Estudo da trama magnética relacionada à interação e posicionamento sintectônico de magmas de composição contrastante nos diques da enseada dos Zimbros, SC

Abstract

Os diques compostos da Enseada dos Zimbros na região de Porto Belo-Bombinhas, sul do Brasil, são colocados nos estágios finais do magmatismo pós-colisional (ca. 590 Ma). Os diques compostos são intrusões tabulares subverticais, de direção NE e intrudem ortognaisses do embasamento. Os diques são formados por um núcleo félsico contendo um enxame de enclaves máficos microgranulares, margeado em ambos os lados por bordas máficas de espessura irregular, além de diques máficos individuais paralelos à intrusão principal. As rochas félsicas e máficas contêm uma foliação magmática bem desenvolvida com deformação no estado sólido perto dos contatos. A lineação de estiramento é horizontal a sub-horizontal e melhor desenvolvida nas rochas félsicas. A ausência de uma trama linear bem desenvolvida nas rochas máficas dificulta a investigação de seu posicionamento com base em dados estruturais convencionais. Com o objetivo de investigar a relação entre rochas máficas e félsicas contemporâneas, bem como entender o posicionamento dessas intrusões em relação à tectônica transcorrente, foi realizado um estudo da trama magnética por meio das técnicas de anisotropia de suscetibilidade magnética (ASM) e magnetismo de rocha nos diques compostos e máficos individuais. A mineralogia magnética de ambos os diques é predominantemente controlada por minerais ferromagnéticos (e.g., magnetita e tinanomagnetita pobre em Ti), com pequena contribuição de minerais paramagnéticos. O estudo do magnetismo de rocha mostra que os grãos de magnetita têm tamanhos variados. Os diques máficos individuais têm tamanhos de grãos pequenos (ca. 0,75 μm), enquanto nas bordas máficas os tamanhos variam de 0,75 a 2-3 μm. Os núcleos félsicos têm tamanhos de grãos grandes, variando de 2-3 a 25 μm. Os dados de MEV mostram texturas de oxi-exsolução nas amostras do núcleo félsico e nas amostras dos diques máficos individuais. Os cristais de ilmenita encontrados como grãos anédricos ou finas lamelas, nas amostras das bordas máficas, são interpretados como resultado da intensa oxi-exsolução da magnetita. O maior grau de oxi-exsolução observado nas amostras das bordas máficas em comparação aos núcleos félsicos e aos diques máficos individuais, sugerem diferentes graus de interação entre os magmas originais. As intrusões estudadas mostram tramas magnéticas normais, com foliação magnética subvertical (plano k1-k2) e lineação sub-horizontal (k1). Os dados magnéticos são concordantes com as medidas estruturais de campo e indicam que o fluxo do magma foi sub-horizontal durante o posicionamento. O volume e tamanho muito maior de enclaves, encontrados na porção sul do dique, são compatíveis com seu posicionamento em direção a norte. Os dados magnéticos obtidos também estão de acordo com o posicionamento sintectônico dos diques compostos em relação ao movimento transcorrente da Zona de Cisalhamento Major Gercino.

The composite dikes of the Zimbros Bay in the Porto Belo-Bombinhas region, southern Brazil, are emplaced in the late stages of post-collisional magmatism, at ca. 590 Ma as NE-striking, subvertical tabular bodies intrusive in basement orthogneisses. The composite dikes are formed by a felsic core containing a swarm of mafic microgranular enclaves, bordered on both sides by mafic material of irregular thickness, and individual mafic dikes parallel to the main intrusion. The felsic and mafic rocks contain a well-developed magmatic foliation with solid-state deformation near the contacts. Stretching lineation is horizontal to sub-horizontal and better developed in the felsic rocks. The absence of a well-developed linear fabric in the mafic rocks makes it difficult to investigate their emplacement based on conventional structural data. In order to investigate the relationship between contemporaneous mafic and felsic rocks, as well as to understand the emplacement of these intrusions in relation to the transcurrent tectonics, a study on the magnetic fabric was made using anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) and rock magnetism techniques for composite and individual mafic dikes. Magnetic mineralogy of both dikes is predominantly controlled by ferromagnetic minerals (e.g. magnetite and Ti-poor tinanomagnetite), with little contribution of paramagnetic minerals. The rock magnetism study shows that the magnetite grains have varied sizes. Individual mafic dikes have small grain sizes (about 0.75 μm), whilst in the mafic borders, sizes vary from 0.75 to 2-3 μm. Felsic cores have large grain sizes, ranging from 2-3 to 25 μm. SEM data show oxyexsolution textures in the felsic core samples and in samples of individual mafic dikes. Only Ilmenite is found in the mafic border samples, either as anhedral grains or as thin lamellae, interpreted to result from intense oxyexsolution of magnetite. Increasing oxyexsolution degrees observed in samples from individual mafic dikes to felsic cores and mafic borders suggest different degrees of interaction between the original magmas. The studied intrusions show normal magnetic fabrics, with subvertical magnetic foliation (k1-k2 plane) and subhorizontal (k1) lineation. Magnetic data are concordant with structural field measurements and indicate sub-horizontal magma flow during emplacement. The much larger volume and size of enclaves found in the southern portion of the dike is compatible with its northward directed emplacement. The obtained magnetic data are also in agreement with the syntectonic emplacement of the composite dikes relative to the transcurrent movement of the Major Gercino Shear Zone.