Geologia, petrogênese e aspectos metalogenéticos dos grupos Serra do Itaberaba e São Roque na região das Serras do Itaberaba e da Pedra Branca, NE da Cidade de São Paulo, SP

Os trabalhos desenvolvidos nesta tese tiveram, como principal objetivo, o estudo das rochas supracrustais dos grupos Serra do ltaberaba e São Roque, o relacionamento litoestratigráfico entre eles e a evolução geológica dos litotipos, visando caracterizar parte da evolução crustal do Pré-Cambriano Paulista. A área estudada situa-se a nordeste da cidade de São Paulo, entre as cidades de Guarulhos e Santa Isabel, e compreende cerca de 540 km2, mapeados na escala de 1:25.000, na qual foram mapeadas duas subáreas nas escalas 1:10.000 e 1:2.000 com, respectivamente, 41,5 e 2,6 km2. Diversos métodos de estudos foram adotados nesta pesquisa, incluindo, além dos mapeamentos geológicos, petrografia de rochas e minérios, através de secções delgadas e polidas, caracterização da composição das rochas graníticas, também através de análise modal em amostras com os feldspatos coloridos seletivamente, análise de minerais residuais, difratometria de raios X de minerais e rochas, petroquímica, análise estrutural macro- e microscópica e estudos metalogenéticos comparativos. Os estudos permitiram caracterizar as rochas supracrustais como polideformadas e polimetamorfisadas, subdivisíveis nos grupos Serra do ltaberaba, mais antigo e basal, formado por seqüências vulcano-sedimentar, clasto-química e clástica, denominadas, respectivamente de formações Morro da Pedra Preta, Nhanguçu e Pirucaia, e São Roque, superior, essencialmente clástico, representado na área exclusivamente pela sua Formação Piragibu, aqui redefinida. Durante o desenvolvimento da foliação \'S IND. 1\' do Grupo Serra do ltaberaba, foram geradas dobras isoclinais, em regime metamórfico do tipo Barrowiano, de grau predominantemente da fácies anfibolito médio, com variações locais para fácies dos xistos verdes superior e anfibolito superior, com condições máximas à P \'QUASE IGUAL A\' 5 - 6 kb e T \'QUASE IGUAL A\' 620°C. O evento associado ao desenvolvimento da \'S IND. 2\', com dobras isoclinais a similares fechadas, foi de intensidade próxima ao anterior, mas de pressão mais baixa, sem cristalização da cianita. Este evento pode ser correlacionado ao que aconteceu quando do desenvolvimento da \'S IND. 1\' do Grupo São Roque, da fácies dos xistos verdes. Eventos de crenulação e retrometamórficos da fácies dos xistos verdes superimpuseram-se a estes. Nota-se, de maneira geral, uma atenuação das deformações e do metamorfismo das unidades basais para as de topo do Grupo Serra do Itaberaba e há, para ambos os grupos, aumento de grau metamórfico no sentido nordeste. O metamorfismo de contato produzido pela intrusão das rochas graníticas foi verificado especialmente em áreas restritas, nas bordas dos Granitóides Serra da Pedra Branca, onde pode ter havido, inclusive, cristalização de granada e de estaurolita nos metapelitos da Formação Morro da Pedra Preta. Entretanto, de modo geral, as intrusões causaram poucas e restritas alterações nas rochas supracrustais, indicando colocação profunda dos corpos ígneos. Metamorfismo dinâmico em condições de P x T máximas compatíveis com a fácies dos xistos verdes inferior a superior ocorreram generalizadamente ao longo das zonas de cisalhamento, que têm também freqüentes rochas produzidas por reativação em temperaturas mais baixas. Os metabasitos do Grupo Serra do Itaberaba incluem tipos com pillow lavas, indicando efusões subaquáticas e neles puderam ser caracterizados processos de alterações magmáticas, tais como fracionamento de olivina, piroxênios, plagioclásio e cromita e hidrotermais-metassomáticas de fundo oceânico, de variável intensidade, incluindo desde espilitos até rochas muito transformadas geradas em zonas de descarga de fluidos hidrotermais no fundo oceânico, que modificaram suas composições químicas. Seus característicos químicos permitiram classificá-los como tholeiítos de fundo oceânico, gerados em segmentos normais (tipo N) de cadeia meso-oceânica, com prováveis gradações para zonas sob influência de plumas mantélicas (tipo E), possivelmente em ambiente geotectônico similar ao do tipo Golfo de Aden. As rochas metaintermediárias foram geradas pela fusão da crosta oceânica, na sua subducção ensimática distante do arco de ilhas e do continente. Rochas com cummingtonita, cordierita, granada, estaurolita, quartzo, biotita, clorita, plagioclásio e