TmnrronnnjfnnnrTi Arquivos do Museu Nacional, Rio de Janeiro, v.61, n.4, p.267-284, out./dez.2003 nnniiituiíiüífflnnni ISSN 0365-4508 GEOQUÍMICA E IDADE DO TONALITO/TRONDHJEMITO CASSITERITA, BORDA MERIDIONAL DO CRÁTON SÃO FRANCISCO, MINAS GERAIS, BRASIL 1 (com 13 figuras) CIRO ALEXANDRE ÁVILA 2 JOEL GOMES VALENÇA3 CÂNDIDO AUGUSTO VELOSO MOURA 4 RONALDO MELLO PEREIRA 5 VICTOR DE CARVALHO KLEIN 2 RESUMO: O Tonalito/Trondhjemito Cassiterita localiza-se na borda meridional do Cráton São Francisco e apresenta evolução geológica associada ao contexto do Cinturão Mineiro, que se desenvolveu no Paleoproterozóico. Esse corpo é alongado segundo a direção ENE-WSW, possui foliação tectônica anastomosada e aflora numa área de cerca de 300km2. Suas rochas correspondem a leucotonalitos (tonalitos e trondhjemitos) e são compostas por plagioclásio, quartzo, hornblenda, biotita, microclina e feldspato pertítico, tendo como minerais acessórios e secundários, zircão, apatita, allanita, magnetita, ilmenita, molibdenita, pirita, rutilo, epidoto, titanita, mica branca, carbonato e clorita. Essas rochas apresentam coríndon normativo, caráter peraluminoso, filiação cálcio-alcalina, alinham-se segundo o trend cálcio-alcalino trondhjemítico e são correlacionadas aos trondhjemitos continentais de alto A1203, formados em ambiente de margem continental ativa. O padrão de elementos terras raras (ETR) é caracterizado pela presença de incipiente anomalia negativa de Eu e pela diminuição do conteúdo dos ETR pesados, conforme o aumento da proporção de Si02. O Tonalito/Trondhj emito Cassiterita apresenta idade mínima de cristalização de 2.162 ± 10 Ma (evaporação de Pb em zircão) e idade modelo TDM de 2,47 Ga. Sugere-se como modelo de evolução da área a formação de uma crosta oceânica, a partir da ascensão de uma pluma mantélica por volta de 2,47 Ga. Posteriormente esta crosta oceânica seria subductada, metamorfisada e parcialmente fundida, gerando líquidos de composição trondhjemítica, os quais evoluíram a partir da cristalização fracionada de hornblenda e plagioclásio, em um ambiente de margem continental ativa. Palavras-chave: Tonalito; trondhjemito de alto A1203; idade por evaporação de Pb em zircão; Paleoproterozóico; Cinturão Mineiro; Cráton São Francisco. ABSTRACT: Geochemistry and age of cassiterite tonalite/trondhjemite, southernmost São Francisco Cráton, Minas Gerais, Brazil. The Cassiterite Tonalite/Trondhj emite outcrops at the southernmost São Francisco Cráton and belongs to the tectonic context of the Paleoproterozoic Mineiro Belt. This body is elongated according to the ENE-WSW direction and has an exposed area of 300km2. In terms of modal composition, its varies from tonalite to trondhj emite and the main mineralogy includes plagioclase, quartz, hornblende, biotite, microcline with zircon, apatite, allanite, magnetite, ilmenite, pyrite, rutile, epidote, sphene, white mica, carbonate and chlorite as accessory and secondary minerais. The Cassiterite rocks have normative corundum, peraluminous character, calc-alkaline affinity and Na20/K20 values ranging from 3.15 to 4.43. They can be correlated to the high-Al203 trondhj emites formed in a continental volcanic margin. The rare earth element condrite normalized pattern is characterized by heavy-REE depletion which is accompanied by the enrichment in Si02. The Cassiterite Tonalite/Trondhjemite yielded an age of 2162 ± 10 Ma and Sm-Nd model age (TDM) of 2.47 Ga, in agreement with a Paleoproterozoic mantle source. A possible model for the origin of this body is proposed. It involves (1) the formation of an oceanic crust that related to the ascent of a mantelic plume with an age close to 2.47 Ga; and (2) subduction, metamorphism and partial melting of this basaltic crust generating a trondhjemitic liquid that further evolved through hornblende and plagioclase fractionation in a continental volcanic margin. Key words: Tonalite; high Al2Os Trondhjemite; zircon evaporation age; Paleoproterozoic; Mineiro Belt; São Francisco Cráton. 