Geologia, petrologia e geocronologia das intrusões acamadadas máficas-ultramáficas de Porto Nacional, Tocantins, Brasil

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2007.As intrusões acamadadas máfica-ultramáficas em estudo estão contidas na Província Tocantins, entre as faixas de dobramentos Brasília e Araguaia, localizadas entre as coordenadas 10º35’S/49ºW e 11º15’S/48ºW. A existência de dois conjuntos distintos de intrusões acamadadas, foi originalmente reconhecida durante programa de exploração mineral que incluiu levantamento aerogeofísico e sondagem rotativa. As intrusões compreendem dois grupos com características geológicas marcadamente distintas. O Grupo 1, formado pelas intrusões Carreira Comprida (CCI), Rio Crixás (RCI) e Morro da Mata (MMI), todas localizadas a oeste do rio Tocantins, é caracterizado por cumulados máficos com abundante plagioclásio (Pl) e ilmeno-magnetita cúmulus. A CCI aflora em área com cerca de 18 x 07 km, é constituída dominantemente por anortosito de grão médio a grosso, consistindo de Pl e ilmeno-magnetita cúmulus em rochas nas quais quartzo e piroxênio (Opx e Cpx) ocorrem frequentemente como minerais intercúmulus. Apresenta deformação localizada e metamorfismo heterogêneo em condições da fácies xisto verde. A MMI possui dimensões da ordem de 28 x 9 km, é constituída por olivina (Ol) gabronorito (Ol, Pl, Cpx cumulado) e gabronorito (Pl, Cpx, Opx cumulado) com anfibólio (Am) intercúmulus. A recristalização metamórfica, desenvolvida principalmente nas bordas da intrusão, indica condições da fácies anfibolito. A RCI possui dimensões da ordem de 26 x 10 km, e é constituída principalmente por anortosito (Pl cumulado), troctolito (Ol, Pl cumulado), gabronorito (Pl, Cpx, Opx cumulado) e olivina gabronorito (Pl, Cpx, Opx, Ol cumulado), com textura que varia de meso a adcumulática. Apatita (Ap) e zircão (Zrn) ocorrem como fases cúmulus nos litotipos mais fracionados. Ocorre recristalização metamórfica e deformação dúctil restritas a zonas discretas, com assembléia indicativa de condições da fácies granulito. Dados de química mineral dos cumulados do RCI indicam que a olivina é moderadamente primitiva (Fo68; NiO 760-1020 ppm) nos troctolitos e altamente fracionada (Fo18-07; NiO <400 ppm) nos olivina gabronoritos, o que condiz com o hiato de cristalização de olivina verificado na seqüência de cumulados. As composições de Opx, Cpx e Pl formam um trend contínuo de fracionamento desde termos moderadamente primitivos (En72 no troctolito mais primitivo) até altamente fracionados (En19 e En14 respectivamente em Ol gabronorito e anortosito mais fracionado). Cristais de zircão de Ol gabronorito e granulito máfico da RCI, datados pelo método U-Pb, apontaram idades de 526±5,6 e 533±4,2 Ma, respectivamente. Esta idade Cambriana é interpretada como de cristalização magmática e estabelece a RCI como a intrusão acamadada mais jovem reconhecida na Província Tocantins. Isótopos de Nd dosados em Ol gabronorito da RCI revelam idade isocrônica (rocha – Pl – Ap) de 874±89 Ma com εNd(T) = -9. Em outras rochas cumuláticas da RCI foram obtidos valores de εNd(530) também fortemente negativos (-7 a -12) e TDM entre 1687 to 2161 Ma. Os dados isotópicos são compatíveis com a cristalização de rocha cumulática em 530 Ma a partir de magma básico altamente contaminado por rochas crustais mais antigas. O Grupo 2, constituído pelas intrusões VE3, Monte do Carmo (MCI) e São Domingos (SDI), a leste do rio Tocantins, é caracterizado pela grande proporção de rochas ultramáficas e pela ausência de Opx. MCI e VE3 consistem essencialmente em wehrlito (Ol, Cpx cumulado) e clinopiroxenito (Cpx cumulado), localmente com anfibólio intercúmulus e textura entre ad- e ortocumulática. Termos gabróicos são significativamente menos abundantes. O acamamento primário, evidenciado pela transição gradual entre wehrlito, clinopiroxenito e gabro, é marcado por sucessivas unidades cíclicas com