rutilo foram caracterizadas como produzidas a partir de vulcanitos e rochas vulcanoclásticas básicas por alterações hidrotermais-metassomáticas causadas pela descarga em fundo oceânico de soluções vulcanogênicas, às quais associam-se mineralizações de ouro. As formações ferríferas são do tipo Algoma e têm variável contribuição de rochas vulcanoclásticas e as rochas cálcio-silicáticas contaminaram, assim como os pelitos, parte das rochas metavulcanoclásticas. Os marunditos foram caracterizados como gerados pela sobreposição de vários processos, incluindo o retrabalhamento de rochas aluminosas geradas em zonas de atividade exalativa vulcanogênica, intemperismo e retrabalhamento mecânico subaquático e redeposição em bacias restritas ultra-salinas, geradas pelas soluções hidrotermais vulcanogênicas. Quanto aos metapelitos finos pôde-se sugerir origem a partir de um arco de ilhas e os mais grossos da Formação Pirucaia de áreas continentais, assim como os do Grupo São Roque. Influência de ambiente evaporítico pode ter ocorrido na Formação Nhanguçu, conforme indicam os metassedimentos (clásticos e vulcanoclásticos) ricos em alumínio, com argilas derivadas provavelmente de zonas de alterações hidrotermais vulcanogênicas. As rochas graníticas lato sensu foram separadas em duas suítes, uma de rochas porfiríticas e outra não-porfiríticas, com tipos petrográficos incluindo granitos (3a e 3b), granodioritos, tonalitos, quartzo-dioritos, quartzo sienitos e quartzo monzonitos. Parte delas pode ter sido introduzida nas seqüências supracrustais do Grupo Serra do Itaberaba em épocas mais antigas e alguns granodioritos e tonalitos muito alterados e deformados podem representar restos do embasamento siálico do Grupo Serra do Itaberaba. A quase totalidade das rochas é, entretanto, Brasiliana, dentre as quais se distinguem granodioritos um pouco mais velhos que os granitos e pequenas intrusões tardias de granitos com muscovita e/ou granada e turmalina. Zonas de cisalhamento e de falhas cortam as seqüências, tendo gerado blastomilonitos, milonitos e cataclasitos em períodos diversos, pré-cambrianos a, inclusive, cenozóicos. Estes estudos incluem, ainda, uma discussão preliminar dos tipos de mineralizações existentes nos grupos Serra do Itaberaba e São Roque, com comparações entre elas, bem como do potencial metalogenético do Grupo Serra do Itaberaba para mineralizações de metais básicos. Os trabalhos permitiram caracterizar a complexa evolução crustal da região, onde são bem individualizáveis os grupos São Roque e Serra do ltaberaba, mais provavelmente gerados em ciclos geotectônicos distintos, com idades mínimas, o primeiro, no Proterozóico Médio-Inferior e, o segundo, talvez, no Proterozóico Superior.The main objective of this work is to characterize the crustal evolution of Precambrian terrains of a part of the State of São Paulo, particularly considering the lithostratigraphic relationships and the geological evolution of the supracrustal sequences of the Serra do Itaberaba and São Roque Groups. The studied area is located between Guarulhos and Santa Isabel, northeast of the capital São Paulo, and covers 540 km2 that have been mapped on the scale 1:25,000. Two smaller areas of 41.5 and 2.6 km2 were mapped on the scales of 1:10,000 and 1:2,000, respectively. Laboratory studies included rock and ore petrography (thin and polished sections), modal analysis of granitic rocks including selective staining of feldspars, analysis of residual minerals, X-ray diffraction methods applied to the identification of minerals, rock geochemistry, macro- and microstructural analysis and comparative metallogenesis of the Serra do Itaberaba and São Roque Groups. The supracrustal rocks may be characterized as polydeformed and polymetamorphosed. The Serra do Itaberaba Group is older and basal and comprises sequences of volcanosedimentary, clastic-contaminated chemical and clastic rocks, respectively named the Morro da Pedra Preta, Nhanguçu and Pirucaia Formations. The overlying, younger São Roque Group is made up essentially of clastic rocks and represented in the area only by the Piragibu Formation (as redefined). The \'S IND. 1\' foliation of the Serra do Itaberaba Group was accompanied by isoclinal folding and Barrow-type regional metamorphism of mainly medium amphibolite facies grade; local variations ranged from upper greenschist to upper amphibolite facies. The maximum P-T conditions were estimated as P \'QUASE IGUAL A\' 6 kb and T \'QUASE IGUAL