1 Submetido em 22 de abril de 2003. Aceito em 22 de agosto de 2003. Projeto desenvolvido no Museu Nacional/Universidade Federal do Rio de Janeiro e na Universidade Federal do Pará. 2 Museu Nacional/UFRJ, Departamento de Geologia e Paleontologia. Quinta da Boa Vista, São Cristóvão, 20940-040, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. E-mail: [email protected]. 3 Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Geociências, Departamento de Geologia. Avenida Brigadeiro Trompowski, Cidade Universitária, 21949-900, Ilha do Fundão, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. 4 Universidade Federal do Pará, Departamento de Geoquímica e Petrologia. Rua Augusto Corrêa, n°l, Guamá, 66075-110, Belém, PA, Brasil. 5 Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Faculdade de Geologia, Departamento de Geologia Aplicada. Rua São Francisco Xavier, 524/2019A, Maracanã, 20540-900, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. 268 C.A.ÁVILA, J.G.VALENÇA, C.A.V.MOURA, R.M.PEREIRA & V.C.KLEIN INTRODUÇÃO (ÁVILA, 2000); e rochas sedimentares Proterozóicas (RIBEIRO etal, 1995; MACHADO etal, 1996). A região entre as cidades de Lavras, Conselheiro Lafaiete e Piranga na borda meridional do Cráton São Feições de campo Francisco (Estado de Minas Gerais) é caracterizada O Tonalito/Trondhjemito Cassiterita distribui-se na por apresentar importantes vestígios de uma ampla porção central das folhas topográficas São João Del atividade plutônica de idade Paleoproterozóica, onde Rei e Nazareno, onde subtende em mapa uma área se destacam, embora em número reduzido, corpos de de cerca de 300km2. Esse corpo possui forma natureza tonalítica-trondhjemítica, como é o caso alongada segundo a direção ENE-WSW (Fig.2), é daqueles representados pelo Batólito Alto Maranhão constituído de rochas que exibem foliação tectônica (NOCE, 1995), Trondhjemito Tabuões (QUEMÉNÉUR, anastomosada (160°/65°) e, localmente, pode NOCE 8s GARCIA, 1994), Tonalito/Trondhjemito Serra apresentar bandas miloníticas, com no máximo 50cm do Carmo, Trondhjemito Ribeirão Pinheirinho de espessura. Acha-se delimitado nas porções norte, (EVANGELISTA, PERES & MACAMBIRA, 2000), leste, nordeste e sudeste por rochas gnáissicas e por Trondhjemito-Granodiorito Congonhas (ROSA- rochas anfibolíticas associadas a uma seqüência SEIXAS et al, 2002a,b) e Tonalito/Trondhjemito greenstone belt. Já nas porções sul e sudoeste, Cassiterita. apresenta-se limitado pela Zona de Cisalhamento do No tocante a este último corpo, QUEMÉNÉUR & BARAUD (1983) delimitaram, em mapa, a sua forma Lenheiro, que 0 separa de uma seqüência greenstone belt composta predominantemente por rochas aproximada e o denominaram formalmente de metaultramáficas komatiíticas e pelitos. “Granito Cassiterita”. ÁVILA (1992) e ÁVILA & VALENÇA (1993, 1995) propuseram a designação de O posicionamento estratigráfico do Tonalito/ “Metatrondhjemito Caxambu” para a porção leste do Trondhjemito Cassiterita, em relação aos demais tipos mesmo, enquanto ÁVILA (2000) passou a utilizar a litológicos da região, é bem definido e dado pela denominação “Trondhjemito Cassiterita”. Propõe-se, natureza brusca de seus contatos intrusivos com no presente trabalho, a utilização da denominação rochas gnáissicas, bem como pelo fato do mesmo ser “Tonalito/Trondhjemito Cassiterita” em razão das intrudido por diversas gerações de corpos características petrográficas e geoquímicas do mesmo. pegmatíticos, além de diques de rochas graníticas e Pretende-se, neste trabalho, contribuir para o granodioríticas correlacionáveis ao Granitóide conhecimento geológico e evolutivo dos corpos de Ritápolis, que possui idade mínima (evaporação de composição tonalítica-trondhjemítica localizados na Pb em zircão) de 2.121 ± 7 Ma (ÁVILA etal, 1998). borda meridional do Cráton São Francisco, Feições petrográficas apoiando-se, principalmente, no estudo geoquímico e isotópico do Tonalito/Trondhjemito Cassiterita. As rochas do corpo estudado correspondem a leucotonalitos (trondhjemitos e tonalitos), onde os Contexto geológico minerais máficos são representados principalmente A geologia da borda meridional do Cráton São por biotita e, mais restritamente, por hornblenda. Francisco é caracterizada por diversos conjuntos Essas rochas são compostas de plagioclásio, quartzo, litológicos com idades e evolução geológica distintas biotita, microclina, hornblenda marrom esverdeada (Fig. 1). Dentre estes se destacam: migmatitos e e feldspato pertítico, tendo como minerais acessórios gnaisses dos Complexos Metamórficos Arqueanos e secundários, zircão, apatita, allanita, magnetita, (TEIXEIRA et al, 1996, 1998, 2000); rochas ilmenita, molibdenita, pirita, rutilo, epidoto, titanita, ultramáficas, máficas e sedimentares associadas aos mica branca, carbonato e clorita (ÁVILA, 2000). greenstone belts Rio das Velhas e Barbacena Destaca-se 0 predomínio da textura inequigranular (SCHRANK SILVA, 1993; PIRES, RIBEIRO & xenoblástica derivada do desenvolvimento da foliação 85 8 BARBOSA, 1990); corpos plutônicos félsicos tectônica paleoproterozóica, cuja trama é marcada neoarqueanos (CARNEIRO, 1992; NOCE, 1995); pela orientação da biotita, hornblenda, plagioclásio corpos plutônicos máficos e félsicos paleoproterozóicos e quartzo, indicando um posicionamento pré, ou ao (SILVA, 1996; ÁVILA, 2000; QUEMÉNÉUR NOCE, menos, sin tectônico para o corpo em questão. 85 2000; NOCE etal, 2000; COUTO, 2000; VALENÇA Localmente pode ser observada a presença de etal, 2000); corpos máficos - ultramáficos arqueanos regiões com feições texturais ígneas reliquiares, e/ou proterozóicos (CARNEIRO et al, 1997; caracterizadas por grãos de plagioclásio BARBOSA, 1998; ÁVILA etal, 1999; TOLEDO, 2002); hipidiomórficos e com tamanho muito próximo, por corpos sub-vulcânicos félsicos paleoproterozóicos volta de 2,5mm. Arq. Mus. Nac., Rio de Janeiro, v.61, n.4, p.267-284, out./dez.2003 GEOQUÍMICA E IDADE DO TONALITO/TRONDHJEMITO CASSITERITA, CRÁTON SÃO FRANCISCO, MINAS GERAIS, BRASIL 269 I H V 1IT1T1 ps illill i=is iHitli í IJ\VT = Hll = llll I Fig. 1- Mapa geológico esquemático da borda meridional do Cráton São Francisco mostrando a localização aproximada dos principais corpos plutônicos arqueanos e paleoproterozóicos. Geologia modificada de PEDROSA SOARES et al. (1994). Forma aproximada dos corpos plutônicos modificada de ENDO (1997), NOCE, MACHADO & TEIXEIRA (1998), ÁVILA (2000) e TOLEDO (2002). (I) embasamento arqueano parcialmente retrabalhado no Paleoproterozóico; (II) greenstone belts Rio das Velhas e Barbacena; (III) granitóides arqueanos; (IV) supergrupo Minas; (V) gabros, dioritos, trondhjemitos e granitóides paleoproterozóicos; (VI) bacias São João dei Rei, Carandaí e Andrelândia; (VII) falhas. Cidades: (Lv) Lavras; (Sjr) São João dei Rei; (Rtp) Ritápolis; (Bc) Barbacena; (CL) Conselheiro Lafaiete; (Dv) Divinópolis; (BH) Belo Horizonte. Corpos plutônicos: (1) Batólito Alto Maranhão; (2) Trondhjemito Tabuões; (3) Tonalito/Trondhjemito Cassiterita; (4) Trondhjmito Congonhas; (5) Granito Bom Sucesso; (6) Granitóide Lavras; (7) Granitóide Ritápolis; (8) Diorito Brumado; (9) Diorito Rio Grande; (10) Granitóide Itutinga; (11) Gabro São Sebastião da Vitória; (12) Quartzo Diorito do Brito; (13) Granodiorito Brumado de Baixo; (14) Suíte Serrinha (Granodiorito Brumado de Cima e corpos granofíricos); (15) Granitóide de Tiradentes; (16) Gabro Vitoriano Veloso; (17) Granito Campolide; (18) Complexo Ressaquinha; (19) Granito Alto Jacarandá; (20) Gnaisse Granítico Fé; (21) Granitóide Oliveira; (22) Granito Salto do Paraopeba; (23) Granodiorito Mamona; (24) Tonalito Samambaia; (25) Granodiorito Ibirité; (26) Granito Morro da Pedra; (27) Granito General Carneiro; (28) Granodiorito Caeté. Geologia da área marcada ao redor da cidade de Ritápolis será detalhada na figura 2. Arq. Mus. Nac., Rio de Janeiro, v.61, n.4, p.267-284, out./dez.2003 270 C.A.