A suíte metatholeiítica da seqüência metavulcanossedimentar Rio Manso, Quadrilátero Ferrífero (MG)

The metatholeiitic suite of the Rio Manso metavolcanosedimentary sequence, Iron Quadrangle (MG)

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GEOCIÊNCIAS

A suíte metatholeiítica da seqüência metavulcanossedimentar Rio Manso, Quadrilátero Ferrífero (MG)

(The metatholeiitic suite of the Rio Manso metavolcanosedimentary sequence, Iron Quadrangle (MG))

Gorki Pomar Andreatta e Silva^I; Mauricio Antônio Carneiro^II

^IDepartamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto - PPECRN. E-mail: [e-mail]

^IIDepartamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto - PPECRN. E-mail: [e-mail]

Resumo

A seqüência metavulcanossedimentar Rio Manso compreende rochas metaultramáficas com intercalações de metamafitos e rochas metassedimentares psamo-pelíticas. Localiza-se no domínio geológico do Quadrilátero Ferrífero em Minas Gerais, porção meridional do Cráton São Francisco. O mapeamento litoestrutural (escala 1:10.000) assim como os estudos petrográficos, mineralógicos e litogeoquímicos permitiram identificar, no âmbito dessa seqüência, uma suíte metatholeiítica. Em termos geoquímicos, se comparada com outras ocorrências mundiais, a seqüência metavulcanossedimentar Rio Manso se assemelha à seqüência mesoarqueana de Barbeton. Essa semelhança sugere que a seqüência estudada corresponde a um terreno granito-greenstone que poderia representar a continuidade nordeste do Complexo Metamórfico Campo Belo de idade mesoarqueana.

Palavras-chave: Metaultramafitos, Quadrilátero Ferrífero, seqüência meta-vulcanossedimentar de Rio Manso, arqueano.

Abstract

The Rio Manso Metavolcanosedimentary Sequence comprises metaultramafic rocks with intercalations of metamafic and psammo-pelitic metasedimentary rocks located in the geologic domain of the Iron Quadrangle in Minas Gerais, southern São Francisco Craton. The litho-structural mapping (1:10,000), as well as petrographic, mineralogical and lithogeochemical studies allowed the identification of a metatholeiitic suite in the range of this sequence. when compared to other world sequences in terms of geochemistry, the Rio Manso Metavolcanosedimentary Sequence is similar to the Mesoarchean Barbeton Sequence. This similarity suggests that the studied Sequence corresponds to a granite-greenstone terrain which may represent the northeastern extension of the Mesoarchean Campo Belo Metamorphic Complex.

Keywords: Metaultramafites, Iron Quadrangle, Rio Manso, metavolcanossedimentary sequence, archean.

1. Introdução

Apresentam-se, nesse trabalho, os resultados de um estudo geológico realizado na seqüência metavulcanossedimentar Rio Manso, que compreendeu mapeamento geológico (1:10.000), petrologia, minerografia e litogeoquímica. Essa seqüência, doravante designada como SMRM, ocorre nas proximidades da cidade de Rio Manso, no domínio geológico do Quadrilátero Ferrífero em Minas Gerais (Figura 1) e compreende um cinturão de rochas metaultramáficas com intercalações de metamafitos e metassedimentos de natureza psamo-pelítica.