espessura variável desde poucos metros até dezenas de metros. De maneira localizada a assembléia magmática está variavelmente substituída por assembléia metamórfica de minerais hidratados (tremolita, serpentina, talco, magnetita, clorita, magnesita, epidoto e fengita). Dados de química mineral são restritos a Intrusão VE3 e mostram olivina (Fo85-84; NiO 0,07-0,14%) e clinopiroxênio (En49-42) com composições homogêneas nessas rochas, indicando fracionamento restrito no intervalo amostrado. Análises isotópicas Sm-Nd dessas rochas não produziram alinhamento isocrônico que permitisse calcular a idade de cristalização. Contudo, as idades modelo altamente variáveis e os valores negativos de εNd(530) (-2,56 a -3,10) sugerem que o magma parental foi heterogeneamente contaminado por material crustal. Os dados combinados de petrografia e química mineral indicam que os grupos 1 e 2 têm seqüências de cristalização distintas, sugerindo que pertençam a diferentes suítes magmáticas. A seqüência de cristalização do Grupo 1 é Pl + Ol ® Pl + Ol + Cpx ® Pl + Opx ou pigeonita invertida + Cpx ® Pl + pigeonita invertida + Cpx + Ol ® Pl + pigeonita invertida + Cpx + Ol + Zrn + Ap, que é típica de magmas toleíticos (ex: Skaergaard), enquanto a do Grupo 2 é Cpx + Ol ® Cpx ® Cpx + Pl, que constitui uma seqüência de cristalização livre de piroxênio pobre em Ca (ex: Pechenga). Esses novos dados petrológicos e isotópicos sugerem também que as intrusões acamadadas dos Grupos 1 e 2 não pertencem a qualquer dos tipos de intrusões acamadadas descritos na Província Tocantins. Este fato, acrescido da capacidade de ambas para cristalizar rochas ricas em olivina e as evidências de contaminação por material crustal, tornam-nas atrativas como novos alvos para a exploração de depósitos de Ni-EGP (Elementos do Grupo da Platina) no Brasil central. Esses novos dados demandam também uma revisão do modelo tectônico dessa região da Província Tocantins, para que o significado dessas intrusões seja avaliado no contexto evolutivo regional. _______________________________________________________________________________ ABSTRACTThe layered mafic-ultramafic intrusions of Porto Nacional are located between 10º35’S/49ºW and 11º15’S/48ºW in the Tocantins Province, between the Brasília and Araguaia fold belts. The existence of two geologically different groups of layered intrusions was originally recognized during a regional mineral exploration programme, including airborne geophysics and drilling. The Group 1 includes the Carreira Comprida (CCI), Rio Crixás (RCI) and Morro da Mata (MMI) intrusions, all of them located to the west of the Tocantins River. This group consists of mafic cumulates with abundant cumulus plagioclase and ilmeno-magnetite. The CCI has about 18 x 07 km, consists mainly of coarse- to mediumgrained anorthosite and has cumulus plagioclase plus ilmeno-magnetite, frequently associated with intercumulus pyroxenes and quartz. The CCI has heterogeneous and localized tectonism and recrystallization to assemblages of the greenschist facies metamorphism. The MMI has about 28 x 09 km, consists of olivine gabbronorite (Ol, Pl, Cpx cumulate) and gabbronorite (Pl, Cpx, Opx cumulate) with intercumulus amphibole. Metamorphic recristalization to amphibole facies assemblages occurs mainly at the borders of the RCI. The RCI has about 26 x 10 km, consists mainly of anortosite (Pl cumulate), troctolite (Ol, Pl cumulate), gabbronorite (Pl, Cpx, Opx cumulate) and olivine gabbronorite (Pl, Cpx, Opx, Ol cumulate) with ad- to mesocumulate textures. Apatite and zircon are additional cumulus minerals in the more differentiated rocks of the MMI. Metamorphic recristalization and associated ductile deformation is restricted to shear zones where granulite facies assemblages were developed. The composition of cumulus olivine in the RCI changes from moderately primitive (Fo68; NiO 760-1020 ppm) in troctolites to highly fractionated (Fo18-07; NiO