR-JCd-

707B UM-12ª UM-12B UM-12C BR-JC-

691C BR-JCd-

702L precisãoσ (%)

Rocha Komatiito Komatiito Komatiito Komatiito Komatiito Komatiito Komatiito Komatiito Komatiito Komatiito Komatiito Komatiito Komatiito peridotit

o peridotito

peridotito

peridotito

peridotito

peridotito

peridotito

peridotito

peridotito

peridotito

peridotito

peridotito

peridotito SiO2 40.27 39.4 39.2 40 41.02 42.85 45.65 42.92 41.32 35.95 43.48 41.7 43.79 0.3 TiO2 0.16 0.11 0.07 0.09 0.09 0.15 0.21 0.09 0.27 0.24 0.28 0.15 0.28 0.01 Al2O3 3.81 2.3 2.6 2.9 4.29 3.32 4.67 3.6 6.64 5.74 6.33 5.7 2.5 0.16 Fe2O3 8.23 9.04 9.81 9.03 8.45 13.86 7.33 8.12 6.52 9.53 9.54 10.40 10.01 0.08 MnO 0.11 0.13 0.13 0.11 0.1 0.12 0.10 0.17 0.07 0.11 0.04 0.13 0.15 0.01 MgO 35.56 34.8 34.3 35.6 34.86 33.82 29.16 32.59 33.86 33.65 32.80 28.6 31.17 0.03 CaO 0.08 0.65 0.6 0.05 1.17 0.11 5.08 2.11 0.76 1.00 0.23 3.9 4.07 0.05 Na2O 0.01 0.06 0.04 0.02 0.02 0.01 0.03 0.04 0.01 0.01 0.01 0.06 0.05 0.06 K2O 0.04 0.04 0.05 ---- ---- 0.04 0.04 0.01 0.04 0.04 0.04 0.03 ---- 0.5 P2O5 0.01 ---- ---- ---- ---- 0.02 0.01 0.07 0.58 0.03 0.17 ---- 0.01 0.02 CO2 0.03 1.6 1.1 0.28 0.06 0.02 0.03 0.06 0.02 0.1 ---- - LOI 11.40 10.93 11.03 11.09 10.74 5.90 6.90 10.38 10.20 12.60 7.40 8.64 8.31 - TOTAL 99.71 99.06 98.93 99.17 100.74 100.26 99.20 100.10 100.30 98.96 100.34 99.41 100.34 - (Al2O3/ TiO2) 24 21 37 32 48 22 22 40 25 24 23 38 9 ---- (CaO/Al2O3) 0.02 0.28 0.23 0.02 0.27 0.03 1.09 0.59 0.11 0.17 0.04 0.68 1.63 mg# 81 86 84 86 80 71 80 80 84 78 77 79 76 ---- Cr 2600 6700 6400 6013 ---- 5070 7320 ---- 640 3710 60 2166 ---- 0.01 Ni 1499 2680 2661 2220 ---- 900 1035 1950 371 759 170 1932 1687 6.8 Co 61.10 ---- ---- ---- ---- 124.20 96.60 ---- 64.80 93.80 67.40 ---- ---- 0.8 Nota: A precisão de 1σ é calculada para 20 analises repetidas para o padrão SO-18.

73

Verifica-se que as rochas possuem altos teores de MgO (em média, 33%

em peso), baixos conteúdos em álcalis (em média, 0,05%), Cr e Ni muito

elevados (em média, 4067 e 1488ppm, respectivamente) e razão CaO/Al2O3 de

0,36. Para determinar o possível protólito, os resultados das análises químicas

foram plotados em diagramas discriminantes de rochas ultramáficas. Nos

diagramas ternários Al2O3-(FeO+Fe2O3+TiO2)-MgO (Figura 5.1) e MgO-CaO-

Al2O3 (Figura 5.2), verifica-se que as rochas analisadas plotam no campo dos

peridotitos komatiíticos.

Figura 5.1 - Diagrama ternário AFM [Al2O3-(FeO+Fe2O3 +TiO2)-MgO] de Jensen (1976, in

Viljoen et al. 1982) para classificação de rochas ultramáficas. As rochas meta-ultramáficas da

Unidade Inferior do GBU plotam no campo do peridotito komatiítico.

74

Figura 5.2 - Diagrama ternário MgO-CaO-Al2O3 para komatiitos e rochas afins, adaptado de

Viljoen et al. 1982. No diagrama observa-se os altos teores de MgO para as amostras meta-

komatiíticas da Unidade Inferiro do GBU. i = Basaltos toleíticos; ii= Basaltos komatiíticos; iii=

Peridotitos komatiítos.