O conhecimento geológico acerca da SMRM é escasso, destacando-se o trabalho de Pinheiro (1998), que relata a existência de rochas vulcânicas (com e sem textura spinifex) e a presença de derrames maciços e acamadados, com variadas texturas e estruturas ígneas. Tectonicamente, a SMRM está inserida no contexto do Cráton São Francisco Meridional e compreende: 1) uma crosta siálica (Carneiro 1992; Teixeira et al. 2000) estabilizada no Neoarqueano (e.g. Complexo Metamórfico Campo Belo); 2) seqüências supracrustais arqueanas (Supergrupo Rio das Velhas - Dorr II, 1969; Schorscher et al., 1982, Ladeira, 1980, 1981, 1988) e 3) seqüências supracrustais proterozóicas (e.g. Supergrupo Minas - Dorr II, 1969). O Supergrupo Rio das Velhas é uma seqüência metavulcanossedimentar do tipo greenstone belt, constituída, da base para o topo, pelos grupos Quebra Ossos, Nova Lima e Maquiné (Dorr II, 1969, Schorscher et al., 1982, Ladeira, 1980, 1981, 1988). O principal evento tectônico imposto a essa seqüência é do Neoarqueano e teve lugar à volta de 2,78 Ga (Machado & Carneiro, 1992). Com relação à ocorrência de ultramafitos na região, Harder e Chamberlain (1915) foram os pioneiros na caracterização desses litotipos no Quadrilátero Ferrífero, que, posteriormente, foram classificados em tipos intrusivos e extrusivos (Maxwell, 1972). Schorscher (1978) identificou texturas spinifex nos ultramafitos extrusivos, classificando-os como lavas metaultramáficas komatiíticas e propondo a sua inclusão, juntamente com os metabasaltos e metassedimentos, na base do Supergrupo Rio das Velhas. Com isso, formalizou-se o Grupo Quebra Ossos (Sichel & Valença, 1983). Regionalmente citam-se, também, os metaultramafitos do Córrego dos Boiadeiros (Gair, 1962, Pomerene, 1964, Padilha, 1984, Padilha et al., 1985, 1991, Costa, 1995); Tinguá-Caeté (Souza Filho 1991, Oliveira, 1986); Lafaiete (Pires, 1977; Schorscher et al., 1982; Seixas, 1988); Itaguara (Goulart, 2006), Ribeirão dos Motas (Carneiro, 1966, Carneiro et al., 1997, Oliveira, 1999, Carvalho Jr., 2001; Oliveira, 2004, Fernandes, 2001); Itapecerica (Oliveira, 1999); Cláudio (Couto 2004; Couto & Carneiro, 2007); Morro das Almas (Quéméneur & Baraud 1983; Barbosa et al., 1996). O Complexo Metamórfico Campo Belo configura-se como um segmento de crosta siálica que possui numerosas ocorrências de rochas ultramáficas contendo feições plutônicas e regionalmente correlacionadas à Sequência Acamadada Ribeirão dos Motas. Esse complexo se diferencia do Complexo Metamórfico Barbacena pela presença de granitóides cisalhados, enclaves anfibolíticos, enxames de diques máficos e plútons máficos não acamadados (Machado Filho et al., 1983). Por outro lado, o Complexo Metamórfico Barbacena apresenta metatexitos com paleossomas de xistos básicos e ultrabásicos e neossomas granodioríticos de idade arqueana, porém retrabalhados parcialmente pelo ciclo transamazônico. Além disso, charnockitos, anfibolitos, magnetititos e gnaisses facoidais possuem ocorrência restrita nesse complexo. Assim sendo, Teixeira et al. (1996) denominaram de Complexo Metamórfico Campo Belo toda a crosta siálica a oeste do Complexo Metamórfico Bonfim na região do Quadrilátero Ferrífero, de forma a diferenciar duas grandes crostas arqueanas de história evolutiva polifásica.

2. Materiais e métodos

O mapeamento geológico e os estudos petrográficos, minerográficos, petrológicos e litogeoquímicos realizados na SMRM abarcaram, além da área estudada por Pinheiro (1998), a continuidade setentrional dessa seqüência, localizada a oeste da sede da cidade de Rio Manso (Figura 1). No caso dos estudos litogeoquímicos, antecedendo a preparação propriamente dita das amostras em laboratório, alguns procedimentos foram realizados no campo. Para evitar contaminação do material a ser analisado, as crostas intemperizadas, ou porções inadequadas, foram removidas a golpes de marreta. Na impossibilidade dessa remoção in situ, utilizou-se, em laboratório, de uma serra circular diamantada para fatiar e remover as porções isentas de intemperismo, que foram, então, cominuídas, quarteadas, pulverizadas e armazenadas em pequenos pacotes lacrados de 50 g. As análises litogeoquímicas foram realizadas pela ACME ANALYTICAL LABORATORIES LTD. que, após, o processo-padrão de abertura das amostras com base em ataque ácido e fusão alcalina, realizou as análises litogeoquímicas para elementos maiores via ICP-ES e traços via ICP-MS (elementos maiores em porcentagem em peso) e traços em partes por milhão. Os limites de detecção são da ordem de 0,01% para óxidos e de 0,1 ppm para elementos-traço e 0,01 para REE. No tratamento dos dados litogeoquímicos, utilizou-se o software MINPET 2.0, a partir de tabelas geradas em Microsoft EXCEL.

