Geologia e petrologia das rochas intrusivas básicas-ultrabásicas da região sudeste do Cinturão Dom Feliciano, RS

Abstract

Na porção sudeste do Escudo Sul-Rio-Grandense, no denominado Domínio Leste do Cinturão Dom Feliciano, predominam granitoides com importante contribuição crustal em sua gênese (e.g. Complexo Granito-Gnáissico Pinheiro Machado e Suíte Granítica Dom Feliciano), localmente apresentando xenólitos de sequências metamórficas de baixo a médio grau. Apesar das litologias menos diferenciadas serem pouco comuns, registra-se a ocorrência de rochas dioríticas e gabroicas, por vezes em intrusões estratificadas, na região compreendida entre os municípios de Pinheiro Machado (e.g. Gabros Passo da Fabiana), Herval e Pedro Osório (e.g Alto Alegre). O estudo e a caracterização destas intrusões são de fundamental importância, pois possibilitam o entendimento dos controles mecânicos, estruturais e químicos que governam a extração e o transporte de magma do manto para níveis superficiais, representando importante processo de acresção de material à crosta a partir do manto superior. Além disso, as feições de acamamento em intrusões estratificadas registram os processos de posicionamento (emplacement), as reações entre as fases minerais e o magma, bem como a história de cristalização de magmas basálticos em câmaras magmáticas crustais. O presente trabalho tem por objetivo tanto a caracterização petrográfica quanto estudos petrológicos destas ocorrências de forma integrada, com vistas a determinar se estas constituem uma única associação de rochas - e quais os processos envolvidos em sua geração - ou se é possível individualizá-las em associações distintas. Além disso, avaliar o estabelecimento das relações estratigráficas e seu possível vínculo genético com os granitoides encaixantes. Para tal finalidade, foram realizados trabalho de campo, análise de dados SRTM e dados aerogeofísicos (gamaespectrometria e magnetometria), estudos de petrografia associados à microanálise (MEV e microssonda eletrônica) e análises geoquímicas em rocha total (elementos maiores e traços). A integração de todos os dados possibilitou a individualização das rochas intrusivas básicas-ultrabásicas em duas associações distintas. A “Associação I”, gabroica, compreendendo as ocorrências do Passo da Fabiana, Passo da Olaria/Santa Fé e Desvio Herval, as quais comumente apresentam-se em intrusões estratificadas com acamamento modal cíclico, onde a fase cumulus é representada por plagioclásio e secundariamente por olivina. Esta associação possui afinidade cálcio-alcalina baixo-K, e padrões de ETR’s com anomalias fracas a fortemente positivas de Eu e enriquecimento em CaO e Sr, evidenciando a acumulação do plagioclásio. A “Associação II”, diorítica a gabroica, compreende as ocorrências do Alto Alegre, Passo dos Machados e Campo Bonito, apresentando-se na forma de rochas isótropas a localmente foliadas. Apresentam afinidade cálcio-alcalina médio a alto-K, com padrões de ETR’s enriquecidos em relação à primeira associação, anomalias negativas de Eu e enriquecimento em Na2O, P2O5, Nb, Ta, Ba, Zr, La, Ce, Y e Yb. A estruturação regional sugere que estas estejam posicionadas segundo lineamentos com orientação ENE-WSW a NE-SW, ou na intersecção de estruturas WSW-ESE e ENE-WSW com estruturas NE-SW. Localmente verificou-se a existência de mistura de magmas entre a “Associação I” e o magmatismo ácido da Suíte Granítica Dom Feliciano, indicando contemporaneidade entre os mesmos. O mecanismo de geração destas associações através das DCHZ (deep crustal hot zones) seria plausível, com posterior ascensão por meio das estruturas mencionadas, as quais podem representar descontinuidades litosféricas.

In the southeastern portion of the Sul-Rio-Grandense Shield, or the so-called Eastern Domain of Dom Feliciano Belt, occur predominantly granitoids with major crustal contribution in their genesis (e.g. Pinheiro Machado Granite-Gneissic Complex and Dom Feliciano Granitic Suite), occurring locally low to medium grade metamorphic sequences as xenoliths. Although the less evolved lithologies are unusual, there is some records on the occurrence of dioritic and gabbroic rocks, sometimes in layered intrusions, in the region between the cities of Pinheiro Machado (e.g. Passo da Fabiana Gabbros), Herval and Pedro Osório (e.g. Alto Alegre). The study and characterization of these intrusions are relevant, since as they provide the understanding of the mechanical, structural and chemical controls that govern the extraction and transport of mantle-derived magmas to superficial levels, representing an important process of accretion to the crust, from the upper mantle. Furthermore, the features related to the layering in layered intrusions record the emplacement mechanisms, the reactions between mineral phases and magma, as well as the history of crystallization of basaltic liquids in crustal magma chambers. This study aims both petrographic and petrological characterization of these rocks, in order to determine whether they constitute a unique association of rocks - and the processes involved in their generation – or if it is possible to distinguish different associations. Besides that, evaluate the establishment of stratigraphic relations and its possible genetic connection with the granitoid wall rocks. For this purpose, were performed fieldwork, analysis of SRTM and airborne geophysics data (magnetometry and gamma spectrometry), petrographic studies associated with microanalysis (SEM and electron microprobe) and whole rock geochemistry (major and trace elements). The synthesis of all the data made it possible to individualize the basic-ultrabasic intrusive rocks in two distinct associations. The "Association I", gabbroic, comprising the occurrences of Passo da Fabiana, Passo da Olaria/Santa Fé and Desvio Herval, which commonly present themselves in layered intrusions, with cyclical modal layering, where the cumulus phase is represented by plagioclase and subordinately olivine. These rocks show low-K calc-alkaline affinity, and REE patterns with weak to strong positive Eu anomalies and enrichment in CaO and Sr, caused by the accumulation of plagioclase. The "Association II", dioritic to gabbroic, comprises the occurrences from Alto Alegre, Passo dos Machados and Campo Bonito, presenting themselves as isotropic to locally foliated rocks. They show medium-to high-K calc-alkaline affinity, with enriched REE patterns relative to the first association, Eu negative anomalies and enrichment Na2O, P2O5, Nb, Ta, Ba, Zr, La, Ce, Y and Yb. The regional structuration suggests that these intrusions are positioned at ENE-WSW to NE-SW structures, or at the intersection of WNW-ESE and ENE-WSW with NE-SW structures. Locally, were verified the existence of magma mixing between the "Association I" and the acid magmatism of Dom Feliciano Granitic Suite, indicating contemporaneity between them. The generation mechanism of these associations in the DCHZ (deep crustal hot zones) could be plausible, with subsequent ascent through the mentioned structures, representing lithospheric discontinuities.