ÁVILA, J.G.VALENÇA, C.A.V.MOURA, R.M.PEREIRA & V.C.KLEIN VII VIII IX X XI XII Fig.2- Mapa geológico mostrando a distribuição do Tonalito/Trondhjemito Cassiterita na região entre as cidades de Nazareno, Cassiterita, São João dei Rei e Coronel Xavier Chaves (modificado de RIBEIRO, 1997; ÁVILA, 2000 e TOLEDO, 2002). (I) gnaisses e rochas de uma seqüência greenstone belt com predominância de anfibolitos, pelitos e gonditos; (II) seqüência greenstone belt com predominância de rochas metaultramáficas komatiíticas; (III) Peridotito - Piroxenito Forro; (IV) corpos piroxeníticos - gabróicos; (V) corpos dioríticos - quartzo dioríticos paleoproterozóicos; (VI) Tonalito/Trondhj emito Cassiterita; (VII) gnaisse granítico milonitizado; (VIII) Trondhjemito Tabuões; (IX) granitóides paleoproterozóicos; (X) rochas metassedimentares das bacias São João dei Rei, Carandaí e Andrelândia; (XI) falha transcorrente; (XII) zona de Cisalhamento do Lenheiro. (1) gabro São Sebastião da Vitória; (2) Piroxenito-Gabro Manuel Inácio; (3) gabro Rio dos Peixes; (4) gabro Rio Grande; (5) diorito Rio Grande; (6) quartzo Diorito do Brito; (7) diorito Brumado; (8) quartzo Monzodiorito Glória; (9) granitóide Ritápolis; (10) granitóide do Lajedo; (11) granodiorito Brumado de Baixo; (12) suíte Serrinha (Granodiorito Brumado de Cima e corpos granofiricos); (13) gnaisse Granítico Fé; (14) Mina do Volta Grande; (15) Mina Minas Brasil. (*) localização da amostra analisada isotopicamente por Sm/Nd (rocha total) e por 207Pb/206Pb (evaporação de Pb em zircão). técnica de pó prensado para Zr, Sr, Y, Rb e Nb. No Métodos de análise Lakefield Geosol utilizaram-se os seguintes métodos As análises químicas foram realizadas no Laboratório analíticos: espectrometria de fluorescência de raios X de Análises Minerais (Lamin) da Companhia de com amostras fundidas em tetraborato de lítio para Pesquisas de Recursos Minerais (CPRM) no Rio de Si02, TiOa, A1203, Fe203, MnO, MgO, CaO, K20, P205, Janeiro e no laboratório químico e mineral da Lakefield Cr203 e NiO; espectrometria por absorção atômica, Geosol em Belo Horizonte. No Lamin foram utilizados após abertura total com HF + HC104, para Na20; os seguintes métodos analíticos: espectrometria de decomposição com HF + H2S04 em cadinho de platina absorção atômica para Ti02, A1203, Fe203, MnO, MgO, tamponado para FeO, com evolução de C02 e titulação CaO, Na^, K20, Ba, Cr, V, Co, Ni, Zn, Cu, Pb, Li e Mo; do FeO com KMn04 em presença de ácido bórico; espectrofotometria de absorção atômica para Si02 e determinação de F por eletrodo de íon específico em P2Os; volumetria para FeO; gravimetria para perda ao fusão alcalina; e gravimetria para perda ao fogo, com fogo com calcinação a 1.000°C até peso constante; e calcinação a 1.000°C até peso constante; espectrometria por fluorescência de raios X usando espectrometria de fluorescência de raios X, usando Arq. Mus. Nac., Rio de Janeiro, v.61, n.4, p.267-284, out./dez.2003 GEOQUÍMICA E IDADE DO TONALITO/TRONDHJEMITO CASSITERITA, CRÁTON SÃO FRANCISCO, MINAS GERAIS, BRASIL 271 técnica de pó prensado, para Cl, S, Th, Ba, Nb, Cs, U, Litogeoquímica Rb, Hf, Sr, Y e Zr. Os elementos terras raras de todas as amostras foram analisados no laboratório Lakefield Os resultados químicos obtidos em 10 amostras Geosol por espectrometria de plasma (ICP), de pré- de rochas do Tonalito/Trondhjemito Cassiterita concentrados em resina de troca iônica. podem ser observados nas tabelas 1 e 2. TABELA 1 