Geoquímica e composição isotópica de Sr do Complexo Granulítico Santa Maria Chico, Cráton Rio de La Plata, RS

Abstract

Complexo Granulítico Santa Maria Chico corresponde a um conjunto de rochas metamórficas de alto grau de idade Paleoproterozoica que ocorre na porção oeste do Escudo Sul-rio-grandense, na região de Dom Pedrito-Bagé, RS. Neste trabalho foram realizadas caracterizações petrográfica, geoquímica e isotópica de Sr em amostras de metaultramafitos, granulitos e gnaisses de composição gabroica a anortosítica, gnaisses tonalíticos e gnaisses graníticos constituintes do complexo. As descrições petrográficas permitiram identificar, além de diferentes litotipos, condições de metamorfismo distintas: fácies anfibolito para os gnaisses tonalíticos e graníticos, e fácies granulito para as rochas máfico-ultramáficas. Por meio das análises químicas de rocha total foi possível determinar que as duas unidades não são cogenéticas, sendo os protólitos das rochas máfico-ultramáficos de afinidade toleítica e os protólitos dos gnaisses tonalíticos a graníticos de afinidade cálcico-alcalina; ambas as associações possuem anomalias negativas de Nb em relação ao manto primitivo, o que indica magmatismo em ambiente com subducção envolvida. Geotectonicamente, é possível postular ambientes de arco de ilhas e de arco continental, para as associações máfico-ultramáfica e tonalítica, respectivamente, hipótese esta que é corroborada pelas razões 87Sr/86Sr iniciais, que apresentam valores entre cerca de 0,699195 e 0.704775 indicando fontes mantélicas para os protólitos de ambos os grupos A evolução das razões 87Sr/86Sr para as duas associações mostra um aumento da razão 87Sr/86Sr ao longo da evolução do magma da associação máfico-ultramáfica, implicando em possível contaminação crustal, enquanto para a associação tonalítica este fenômeno não é observado, sendo possível inferir que a cristalização fracionada foi o principal processo de evolução deste segundo magma. Portanto, os dados obtidos neste estudo contribuem para as recentes discussões acerca de uma possível subdivisão do complexo, tendo sido definidas pelo menos duas diferentes associações.

Santa Maria Chico Granulite Complex comprises a set of high-grade metamorphic rocks of Paleoproterozoic age occurring in the western area of Sul-rio-grandense shield, on the outskirts of Dom Pedrito and Bagé-RS. In this work, petrographic, geochemical and Sr isotope characterization were carried out in metaultramafites, gabbroic to anorthositic granulites and gneisses, tonalitic and granitic gneisses belonging to this Complex. Petrographic descriptions made possible to identify different lithotypes, as well as distinct conditions of metamorphism such as amphibolite facies for the tonalitic and granitic gneisses and granulite facies for the mafic-ultramafic rocks. Considering the whole-rock geochemistry, it was possible to determine that there is no cogenetic relationship between these two units, being the mafic-ultramafic protoliths of tholeiitic affinity and the tonalitic to granitic gneisses protoliths of calc-alkaline affinity. Both associations have negative Nb anomalies when normalized to the primitive mantle, which indicates subduction-related magmatism. Tectonically, it is possible to postulate island arc and continental arc environments for the mafic-ultramafic and tonalitic associations, respectively. This hypothesis is corroborated by the initial 87Sr/86Sr ratios, which present values between 0.699195 and 0.704775, indicating mantle source for the protoliths of both units. The evolution of the 87Sr/86Sr ratios for the two associations show an increase in the 87Sr/86Sr ratios throughout the magma evolution of the mafic-ultramafic association, implying possible crustal contamination. Differently, this process is not observed in the tonalitic unit, which is characterized by fractional crystallization process. Therefore, the data obtained in this study contribute to the recent discussions about a possible subdivision of the Complex, since at least two different associations have been defined.