Aspectos de campo e petrográficos das intrusões máficas e félsicas nos Mármores Matarazzo, Sudeste do Cinturão Dom Feliciano, RS

Abstract

A interação de mármores e magmas e as intensas reações que levam a skarns, têm sido assunto de interesse científico e econômico. Este projeto relata um número de características inesperadas com a intrusão de rochas máficas e félsicas neoproterozoicas nos mármores Matarazzo, que ocorrem na porção sul do Domínio Leste do Cinturão Dom Feliciano, a norte da cidade de Arroio Grande, Rio Grande do Sul. Eles são expostos em duas pedreiras (Brasileira e Matarazzo), circundados pelos granitoides do Complexo Pinheiro Machado. Os mármores estudados, aflorantes na pedreira Brasileira, são dominantemente calcíticos, com um percentual modal pequeno de diopsídio, wollastonita, plagioclásio, quartzo e pirita, em uma textura granoblástica poligonal grossa, sugerindo um alto grau metamórfico. Localmente, eles apresentam intercalação centimétrica com camadas de biotita xisto, expostas na porção SE da pedreira. São identificadas diferentes rochas máficas e intrusões na pedreira. As rochas máficas mais antigas são os anfibolitos e são encontrados como blocos angulares rompidos, com skarns centimétricos. Há também os metadiabásios, que diferem dos anfibolitos pela sua estrutura, textura e mineralogia. Estes têm contatos retos com o mármore e textura afanítica microcristalina metamorfizada. As rochas intrusivas tardias são os biotita quartzo dioritos, que têm contatos altamente irregulares com o mármore e são circundados por skarns centimétricos a decimétricos, caracterizados por concentrações de titanita, grossulária e uma massa silicática verde. As intrusões félsicas são os diopsídio quartzo sienitos, que têm megacristais de K-feldspato e titanita centimétrica em uma matriz grossa de diopsídio, plagioclásio e quartzo. Eles intrudem o mármore como diques que carregam blocos de rochas máficas, com leucossomas que têm diopsídio peritético, que são contínuos com a rocha quartzo sienítica, sugerindo que estes são formados a partir da fusão parcial das rochas máficas. Estes diques são irregulares, têm contatos lobados com o mármore e formam skarns com grossulária e wollastonita. Os contatos lobados são similares às feições desenvolvidas durante um processo de magma mingling, como pillows e back-veining. Isso sugere que o mármore tenha sido parcialmente fundido no contato com os quartzo sienitos, de acordo como mostrado por experimentos laboratoriais recém publicados. A fusão do mármore, é também consistente com a presença de estruturas de fluxo com o desenvolvimento de skarns e com a presença de wollastonita, um mineral produto de reação de descarbonatação. As fusões, tanto das rochas máficas, para gerar os quartzo sienitos, quanto do mármore, são explicadas pela presença de fluidos hidrotermais, com baixa atividade de água e alta atividade de CO2, devido à dissolução do mármore, provenientes, provavelmente, do posicionamento do Complexo Pinheiro Machado na região. Assim, interpreta-se que as primeiras intrusões máficas ocorreram antes do evento metamórfico. Este metamorfismo foi seguido pelas intrusões máficas mais novas, as quais foram refundidas como um resultado do influxo de fluidos em altas temperaturas relacionadas ao posicionamento do Complexo Pinheiro Machado. Estes fluidos deram origem ao diopsídio quartzo sienito e também causaram a fusão do mármore.

The interaction of marbles and magmas and the intense reactions that lead to skarns, have long been a subject of scientific and economic interest. This project report a number of unexpected features related to the intrusion of Neoproterozoic mafic and felsic rocks into the Matarazzo marble, in the Eastern Domain of Dom Feliciano Belt, north of Arroio Grande city, Rio Grande do Sul. These are exposed in two quarries (Brasileira and Matarazzo), surrounded by granitoids of the Pinheiro Machado Complex. The studied marbles outcrop at Brasileira quarry, are dominantly calcitic, with typically less than a few modal percent of diopside, wollastonite, plagioclase, quartz and pyrite in a coarse granoblastic polygonal texture, suggesting a high metamorphic grade. Locally, they present centimetric intercalation with biotite schist layers exposed in the SE part of the quarry. Different mafic rocks and intrusions are identified at the quarry. The oldest mafic rocks are amphibolites and are found as broken angular blocks, with a narrow skarn. There are also the metadiabase, which differ from the amphibolites by their structure, texture and mineralogy. These have straight contacts with the marble and an aphanitic microcrystalline metamorphosed texture. The late mafic intrusions are biotite quartz diorites, that have highly irregular contacts with the marble and are surrounded by centimetric to decimetric skarns, characterized by titanites and grossular concentrations and a green silicatic mass. The felsic intrusions are diopside quartz syenites, has K-feldspar megacrysts, centimetric titanite in a coarse matrix of diopside, plagioclase and quartz. They intrude the marble as dykes that carry blocks of mafic rocks, with leucosomes that have peritectic diopside and that are continuous with the quartz syenitic rock, suggesting that these are sourced from the partial melting of the mafic rocks. These dykes are irregular, with lobate-cuspate contacts with the marble and form skarns with grossular and wollastonite. The lobate contacts are similar to the features developed during a magma mingling process such as pillows and back-veining. This suggests that the marble had been partially melted at the quartz syenite contact as is in accordance with newly published laboratory findings. The melting of the marble is also consistent with the presence of flow structures with the development of skarns and with the presence of wollastonite, a mineral product of decarbonation reaction. The melting, of both the mafic rocks, to generate the quartz syenites, and the marble, are explained by the presence of hydrothermal fluids low water activity and high CO2 activity due to marble dissolution, probably coming from the emplacement of Pinheiro Machado Complex in the region. So, it is interpreted that the first mafic intrusions took place before the metamorphism. This metamorphic event was followed by younger mafic intrusions, which were remelted as a result of the influx of fluids at high temperature related to the emplacement of the Pinheiro Machado Complex. This fluid influx the diopside quartz syenite and also caused marble melting.