Geoquímica das granadas e assembléias de minerais pesados no estudo de proveniência dos sedimentos quaternários da porção sul da Bacia de Pelotas, RS

Abstract

A análise de minerais detríticos pesados oferece uma abordagem de alta precisão para determinar a proveniência sedimentar, devido à diversidade de espécies minerais encontrados nas rochas-fonte. Entretanto, devido às modificações introduzidas pela seleção hidráulica diferencial e pela diagênese sobre as assembléias originais de minerais pesados, a análise de variedades dentro de uma mesma espécie de mineral pesado (análise varietal de minerais pesados) tem sido crescentemente utilizada com excelentes resultados. Neste estudo são analisados os minerais do grupo das granadas dos sedimentos Quaternários da Bacia de Pelotas, comparandose a sua composição química com a composição reconhecida para estes minerais nas diversas unidades do Escudo Sul-Riograndense. Amostras de testemunhos de sondagem, extraídos da cobertura superficial de sedimentos da Bacia de Pelotas (plataforma continental interna do Rio Grande do Sul) foram selecionadas e trabalhadas de acordo com a metodologia de separação de minerais pesados. Os principais minerais pesados identificados são: turmalina, estaurolita, epidoto, granada, horblenda, hiperstênio, augita, cianita, silimanita, monazita, zircão, rutilo e opacos. A composição química das granadas foi analisada através de microssonda eletrônica (WDS). Os resultados mostram a presença de quatro populações para os sedimentos Quaternários da Bacia de Pelotas: (1) a mais freqüente consiste de granadas ricas no componente piropo, indicando áreas-fonte de terrenos de alto grau metamórfico, granulitos e gnaisses pelíticos do Complexo Granulítico Santa Maria Chico (Bloco Taquarembó) e com provável contribuição dos granulitos pré-brasilianos do Cinturão Valentines (Uruguai); (2) granadas com teores baixos de piropo, elevados valores para almandina+espessartita e teores variáveis de grossularia+andradita+uvarovita, derivadas de rochas meta-sedimentares de baixo a médio grau, com área fonte principal relacionada às rochas metamórficas de médio a baixo grau metamórfico do Complexo Metamórfico Porongos do Cinturão Tijucas e menor contribuição dos metamorfitos de médio e baixo grau do Bloco São Gabriel; (3) granadas com elevados teores de piropo e grossularia+andradita+uvarovita, provenientes de metabasitos, com área fonte principal do Bloco Taquarembó, relacionados aos granulitos máficos do Complexo Granulítico Santa Maria Chico e do Cinturão Tijucas, relacionado aos anfibolitos do Complexo Metamórficos Porongos; (4) menos expressiva, contendo granadas com elevados valores de espessartita e baixos teores de piropo+grossulária+andradita+uvarovita, encontradas em pegmatitos e aplitos graníticos e alguns granitos, tendo como área fonte principal o Cinturão Dom Feliciano.

The analysis of detrital heavy mineral offers a high precision approach to determine the sedimentary provenance, owing to the diversity of mineral species in the source-rocks. The analysis of varieties within a single species of heavy mineral is increasingly used by oil exploration companies, with excellent results. In this study, the chemical composition of garnet group minerals from the Quaternary sediments of Pelotas Basin (south Brazil) is compared with the composition of garnets from the units of basement rocks of the Sul-Riograndense shield. Surface sediments from the inner continental (shelf) were obtained from core samples of the Pelotas Basin. These samples were selected and prepared according to usual methodology of heavy mineral concentration. Heavy minerals constitute a small part of the sediment of the shelf platform studied. The principal species identified are: tourmaline, staurolite, epidote, garnet, hornblende, hypersthene, augite, kyanite, sillimanite, monazite, zircon, rutile and opaques. Chemical data of garnet minerals were obtained by WDS electron microprobe analysis. The results show that the Quaternary sediments of Pelotas Basin has 4 garnet populations: 1) the most common group, with garnet of pyrope composition, indicating an origin from high-grade metamorphic rocks, including granulites and pelitic gneisses of Santa Maria Chico Granulitic Complex (Taquarembó Block), with probable contributions of Pre-Brasiliano granulites from the Valentines Belt (Uruguay); 2) comprising garnets with low-pyrope composition, high almandine+spessartine and variable grossular+andradite+uvarovite contents, whose origin is related to middle to low-grade metamorphic rocks of the Porongos Complex, Tijucas Belt, with possible minor contribution also of the middle to low-grade metamorphic rocks of São Gabriel Block; 3) comprising garnets with high pyrope and grossular+andradite+uvarovite composition, which are related to metabasites mainly from mafic granulites of Santa Maria Chico Granulitic Complex, and possible contribution from amphibolites of the Porongos Metamorphic Complex; 4) the less common group, comprising spessartine and low pyrope+grossular+andradite+uvarovite garnets, which are related to pegmatites and aplitic granites from the Dom Feliciano Belt.