Evidências de mistura de magmas e implicações para a gênese e evolução do magmatismo granítico na região de Guarantã do Norte, MT, com base em estudos geológicos, petrológicos e geocronológicos

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2019.A região estudada está localizada no extremo norte de Mato Grosso, nos arredores do Município de Guarantã do Norte. O acesso se faz através da BR-163 (Cuiabá-Santarém), com um trajeto de 710 km. Está tectonicamente inserida no Cráton Amazônico, na Província TapajósParima (2,03 a 1,88 Ga). Com aproximadamente 50 km2 , a área selecionada para estudo de detalhe, é composta por biotita granodioritos, ignimbritos, riolitos, hornblenda-biotita granitos, álcali-feldspato granitos e sienogranitos com características geológicas e petrológicas de rochas geradas em ambiente de arco magmático. O biotita granodiorito é composto por plagioclásio, quartzo, feldspato potássico e biotita. A química mineral de biotita sugere afinidade cálicioalcalina e características geoquímicas sugerem relação com magmas gerados em ambientes de arco magmático maduro (idade modelo Nd TDM de 2,44 Ga) e posicionados em 2001±13 Ma (UPb em zircão). O ignimbrito apresenta variações quanto ao conteúdo e dimensão dos fragmentos de cristais, vidros, litoclastos e constituintes da matriz. O riolito possui matriz afanítica, vesículas alongadas marcadas pela estratificação e é constituído por quartzo, plagioclásio e feldspato potássico em matriz holo a hemicristalina. A idade de cristalização é de 1792 ± 14 Ma (U-Pb em zircão) e os dados isotópicos (εNd = +0,37; εHf(t) entre -1,98 e -11,67 e idade modelo Nd TDM de 2,02 Ga). Os dados geológicos, petrológicos e isotópicos são também coerentes com magmatismo gerado em ambiente de arco magmático, com fonte provavelmente mantélica e retrabalhamento crustal. O hornblenda-biotita granito caracteriza-se pela textura megaporfirítica de feldspato potássico em matriz fina. Observam-se enclaves microgranulares máficos de dimensões variadas. As características macro e microscópicas sugerem a atuação de processos de mistura parcial de magmas. Apresentam composições monzograníticas a sienograníticas e os enclaves microgranulares, composições dioríticas e tonalíticas. Os dados isotópicos sugerem derivação crustal (εNd = -4,03 e - 1,69; εHf(t) entre -4,64 e -0,51). As idades de cristalização U-Pb em zircão obtidas para o hornblenda-biotita granito porfiríticos é de 1790±6 e 1795±6 Ma, e para os enclaves máficos microgranulares, de 1790±8 Ma. Os dados isotópicos do enclave apresentam valores de εHf(t) variando entre -3,36 a 3,21, evidenciando uma mistura de fontes e retrabalhamento crustal. Texturas que podem evidenciar processos de mistura de magmas foram classificadas como quartzo ocelar manteado por anfibólio e ou poiquilítico, apatita acicular, plagioclásio esponjoso, aglomerados de plagioclásio e aglomerados de minerais máficos. A química mineral da biotita indica afinidade cálcio-alcalina para o granito hospedeiro e enclaves, compatível com magmas gerados em ambientes de arco magmático. A composição do anfibólio é de magnésio-hornblenda para ambas as rochas. O plágioclásio do granito mostra composição de oligoclásio (An15-25) e no enclave, oligloclásio (An14-2). A titanita apresenta características de titanita magmática e quimicamente exibem a mesma composição para o granito e os enclaves. O álcali-feldspato granito e o sienogranito são equigranulares, compostos por feldspato potássico, quartzo, plagioclásio e biotita. As características petrográficas e geoquímicas desses granitos são coerentes com granitos cálcio-alcalinos, do tipo I, gerados em ambiente de arco magmático a pós-colisional. Os dados indicam processos de contaminação crustal (εNd de -3,63 e idade Nd TDM de 2,41 Ga). A idade de cristalização U-Pb em zircão é de 1763±14 Ma e foi identificada uma idade herdada de 1811±15 Ma. Os resultados desta pesquisa contribuem para o melhor entendimento da geologia e do ambiente geotectônico paleoproterozoico da porção sul do Craton Amazônico.