Turmalina como indicador petrogenético de rochas quartzíticas das bordas do Complexo Metamórifico Passo Feio

Abstract

Uma das questões científicas especialmente intrigantes, envolvendo rochas metamórficas e hidrotermais do Escudo Sul-Riograndense, é a origem de rochas quartzíticas associadas espacialmente ao batólito granítico de Caçapava e ao Complexo Metamórfico Passo Feio na região de Caçapava do Sul. Estas rochas são constituídas dominantemente por quartzo (> 80%), turmalina, muscovita, K-feldspato, biotita, ilmenita e zircão. Este estudo propõem uma origem distinta para o protólito destas rochas, localizadas na borda SE do Granito Caçapava, utilizando especialmente a forma, composição e padrões de zonação da turmalina, combinado com feições de campo e paragêneses minerais associadas. O trabalho focou em duas áreas denominadas Ponto-01 e Chácara Queimada, distantes cerca de 6 Km. Determinou-se a composição química dos minerais, através de análises de microssonda eletrônica, em grãos de turmalina, muscovita, k-feldspato e biotita. A temperatura de formação da turmalina nessas rochas, entre 450-470°C, foi calculada com base no geotermômetro turmalina-biotita. Os dados obtidos para esse trabalho mostram parâmetros que poderiam classificar o protólito destas rochas tanto de origem sedimentar detrítica (quartzito) como magmático-hidrotermal (quartzolito ou quartzito secundário). Os principais parâmetros levantados até o momento, no entanto, favorecem uma origem magmático-hidrotermal (quartzolito ou quartzito secundário) para as rochas quartzosas estudadas, tais como: (1) as turmalinas analisadas mostram composições relativamente restritas e homogêneas (dravita-schorlita) com zonação óptica e composicional concêntrica; (2) ausência de texturas sedimentares (ex: arredondamento) nos grãos de turmalina, tanto no núcleo quanto nas bordas; (3) a magnitude da variação composicional entre os grãos de turmalinas é relativamente pequena, o que em estudos de proveniência não é comum, pois haveria apenas uma população detrítica referente a mesma rocha fonte; (4) associação mineralógica (muscovita, feldspato potássico e ilmenita) frequentemente encontrada nos leucogranitos do batólito granítico, espacialmente associado; (5) a composição de rocha total mostra teores de SiO2, um pouco mais elevados, mas comparáveis aos leucogranitos mais evoluídos do Granito Caçapava; (6) as rochas quartzosas possuem afinidade geoquímica peraluminosa consistentes com trends de diferenciação magmática altamente evoluídos. Para enriquecer a discussão e poder comprovar a origem dessas rochas, seriam necessários estudos adicionais envolvendo maior número de amostras de rocha total, composição mineralógica, principalmente de elementos traço, além de composição isotópica de B na turmalina e Sr.

One of the especially intriguing scientific questions, involving metamorphic and hydrothermal rocks of the Sul-Riograndense Shield, is the origin of quartzite rocks spatially associated with the Caçapava granitic batholith and the Passo Feio Metamorphic Complex in the Caçapava do Sul region. These rocks consist predominantly of quartz (>80%), tourmaline, muscovite, k-feldspar, biotite, ilmenite and zircon. This study proposes a distinct origin for the protolith of these rocks, located on the SE edge of Caçapava Granite, using especially the form, composition and tourmaline zonation patterns, combined with field features and associated mineral paragenesis. This study focused on two areas called Ponto-01 and Chácara Queimada, distant about 6 km. The chemical composition of the minerals was determined by electron microprobe analysis in tourmaline, muscovite, k-feldspar and biotite grains. The formation temperature of tourmaline in these rocks, between 450-470 ° C, was calculated based on the tourmaline-biotite geothermometer. The data obtained for this work show parameters that could classify the protolith of these rocks as of detrital sedimentary origin (quartzite) as well as hydrothermal magmatic origin (quartzolite or secondary quartzite). The main parameters raised so far, however, support a magmatic-hydrothermal origin (quartzolite or secondary quartzite) for the studied quartz rocks, such as: (1) analyzed tourmaline show relatively restricted and homogeneous composition (dravita-schorlita) with concentric optical and compositional zonation; (2) absence of sedimentary textures (eg: rounding) in tourmaline grains, both at the core and at the edges; (3) the magnitude of the compositional variation between tourmaline grains is relatively small, in which provenance studies is not common, because there would be only one detrital population referring to the same source rock; (4) mineralogical association (tourmaline, muscovite, potassic feldspar, ilmenite) frequently found in leucogranites of the spatially associated granitic batolith; (5) the total rock composition shows slightly higher SiO2 levels, but comparable to the more advanced leucogranites of Caçapava Granite; (6) quartz rocks have peraluminous geochemical affinity, in total-rock, and are consistent with highly evolved trends of magmatic differentiation. To enrich the discussion and to be able to prove the origin of these rocks, would be necessary further studies involving a larger number of samples of total rock, mineralogical composition, mainly trace elements, besides isotopic composition of B in tourmaline and Sr.