Modelagem termodinâmica de fusão parcial e metamorfismo em condições de fácies granulito: exemplo do complexo Itatins, SP

• Autor(a) principal: Silva, Mauricio Pavan
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44143/tde-26042018-093309/
• topic: Geocronologia; Geologia; not available; Petrologia metamórfica

No presente trabalho são apresentados os resultados da modelagem da fusão parcial a partir de composições químicas ideais de grauvaca, folhelho e granodiorito visando estabelecer uma metodologia para o estudo de rochas da fácies granulito submetidas à fusão parcial usando o programa THERMOCALC. Os resultados são comparados à rochas ortoderivadas do Complexo Itatins, Faixa Ribeira Meridional, SP. O complexo está localizado na junção dos terrenos tectono-estratigráficos Embu, Curitiba e Costeiro e é constituído por dois tipos principais de rochas: (i) biotita granulito félsico e (ii) paragnaisse migmatítico estromático, ambos apresentando alta taxa de fusão parcial, registrado pela alta proporção de leucossoma observado no campo e com a presença frequente de rafts de granulito máfico. A estimativa da variação composicional do líquido anatético e das condições de metamorfismo foi feita através da modelagem metamórfica usando o programa THERMOCALC. As composições do líquido anatético e do resíduo correspondente foram calculadas a partir de duas composições ideais de rochas sedimentares. Essa técnica permitiu avaliar como ocorre a variação composicional dos produtos de fusão parcial ao longo do aquecimento isobárico em duas condições: sistema aberto (com extração do líquido anatético e modificação da composição modelada) e sistema fechado (com acumulação do líquido anatético e sem modificação da composição modelada). Os resultados indicam que o líquido gerado possui composição granodiorítica a granítica, com teores de K2O aumentando progressivamente conforme K-feldspato e biotita são consumidos. No sistema aberto, o K-feldspato permanece estável em um intervalo maior de temperatura. As associações minerais de fácies granulito variam de acordo com o protolito, tendo ortopiroxênio como fase diagnóstica para a grauvaca. No caso do folhelho, não há uma fase que seja diagnóstica no intervalo P-T estudado, pois ortopiroxênio é estável só em condições de pressão inferiores a 0,3 GPa. Porém no sistema aberto, a presença de espinélio marca as condições de metamorfismo granulítico. A alta taxa de fusão parcial registrada e os indícios de que houve extração do líquido anatético indicam que a composição do protolito não foi preservada, sendo necessária a adoção de uma composição ideal. A partir de critérios petrográficos foi selecionada a composição de um granodiorito (material de referência JG-1 - Imai et al., 199) para a modelagem. Como a composição dos minerais analisados no biotita granulito félsico eram distintas daquelas geradas no modelo, foi feito um ajuste na razão XFe (Fe²+/Fe²++Mg) da composição modelada de 0,550 para 0,649. As condições P-T de pico metamórfico para o Complexo Itatins são de 0,86 ± 0,14 GPa e 858,5 ± 13,5 °C, o que corresponde a um evento dínamo-termal ocorrido na base da crosta continental, com geoterma aparente de 25 °C.km-1. Como a quantidade de líquido anatético necessária para a formação da proporção de leucossoma observado no campo é maior do que aquela prevista pelo modelo (com uma diferença de aproximadamente 40%), interpretase que houve a entrada de aproximadamente 7,21 mol. % de H2O na rocha (cerca de 2,0 % em peso), o que tornou a composição mais fértil para geração de líquido anatético. As composições de líquido anatético e do resíduo modeladas possuem valores inferiores de K2O e de XFe e superiores de CaO+Na2O que as amostras do biotita granulito félsico e do leucossoma. Essa tendência pode ser explicada pela atuação da cristalização fracionada na formação dos leucossomas, fracionando K2O no líquido e cristalizando plagioclásio na fração não segregada. Dados de ETRs e U-Pb em zircão indicam que os núcleos tem assinatura ígnea e foram formados durante o Paleoproterozoico, entre 2.158 e 2.139 Ma (intercepto superior), com idade concórdia de 2.137,2 ± 4,6 Ma. As bordas sobrecrescidas apresentam padrão ETR leves sem anomalia negativa de Pr e Nd, a qual é descrita na literatura como relacionada a recristalização em ortognaisses. Dados U-Pb nas bordas do zircão forneceram resultados entre 628 e 594 Ma (intercepto inferior), com idade concórdia 628,2 ± 4,6 Ma. Os resultados obtidos para o biotita granulito félsico permitem a interpretação de que o Complexo Itatins possa ser correlacionado ao Complexo Serra Negra, integrante do Cráton Luis Alves. Dessa forma o Complexo Itatins corresponderia à margem do cráton, retrabalhada no Neoproterozoico, durante a colagem de terrenos que consolidou o continente Gondwana Ocidental.