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)The studied region is in the extreme north of Mato Grosso, around the city of Guarantã do Norte. The access is through the BR-163 (Cuiabá-Santarém), with a rout of 710 km. It is tectonically insert in the Amazon-Craton, in the Tapajós-Parima province (2,03 to 1,88 Ga). With approximately 50 ignimbrites, rhyolites, hornblende-biotite granites, alkali-feldspar granites and syenogranite with geological and petrological characteristics of rocks generated in a magmatic arc environment. The biotite granodiorite is composed of plagioclase, quartz, potassium feldspar and biotite. The mineral chemistry of biotite suggests calc-alkaline affinity and geochemical characteristics suggest a relationship with magmas generated in mature magmatic arc environments (model age Nd TDM of 2.44 Ga) and positioned in 2001 ± 13 Ma (U-Pb in zircon). The ignimbrite presents variations as to the content and dimension of the fragments of crystals, glass, lithoclasts and matrix constituents. The rhyolite has an aphanitic matrix and elongated vesicles marked by stratification and consists of quartz, plagioclase, and potassium feldspar in a holocrystalline to hemicrystalline matrix. The crystallization age is 1792 ± 14 Ma (UPb in zircon) and the isotopic data (εNd = +0,37; εHf(t) between -1.98 and -11.67 and model age Nd TDM of 2,02 Ga). The geological, petrological and isotopic data are also consistent with magmatism generated in a magmatic arc environment, thus indicating a likely mantle source and crustal reworking. The hornblende-biotite granite is characterized by the mega-pyrite texture of fine-grained potassium feldspar. It can be observed mafic microgranular enclaves of varying dimensions. The macro and microscopic characteristics suggest the performance of partial magma mixing processes. They present monzogranitic to sienogranitic compositions and microgranular enclaves, dioritic and tonalitic compositions. The isotopic data suggest crustal derivation (εNd = - 4.03 and - 1.69; εHf (t) between -4.64 and -0.51). The crystallization ages of the U-Pb in zircon obtained for porphyritic hornblende-biotite granite are 1790 ± 6 and 1795 ± 6 Ma and for the mafic microgranular enclaves, 1790 ± 8 Ma. The isotopic data of the enclave present εHf (t) values ranging from -3.36 to 3.21, showing a mix of sources and crustal rework. Textures that can evidence magma mixing processes have been classified as ocellar quartz maintained by amphibole and or poikilitic, acicular apatite, spongy plagioclase, clusters of plagioclase and mafic mineral clustering. The biotite mineral chemistry indicates calc-alkaline affinity for host granite and enclaves, compatible with germs generated in a magmatic arc environment. The amphibole composition is magnesio-hornblende for both rocks. The plagioclase of the granite shows composition of oligoclase (An15-25) and in the enclave, oligloclase (An14-2). The titanite shows characteristics of magmatic titanite and chemically exhibit the same composition for granite and enclaves. Alkali-feldspar granite and syenogranite are equigranular, composed of potassium feldspar, quartz, plagioclase and biotite. The petrographic and geochemical characteristics of these granites are consistent with calc-alkaline granites, type I, generated in a post-collisional magmatic arc environment. The data indicate crustal contamination processes (εNd of -3.63 and age Nd TDM of 2.41 Ga). The crystallization age of the U-Pb in zircon is 1763 ± 14 Ma and an inherited age of 1811 ± 15 Ma has been identified. The results of this research contribute to a better understanding of the geology and paleoproterozoic geotectonic environment of the southern portion of the Amazon Craton