Como visto no item 1.6, as rochas komatiíticas arqueanas, independente

dos processos pós-magmaticos podem ser divididos em dois grupos: komatiitos

empobrecidos e enriquecidos em alumínio (e.g. Arndt & Nesbet 1982, Fan &

Kerrich 1997, Sproule et al 2002). Os enriquecidos em Al são caracterizados

por possuir razões Al2O3/TiO2 e CaO/Al2O3 próximas do condrito,

respectivamente ~20 e ~1.1-1.5. Por outro lado, os komatiitos empobrecido em

Al são caracterizados por apresentar razões Al2O3/TiO2 (~15) e CaO/Al2O3

(0.19-2.81).

No caso das rochas meta-komatiíticas da Unidade Inferior do GBU a

razão CaO/Al2O3 é menor do que 1, exceto para duas amostras (UM-11C e BR-

JC-702C) que apresentaram teores de CaO maior que os demais, e a razão

75

Al2O3/TiO2 variou entre 9-48, média ~28, caracterizando-os, de forma geral,

como komatiitos empobrecidos em Al. Essas características químicas podem

ter sido modificadas secundariamente durante o metamorfismo, obliterando

assim as características químicas originais da rocha.

76

__________________________CAPÍTULO 6

77

6- CONSIDERAÇÕES FINAIS ___________________________________________________________________

Neste trabalho apresentamos a geologia, petrografia, evolução

metamórfica e a geoquímica preliminar das rochas meta-komatiíticas da

Unidade Inferior do Greenstone Belt de Umburanas (GBU), porção centro-oeste

do Estado da Bahia, permitindo as seguintes considerações:

1- As rochas meta-komatiíticas não são de grande amplitude areal,

tendo suas principais áreas de ocorrências na Folha topográfica de Brumado,

próximo a estrada de ferro, nas imediações da Serra do Sucuiu e na Folha

topográfica de Tanhaçu, na Serra do Eixo, mais precisamente nas imediações

da Fazenda Eixo da Serra.

2- Apresentam-se intercaladas com meta-basaltos, dunitos, peridotitos e

gabros, representando o primeiro ciclo vulcânico do GBU. As rochas possuem

coloração variando de cinza a cinza esverdeado, granulação fina e uma

foliação incipiente. Em geral, apresentam alto grau de alteração relacionado a

processos de serpentinização.

3- Através do estudo petrográfico detalhado das transformações

mineralógicas, as rochas estudadas foram divididas em dois grupos: o primeiro

apresenta assembléias de minerais primários (olivina e diopsídio) e menor grau

de alteração, sendo classificado como antofilita-serpentina-tremolitito. O

segundo grupo apresenta uma associação mineralógica secundária

predominante (serpentina, tremolita, antofilita, talco) com alto grau de alteração

e classificado como serpentinitos.

4- De uma maneira geral, onde o grau de alteração foi bastante elevado

às rochas apresentam-se constituídas quase que exclusivamente por

serpentina e grandes cristais de minerais opacos, sendo possível observar

cristais fantasmas de olivina com formas ovaladas ou aciculares (sugerindo a

textura spinifex), totalmente substituídos por serpentina.

78

5- As texturas de substituição dos anfibólios e da olivina por serpentina e

talco não refletem, necessariamente, variação das condições metamórficas,

que foram de fácies xisto verde a anfibolito inferior, mas, sim, modificações

químicas que acompanharam a circulação de fluidos.

6- As rochas estudadas possuem altos teores de MgO (~33%) , baixos

álcalis (~0,05%), Cr e Ni muito elevados (em média, 4067 e 1488 ppm,

respectivamente). As razões CaO/Al2O3 e Al2O3/TiO2 caracterizaram as rochas

meta-komatiíticas em komatiitos empobrecidos em Al.

7- Utilizando diagramas de classificação propostos na literatura

observamos que o protólito das rochas meta-komatiíticas da Unidade Inferior

do GBU são de composição peridotitos komatiíticos enriquecidos em MgO.

Essa composição foi confirmada também pelos estudos petrográficos, que

apresentaram mineralogia primária (olivina, piroxênio) que foi transformada

pelo processo metamórfico, acompanhado por fluidos aquosos, para uma

mineralogia secundária (serpentina, tremolita e antofilita) e pelos aspectos

texturais (textura spinifex) característicos de derivação de lavas ultrabásicas.

79

__________________________CAPÍTULO 7

80

7- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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