3. Resultados

Constatou-se que, nos domínios da SMRM, afloram, principalmente, metavulcanitos formados por tipos texturais e estruturais diversos (Figura 2), destacando topos enrugados pelo arrefecimento brusco de magmas viscosos e truncamentos vulcânicos (Figura 2C). Numerosos afloramentos exibem acamamentos ígneos destacados pela ação deutérica seletiva, que é mais pronunciada nos níveis peridotíticos e piroxeníticos, geralmente situados na base e no topo dos derrames. Os acamamentos ígneos podem ser facilmente caracterizados através da textura e granulação dos minerais, sendo confirmados pela presença de sulcos (depressões) e protuberâncias, referentes às partes basais e de topo dos derrames, respectivamente. Nos metavulcanitos, o acamamento é irregular, devido ao resfriamento rápido, mas, nos metaplutonitos, é perfeitamente plano. Quanto às texturas, destacam-se a cumulática, que nos derrames configura-se como um nível basal de peridotito, e o nível de topo mais piroxenítico, que pode conter as texturas: spinifex (Figuras 2A e 2B); brechas de topo e textura vítrea ou amorfa. Tais feições texturais permitem obter informações geopetais. Adicionalmente relata-se a presença de fraturas de resfriamento e, ainda, tubos de lava circundados por almofadas e auréolas de textura spinifex, pequenos plugs circundados por junções poliédricas, além de derrames maciços correlacionadas aos tipos petrográficos "b" e "c" de Arndt et al. (1977). O tipo "b" apresenta peridotito maciço na base com feição isotrópica, uma zona intermediária delgada com textura spinifex e uma zona de topo com textura vítrea, brechas de topo e enrugamentos. O tipo "c" apresenta uma espessa porção basal de peridotito maciço e uma delgada zona de topo com textura vítrea, brechas de topo e enrugamentos.

Originalmente, Pinheiro (1998) englobou esses litotipos na suíte metakomatiítica. Todavia, introduz-se, agora, uma nova suíte, caracterizada petrograficamente por augita-xistos e clorita-xistos. Os augita-xistos se diferenciam dos clorita-xistos por sua granulação grosseira e ripas de piroxênio com clivagem basal em seção delgada. Ambos possuem teor de MgO ligeiramente inferior a 10%, revelando uma gênese compatível com a série tholeiítica. Em diagramas ternários AFM, as rochas dessa suíte revelam uma composição química compatível com a Série Tholeiítica (Andreatta e Silva 2008), tratando-se, portanto, de Mg-metatholeiítos e, doravante, esses litotipos serão englobados na suíte metatholeiítica. Quimicamente, essa suíte é caracterizada por um conteúdo de MgO menor que 12%, com TiO₂ menor que 2,4% e baixas razões FeO/MgO (Andreatta e Silva, 2008). Utilizando-se do padrão terras raras (Figura 3, Tabela 1), é possível distinguir, com clareza, as suítes Metakomatiítica e Metatholeiítica da SMRM. Essas suítes mostram padrões de fracionamento similar, mas a série metatholeiítica tem um padrão mais enriquecido. Essas características também estão expressas em outros diagramas geoquímicos (e.g. SiO₂ x MgO, Zr x TiO2; Andreatta e Silva, 2008). Localmente, os metatholeiítos basais apresentam até 2% em sulfetos, que, estudados sob luz refletida (Andreatta e Silva, 2008), revelaram a ocorrência de três fases de cristalização seqüenciais. A fase 1 apresenta magnetita envolvida por pirrotita. Na fase 2, a pirita envolve a pirrotita e, na fase 3, a calcopirita envolve a pirita.

4. Discussão

4.1 Aspectos petrográficos e minerográficos gerais da SMRM

A inexistência de lavas almofadadas na suíte metatholeiítica da SMRM implica, necessariamente, condições de terras emersas pela ascensão vertical da pilha vulcânica. Outra possibilidade implicaria recuo do nível do mar, no qual a quebra de relevo, entre a plataforma continental e o sopé do talude continental, causaria um entulhamento de sedimentos grosseiros gerados em alta energia. Nesse caso, rochas conglomeráticas seriam preservadas na SMRM, fato, porém, não observado. Por outro lado, os litotipos estudados da SMRM exibem texturas cumuláticas atribuídas a extravasamento contínuo contendo truncamentos, que revelam a ocorrência de diversos canais alimentadores. Esses canais transicionam para derrames maciços com extravasamento contínuo de derrames magnesianos com textura spinifex, típicos dos derrames basais de greenstone belts. Analisando em separado a base da pilha vulcânica metatholeiítica com cerca de 65 derrames e 50 metros de espessura, encontram-se litotipos de textura fanerítica além de certa planaridade no acamamento como efeito de um aumento da viscosidade (McBirney & Hunter, 1995), que poderia indicar um certo potencial metalogenético para a formação de sulfetos em rede. Contudo a SMRM não possui sedimentos sulfurosos interderrames e, além disso, a porcentagem de minerais sulfetados é pequena (2%), indicando que a seqüência pode ser insaturada em enxofre. Se fosse assim, não teria ocorrido a segregação de fases sulfetadas significativas (Lesher et al., 2001), ou, ainda, tais fases poderiam ter migrado, gerando um minério disseminado e/ou trapeado no decorrer dos eventos durante e/ou após a formação da SMRM.