Análises químicas (% peso) dos elementos maiores, menores, normas CIPW e razões entre elementos de rochas do Tonalito/Trondhj emito Cassiterita CT CT CT CT CT CD CD CD CD CD AMOSTRAS 218A 219 223 224 225 184 309A 309B 329A 353 Classificação G T T T T T T T T T * * * * * Laboratório # # # # # Si02 71,90 68,80 69,50 70,70 71,00 71,30 73,40 70,60 71,30 68,50 TÍO2 0,26 0,32 0,31 0,31 0,31 0,24 0,20 0,29 0,23 0,30 ALO 3 13,70 15,10 15,10 16,10 15,10 15,00 14,60 15,20 15,50 16,00 Fe2Ü3 1,20 1,40 2,70 2,70 2,40 1,70 2,00 1,20 0,86 1,90 FeO 1,60 2,80 1,30 0,95 0,80 1,22 0,28 2,00 1,70 1,40 MnO < 0,05 0,05 0,05 0,05 <0,05 0,07 0,04 0,07 0,07 0,08 MgO 0,66 0,99 0,83 0,99 0,83 0,83 0,62 0,88 0,71 1,10 CaO 2,70 3,10 2,20 2,00 2,80 2,90 2,90 3,60 3,00 3,70 Na^O 4,00 3,50 3,80 4,30 4,10 4,60 4,30 4,40 4,60 4,70 K20 2,20 1,10 1,10 0,97 1,30 1,60 1,20 1,00 1,40 1,40 P2Os 0,13 0,18 0,11 0,11 0,09 0,073 0,055 0,097 0,074 0,11 BaO 0,11 0,05 0,06 0,06 0,07 0,08 0,07 0,06 0,06 0,07 SrO 0,03 0,03 0,04 0,07 0,06 0,05 0,05 0,05 0,05 0,07 F n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. 0,036 0,038 0,032 0,034 0,032 P.F. 0,80 2,30 2,60 0,80 1,40 0,21 0,37 0,56 0,65 0,60 TOTAL 99,29 99,72 99,70 100,11 100,26 99,91 100,12 100,04 100,24 99,96 FeOTOT/MgO 4,05 4,08 4,46 3,38 3,53 3,14 3,32 3,49 3,46 2,81 Na20/K20 1,82 3,18 3,45 4,43 3,15 2,88 3,58 4,40 3,29 3,36 Norma CIPW Quartzo 33,23 35,58 38,31 36,47 35,22 30,85 36,76 31,24 30,79 26,11 Ortoclásio 13,27 6,73 6,78 5,78 7,84 9,55 7,15 5,98 8,36 8,37 Albita 34,41 30,42 33,15 36,68 35,14 39,15 36,53 37,48 39,14 40,09 Anortita 13,10 14,82 10,79 9,65 13,82 14,40 14,43 17,71 14,80 18,18 Diopsídio 0,03 - - - - - - - - - Hiperstênio 3,20 6,18 2,13 2,49 2,09 2,43 1,55 4,55 3,95 3,42 Espodumênio 0,14 0,16 0,13 0,08 0,14 - - - - - Magnetita 1,77 2,09 3,56 2,35 1,70 2,48 0,45 1,75 1,25 2,78 Ilmenita 0,50 0,62 0,61 0,59 0,60 0,46 0,38 0,55 0,44 0,57 Hematita - - 0,33 1,10 1,26 - 1,69 - - - Córindon - 2,91 3,92 4,51 1,95 0,48 0,99 0,45 1,05 0,17 Zircão 0,03 0,05 0,04 0,03 0,02 0,02 0,03 0,05 0,04 0,04 Apatita 0,32 0,44 0,27 0,27 0,22 0,18 0,13 0,24 0,18 0,27 (*) Lamin; (#) Lakefield Geosol; (G) Granodiorito, (T) Tonalito; (<) abaixo do limite de detecção; (n.a.) não analisado; (-) ausente. Arq. Mus. Nac., Rio de Janeiro, v.61, n.4, p.267-284, out./dez.2003 272 C.A.ÁVILA, J.G.VALENÇA, C.A.V.MOURA, R.M.PEREIRA & V.C.KLEIN TABELA 2 Análises químicas (em ppm) dos elementos traços, terras raras e razões entre elementos de rochas do Tonalito/Trondhjemito Cassiterita CT CT CT CT CT CD CD CD CD CD AMOSTRAS 218A 219 223 224 225 184 309A 309B 329A 353 Classificação G T T T T T T T T T * * * * * Laboratório # # # # # Rb 130 131 193 113 156 106 65 83 98 61 Ba 980 460 500 540 600 725 659 544 512 656 Sr 295 264 359 601 477 431 447 465 471 590 Y 12 13 < 10 < 10 < 10 15 6 18 20 10 Zr 137 258 202 146 111 107 138 224 204 201 Nb < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 22 22 41 31 21 Cu 5 25 15 30 25 n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. Pb 50 30 20 20 20 n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. Zn 40 55 55 45 50 n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. Li 53 57 47 30 51 n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. Mo < 5 < 5 < 5 < 5 < 5 n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. Ta n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. < 5 23 52 19 5 Th n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. 