A\' 620°C. The \'S IND. 2\' foliation with isoclinal folding similar to the \'S IND. 1\' folds developed under metamorphic conditions nearly as high as those of the previous event, however in a regime of lower pressure, without the crystallization of kyanite. This event caused the main metamorphism of the São Roque Group, of greenschist facies rank, and was accompanied by the development of the São Roque Grup\'s \'S IND. 1\' foliation. Final events included superimposed crenulations and greenschist facies, retrograde metamorphism. In the profiles of the Serra do Itaberaba Group, continuous deformational and metamorphic attenuations are evident from the bottom to the top of the unit. Both groups show increasing regional metamorphism towards the northeast. Restricted contact metamorphism was produced by granitic intrusions, specially in the border zones of the Serra da Pedra Branca Granitoids, possibly augmenting garnet and staurolite formation in Morro da Pedra Preta metapelites. In general, however, the intrusions caused only weak and limited alterations in the supracrustal rocks indicating deep-sited intrusion of the granitoids. Dynamic metamorphism under maximum P-T conditions of the greenschist facies was widespread in deeper parts of shear zones, and cataclastic rocks were produced under shallower crustal conditions. Serra do Itaberaba Group metabasic rocks include pillow lavas indicating subaquatic eruptions. All the basic magmatic rocks suffered olivine, pyroxene, plagioclase and chromite fractionation in the magmatic stage and ocean-floor hydrothermal and metasomatic alteration of varied intensity producing spilites and very strongly transformed rocks in hydrothermal discharge zones. The geochemical characteristics allowed the classification of the metabasic rocks as N-type ocean-floor tholeiites generated in normal segments of a mid-oceanic ridge with possible gradations to types formed under the influence of mantle plumes (E-type MORBs). Similarities exist with the geotectonic environment of the Gulf of Aden spreading center. Metaintermediate rocks were formed by the fusion of oceanic crust in ensimatic subduction zones distant from island arc and continental influences. Rocks with cummingtonite, cordierite, garnet, staurolite, quaftz, biotite, chlorite, plagioclase and rutile were identified as hydrothermal-metasomatic altered volcanics. They were produced by ocean-floor volcanogenic discharge solutions and are associated with gold mineralizations. Algoma-type iron formations show varied contributions of volcanoclastic materials and were partly contaminated by calc-silicate rocks and mudstones. Marundites (margarite-corundum schists) were generated by the superposition of various processes including re-worked aluminous rocks from of volcanogenic exhalative zones, weathering, subaquatic mechanical re-working and redeposition in restricted ultrasaline basins, originated by volcanogenic hydrothermal solutions. Island arc and continental origins are suggested, respectively, for the Pirucaia Formation and São Roque Group metapelites. Evaporitic influences may have occurred in the Nhanguçu Formation as indicated by aluminum-rich (clastic and volcaniclastic) sediments which contain clays derived most probably from zones of volcanogenic hydrothermal alteration. Granitic rocks sensu lato were separated into two suites, one porphyritic and the other non-porphyritic. Both include 3a and 3b granites, granodiorites, tonalites, quartz diorites, quartz syenites and quartz monzonites. Part of the bodies may have intruded the supracrustal sequences of the Serra do Itaberaba Group in earlier periods, and some strongly altered deformed granodiorites and tonalites may represent relics of a still older, pre-Serra do Itaberaba Group sialic basement. However, the overwhelming majority of the granitic rocks are of Brasiliano age, armong which slightly older granodiorites may be separated from small, later, muscovite- and/or garnet- and tourmaline-bearing granite intrusions. Shear and fold zones, in which blastomilonites, filonites, milonites and cataclasites were generated, cut all the Precambrian rocks and were reactivated in different events, from Precambrian through Cenozoic times. The preliminary metallogenic studies include a comparative discussion of the different types of gold mineralizations in the Serra do Itaberaba and São Roque groups and also a reappraisal of the Serra do Itaberaba Group base metal potential