4.2 Aspectos litogeoquímicos da SMRM

De acordo com Arndt & Nisbet (1982), uma suíte tholeiítica é caracterizada, invariavelmente, por conteúdos de MgO inferiores a 7%. Somente os cumulatos piroxeníticos de Munro Township, referentes ao clã dos basaltos komatiíticos, possuem MgO acima de 15,5% (Arndt et al., 1977). Por outro lado, Munro Township se caracteriza por um substrato formado por basaltos tholeiíticos com uma porcentagem de MgO ligeiramente inferior a 10% MgO (Arndt et al., 1977). Esses basaltos tholeiíticos, no entanto, contêm plagioclásio, mineral que, por sua vez, está ausente nas rochas da SMRM. Assim, de acordo com Andreatta e Silva (2008), o comportamento geoquímico da SMRM permite concluir que os metakomatiítos e metatholeiítos possuem uma gênese comum e distribuição areal associada, ou seja, o fracionamento e a assimilação crustal do magma komatiítico primordial geraram os basaltos tholeiíticos de greenstone, permitindo, assim, caracterizar um ciclo vulcânico intermediário, na SMRM, como produto de intensa assimilação crustal. (Tabela 1).

5. Conclusões

Apesar de Pinheiro (1998) ter considerado dois grupos de rochas na suíte metakomatiítica (com e sem textura spinifex), constatou-se que a grande maioria dos metaultramafitos estudados não apresenta tais texturas. Quando presentes, as texturas spinifex reliquiares (Figura 2B) são representadas por placas de olivina serpentinizada contendo trilhas de opacos. É notável a diferença entre as texturas spinifex em amostra de mão e em lâmina. Isso se deve à presença de trilhas de ortoanfibólio e serpentina. No caso específico da olivina serpentinizada, foram encontrados pseudomorfos de olivinas placosas e poliédricas na SMRM. Nas amostras onde ocorrem os pseudomorfos de olivina placosa, com trilhas de opacos em seu interior, destaca-se também a ocorrência da textura pega-varetas (ou jack-straw), cujos ramos formam polígonos fechados (Figura 2D). Os pseudomorfos de olivina poliédrica são caracterizados por cristais eqüidimensionais e tabulares, idioblásticos, sem embainhamento. Em termos geoquímicos, se comparada com outras ocorrências mundiais, a SMRM se assemelha à Seqüência de Barbeton, ou seja, seria fracionada regionalmente pela existência de uma superpluma e encaixada em uma crosta siálica primitiva. Essa seria a única explicação plausível para a suíte metatholeiítica da SMRM, fato que muito se diferencia de ciclos vulcânicos completos, comuns em greenstones superiores encaixados em crostas siálicas empobrecidas, como é o caso do greenstone belt Rio das Velhas. Assim, a ocorrência da suíte metatholeiítica na SMRM, que, microscopicamente, não possui plagioclásio, reforça a correlação com as séries tholeiíticas da região das montanhas de Barberton, mais precisamente com o Cinturão Pietersburg (Grobler, 1972; Hart & Brooks, 1977; Jensen & Pyke, 1982). Por outro lado, se a SMRM tivesse correlação com ocorrências greenstones mais recentes haveria a repetição de ciclos vulcânicos completos e até mesmo conglomerados de topo, feições ausentes em greenstones intermediários. Conseqüentemente, devido ao posicionamento do Supergrupo Rio das Velhas como seqüência greenstone superior do Neoarqueano, a presença da SMRM no âmbito do Quadrilátero Ferrífero remete à continuidade geológica do Complexo Metamórfico Campo Belo até essa região, sob a forma de um terreno granito-greenstone do Mesoarqueano como argumentado por vários autores (e.g. Barbosa et al., 1996; Carvalho Jr., 2001, Couto, 2004; Fernandes, 2001; Oliveira, 1999; Oliveira, 2004; Quéméneur & Baraud, 1983). Finalmente, com relação ao potencial econômico mineral, essa ocorrência seria, aparentemente, estéril em sulfetos maciços vulcanogênicos, devido à existência de disseminação basal na pilha tholeiítica. Todavia, ocorrendo ou não níveis sulfetados em rede ou maciços na SMRM, são necessários estudos mais detalhados sobre esse assunto.

6. Referências bibliográficas

Artigo recebido em 16/09/2008 e aprovado em 16/06/2009.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  24 Mar 2010
• Data do Fascículo
  Dez 2009

Histórico

• Recebido
  16 Set 2008
• Aceito
  16 Jun 2009