19 < 5 7 12 10 U n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. < 10 10 < 10 15 < 10 Hf n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. < 8 < 8 < 8 < 8 < 8 Cs n.a. n.a. n.a. n.a. n.a. <5 < 5 < 5 < 5 < 5 Rb/Sr 0,44 0,50 0,54 0,19 0,33 0,25 0,15 0,18 0,21 0,10 Sr/Y 24,60 20,30 - - - 28,70 74,50 25,80 23,60 59,00 Elementos Terras Raras La n.a. 16,400 15,960 13,960 19,410 21,300 n.a. 19,450 33,880 n.a. Ce n.a. 90,190 83,200 30,300 35,140 42,050 n.a. 37,970 38,490 n.a. Nd n.a. 13,120 11,370 9,876 14,270 12,170 n.a. 11,320 16,550 n.a. Sm n.a. 2,461 2,281 2,114 2,247 1,668 n.a. 1,685 2,562 n.a. Eu n.a. 0,657 0,613 0,538 0,547 0,425 n.a. 0,491 0,488 n.a. Gd n.a. 2,247 1,997 1,675 1,544 1,142 n.a. 1,437 2,105 n.a. Dy n.a. 2,234 1,969 1,782 1,230 0,810 n.a. 1,224 1,305 n.a. Ho n.a. 0,478 0,398 0,367 0,255 0,139 n.a. 0,231 0,240 n.a. Er n.a. 1,440 1,097 1,050 0,735 0,280 n.a. 0,556 0,546 n.a. Yb n.a. 1,085 1,056 1,108 0,665 0,180 n.a. 0,457 0,420 n.a. Lu n.a. 0,209 0,149 0,154 0,128 0,035 n.a. 0,084 0,067 n.a. (La/Yb)N - 10,110 10,110 8,430 19,520 79,150 - 28,460 53,940 - YbN - 4,930 4,800 5,040 3,020 0,190 - 2,080 1,910 - IETR - 130,500 120,100 62,920 76,170 80,200 - 74,910 96,650 - (*) Lamin; (#) Lakefield Geosol; (G) Granodiorito, (T) Tonalito; (<) abaixo do limite de detecção; (n.a.) não analisado; (-) ausente. Arq. Mus. Nac., Rio de Janeiro, v.61, n.4, p.267-284, out./dez.2003 GEOQUÍMICA E IDADE DO TONALITO/TRONDHJEMITO CASSITERITA, CRÁTON SÃO FRANCISCO, MINAS GERAIS, BRASIL 273 Os elevados teores de Si02, A1203 e Na^ em contraste subalcalinas (Fig.5) e alinham-se segundo o trend com baixas concentrações de MgO, FeOTote K20 nas trondhjemítico (Fig.6). Da população de amostras rochas do Tonalito/Trondhj emito Cassiterita refletem estudadas, a única exceção refere-se à amostra CT- a escassez de minerais ferromagnesianos e de 218A, que por ser mais enriquecida em K20 do que feldspato potássico e a abundância de plagioclásio as demais (Tab.l), posiciona-se no campo dos sódico e quartzo nas mesmas. granodioritos na figura 3; situa-se no limite entre os Quando se compara o conteúdo químico da amostra campos metaluminoso e peraluminoso na figura 4; e admitida como menos evoluída (Si02 = 68,5% peso) é deslocada para a região acima do trend evolutivo com aquele da mais diferenciada (Si02 = 73,4% típico de magmas trondhjemíticos na figura 6. peso), observa-se valores relativamente mais baixos Destaca-se que essa amostra apresenta sua trama de Ti02, A1203, FeOTot, MgO, CaO, Na20, P2Os, Sr, petrográfica ígnea original fortemente modificada pela Y, Zr na rocha mais diferenciada. ação de um processo tectônico deformacional intenso, As rochas analisadas do Tonalito/Trondhj emito que foi acompanhado de mudanças na sua Cassiterita possuem coríndon normativo (Tab.l) e mineralogia e composição química, principalmente posicionam-se no campo dos tonalitos e, mais a partir do surgimento de feldspato pertítico e restritamente, no campo dos trondhjemitos (Fig.3). muscovita e, conseqüentemente, com enriquecimento Essas apresentam caráter peraluminoso (Fig.4), são em K20 e Ba (ÁVILA & VALENÇA, 1995). ICO Diagramas discriminantes para as rochas do Tonalito/Trondhj emito Cassiterita: fig.3- An-Ab-Or (0’CONNOR, 1965); fig.4- [A1203/ (CaO + Na20 + K20)] mol x [Al203/(Na20 + K.O)] mol (MANIAR & PICOLLI, 1989); fig.5- SiO, x Na20 + K20 (IRVINE & BARAGAR, 1971); fig.6- Ca0-Na20-K20 (BARKER & ARTH, 1976). (218A) amostra CT-218A; (+) amostras Lamin; (0) amostras Lakefield Geosol. Arq. Mus. Nac., Rio de Janeiro, v.61, n.4, p.267-284, out./dez.2003 274 C.A.ÁVILA, J.G.VALENÇA, C.A.V.MOURA, R.M.PEREIRA & V.C.KLEIN No diagrama SiOa x A1203 (Fig.7), as rochas do diagrama de variação A1203 x Yb (Fig.8). Alguns dos Tonalito/Trondhjemito Cassiterita alinham-se valores encontrados para FeOTot + MgO (2,68-5,03% segundo o trend evolutivo proposto por BARKER (1979) peso) e para a razão FeOTot/MgO (2,81-4,46) do para trondhjemitos continentais de alto Al2Os, Tonalito/Trondhjemito Cassiterita são muito próximos contrastando amplamente com o trend dos daqueles encontrados por MARTIN (1987) nas rochas trondhjemitos oceânicos de baixo A1203 trondhjemíticas de alto A1203 da Finlândia; enquanto (plagiogranitos). A proposta de que as rochas os valores de Sr, Y e ETR são compatíveis com os estudadas correspondam a trondhjemitos continentais conteúdos apresentados por DRUMMOND & DEFANT ou de alto A1203 pode ser corroborada através do (1990) para trondhjemitos de alto A1203 em geral. 10,00 - Trondhjemitos 5,00 de Baixo AI203 3,00 (Oceânico) 2,00 t + S 1,00 a + 8 3 0,50 O O pO O 0,10 Trondhjemitos 0,05 de Alto A1203 (Continental) 12 13 14 15 16 17 18 A1203(% peso) Diagramas discriminantes para as rochas do Tonalito/Trondhjemito Cassiterita. Fig.7- Si02 x A1203 (BARKER, 1979) mostrando o trend de diferenciação das rochas do Tonalito/Trondhjemito Cassiterita. (218A) amostra CT-218A; fig.8- A1203 x Yb (ARTH, 1979). (+) amostras Lamin; (0) amostras Lakefield Geosol. Arq. Mus. Nac., Rio de Janeiro, v.61, n.4, p.267-284, out./dez.2003 GEOQUÍMICA E IDADE DO TONALITO/TRONDHJEMITO CASSITERITA, CRÁTON SÃO FRANCISCO, MINAS GERAIS, BRASIL 275 Os padrões de distribuição dos elementos terras Quanto ao ambiente tectônico, caracterizou-se que raras normalizados das rochas do corpo estudado as rochas do Tonalito/Trondhjemito Cassiterita podem ser observados na Fig.9. Em geral, as posicionam-se no campo dos granitóides de arco características desses padrões (em conjunto ou vulcânico (Fig. 11). individualmente) denotam a forte presença de um componente de cristalização fracionada na Idade e geoquímica isotôpica história evolutiva do referido corpo ígneo, que A idade do Tonalito/Trondhjemito Cassiterita foi levou a formação da variedade de rochas, obtida pelo método de evaporação de Pb em atualmente, nele encontradas. Assim, partindo- monocristais de zircão, desenvolvido por KOBER se de rochas menos evoluídas (68,80 - 69,50% (1986 e 1987), que fornece a idade aparente peso de Si02) para rochas mais evoluídas (71,30% 2°7pb/2°6pb do grão de zircão analisado. Os cristais peso de Si02) observa-se na figura 9: a) pequeno de zircão foram separados utilizando técnicas aumento dos ETRL e acentuado empobrecimento tradicionais, que envolvem trituração e pulverização dos ETRp Do mesmo modo, tal empobrecimento da amostra e a subseqüente concentração dos pode ser expresso pela variação dos valores da cristais de zircão com bromofórmio. Posteriormente, razão (La/Yb)N de 8,43 para 79,15 em direção às o material proveniente da separação com rochas mais evoluídas (Tab.2). Os conteúdos de bromofórmio foi processado no separador Lu também mostram o mesmo comportamento; isomagnético Frantz e a seleção final dos cristais de b) uma maior acentuação da forma côncava, zircão foi efetivada com o auxílio de lupa binocular. evidenciada nos padrões de distribuição dos A análise isotôpica foi realizada no Laboratório de ETRp, sugerindo forte contribuição a partir do Geologia Isotôpica da Universidade Federal do Pará, fracionamento de hornblenda; c) anomalias de utilizando-se um espectrômetro de massa de termo- Eu, quando presentes são negativas (Eu/Eu* ionização Finningan MAT-262. A aquisição de dados entre 0,84 e 0,95) e em geral insignificantes; d) foi efetuada de modo dinâmico utilizando-se o presença em dois desses padrões de anomalias positivas de Ce, relativas às variedades de rochas sistema de contador de íons do equipamento. A menos evoluídas. intensidade do sinal de Pb foi medida na seqüência de massa 204, 206, 207, 208, 206, 207 ao longo de Comparando-se o padrão dos elementos terras raras 10 varreduras, definindo cinco blocos de dados, cada do Tonalito/Trondhj emito Cassiterita com aqueles um deles com 18 razões 207Pb/206Pb, totalizando 90 de rochas dacíticas e trondhjemíticas de ambientes razões 207Pb/206Pb. Mais raramente, a coleta de geológicos conhecidos (Fig.10), observa-se uma dados foi realizada de modo estático em copos de grande semelhança do mesmo com o padrão das Faraday, somente quando a intensidade do sinal rochas trondhjemíticas associadas a margens da massa 206Pb era superior a 10 mV. Nesse caso, continentais (ARTH & HANSON, 1972) ou com um bloco de dados incluía 100 razões 207Pb/206Pb. rochas dacíticas formadas no interior de continentes Em geral, a razão 207Pb/206Pb foi medida em três (ARTH & BARKER, 1976). Uma diferença entre esses etapas de evaporação nas temperaturas de 1450°C, padrões reside na presença de incipiente anomalia 1500°C e 1550°C. Na leitura com o contador de íons, negativa de Eu nas rochas do Tonalito/Trondhj emito a razão média 2o7Pb/206Pb de cada etapa de Cassiterita (Eu/Eu* entre 0,84 e 0,95), enquanto evaporação foi determinada com base em 5 blocos os trondhjemitos de margem continental e interior de dados ou até a intensidade do sinal de Pb ser continental anteriormente citados apresentam, suficiente para análise isotôpica. Quando a coleta normalmente, anomalia positiva de Eu. Em relação foi efetivada utilizando os copos de Faraday cada aos plagiogranitos associados a ofiolitos, como por exemplo o de Oman (COLEMAN & DONATO, 1979) etapa continha o máximo de 10 blocos de dados. e aos dacitos formados em ambiente de arco de ilha Geralmente, a razão média 207Pb/206Pb obtida na (BARKER et al, 1976), as rochas do Tonalito/ etapa de evaporação de mais alta temperatura foi Trondhjemito Cassiterita diferem marcadamente por utilizada para o cálculo da idade do zircão. seu enriquecimento nos ETRL e empobrecimento nos As idades aparentes 207Pb/206Pb foram calculadas ETRp (Fig. 10). Quanto aos Trondhjemitos associados com uma incerteza de 2s e, naqueles blocos onde a arco de ilha (BARKER et al., 1976), as rochas do a razão 204Pb/206Pb era inferior a 0,0004, a correção Tonalito/Trondhjemito Cassiterita também diferem do Pb comum transcorreu mediante a utilização em relação à anomalia negativa em Eu e com respeito do modelo de evolução do Pb na Terra em estágio ao empobrecimento nos ETRp. duplo proposto por STACEY & KRAMERS (1975), Arq. Mus. Nac., Rio de Janeiro, v.61, n.4, p.267-284, out./dez.2003 276 C.A.ÁVILA, J.G.VALENÇA, C.A.V.MOURA, R.M.PEREIRA & Y.C.KLEIN a partir da razão 204Pb/206Pb. Foram descartadas e com relação de tamanhos variando entre 2:1 e do cálculo da idade, as leituras onde a razão 5:1. Sete cristais de zircão foram analisados visando 204Pb/206Pb era superior a 0,0004. a obtenção de suas idades. Quatro grãos (1; 2; 4; No estudo dos cristais de zircão do Tonalito/ 10) apresentaram inicialmente idades jovens Trondhjemito Cassiterita definiu-se a presença de durante a primeira etapa de evaporação (1450°C) e uma única população, na qual os grãos eram, em idades progressivamente mais antigas, com o sua grande maioria, prismáticos, piramidais, subseqüente aumento da temperatura de castanho amarelados, transparentes a translúcidos evaporação (Tab.3). Esta feição permitiu a suposição Fig.9- Diagrama de distribuição dos elementos terras raras (normalizados pelos valores do condrito proposto por NAKAMURA, 1974) para as rochas do Tonalito/Trondhjemito Cassiterita; fig. 10- Diagrama de distribuição de elementos terras raras, comparando as rochas do Tonalito/Trondhjemito Cassiterita com rochas dacíticas, plagiogranitos e trondhjemitos de diversos ambientes geológicos conhecidos (amostras normalizadas pelos valores do condrito proposto por NAKAMURA, 1974). (1) Tonalito/Trondhjemito Cassiterita; (2) Plagiogranito (baixo A1203) de ofiolitos - Oman (COLEMAN & DONATO, 1979); (3) Dacito (baixo A1203) de Arco de Ilha - Saipan (BARKER et al, 1976); (4) Trondhjemito (baixo A1203) de Arco de Ilha - Rio Brazos (BARKER et al, 1976); (5) Dacito (alto A1203) de Interior Continental - Novo México (ARTH & BARKER, 1976); (6) Trondhjemito (alto A1203) de Margem Continental - Califórnia (ARTH & HANSON, 1972). Arq. Mus. Nac., Rio de Janeiro, v.61, n.4, p.267-284, out./dez.2003