Petrografia das rochas vulcânicas de karoo no sul - 04Nov19

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Petrologia DAS ROCHAS vulcânicas no sul da monoclinal de lebombo (Moçambique) - Província Magmática do Karoo 
Disciplina: GEO075 – Trabalho Final de Graduação I
Docente: Jailma Santos de Souza de Oliveira
Discente: Victor Menezes Santos
Orientador: Nuno M. Martinho Vieira
Coorientador: Angela Beatriz de Menezes Leal
Universidade Federal da Bahia
Instituto de Geociências
SUMÁRIO
Introdução
Arcabouço geológico e estratigrafia das amostras
Materiais e métodos
Classificação, petrologia e química mineral 
Composição química e isotópica das amostras
Geocronologia
Discussão 
Características químicas dos basaltos Movene
Evolução magmática das rochas silícicas 
Modelo atual para a gênese das rochas silícicas de Lebombo
Conclusão
Referências 
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I. introdução
No início do Jurássico enormes volumes de magma foram colocados
no Gondwana, formando as LIP’s (Large Igneous Provinces).
A Província Vulcânica do Karoo abrange uma ampla área no sul da 
África, englobando: África do Sul, Moçambique, Zimbábue e Suazilândia. 
 - Ocupa uma área de aproximadamente 3x106 km²
 - Apresenta volume de 1-2 x106 km³
A Monoclinal do Lebombo é localizada na fronteira entre África do
 Sul e Moçambique.
 - Essa área apresenta interesse para a estratigrafia do Karoo porque 
as rochas vulcânicas mais evoluídas afloram apenas no sul da monoclinal. 
Figura 1: Mapa de Localização. Fonte: Manninen et al. (2008).
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2. Arcabouço geológico e estratigrafia das amostras
Figura 2: Mapa de Localização. Fonte: Melluso et al. (2008).
As rochas vulcânicas pertencem a fase final do Supergrupo Karoo.
Em Moçambique todas as Unidades podem ser encontradas e são divididas da mais antiga para a mais nova;
 (I) Formação Mbuluzi (Umbeluzi) 
 (II) Formação Movene.
 
A nomenclatura utilizada foi a da Geological Survey of Finland (2006) e serviu para desenvolver o mapa geológico de Moçambique (2007).
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2. Arcabouço geológico e estratigrafia das amostras
Formação Mbuluzi (Umbeluzi)
São riolitos que estão assentes aos basaltos do Rio Sabie e são subdivididos em dois tipos de rochas.
 A – Riolitos Jozini
 B – Riolitos Mbuluzi
Pequenos volumes de dacitos, traquidacitos, basaltos e doleritos são encontrados nessa formação.
Figura 3: A) Fluxo maciço de riolitos. C) Bandas de fluxo dobradas. D) Foto detalhada das faixas de fluxo. E) Tufo de cinzas densamente soldado da Formação Mbuluzi. Fonte: Manninen et al. (2008). 
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2. Arcabouço geológico e estratigrafia das amostras
Formação Movene
Apresenta característica bimodal e é subdividida em:
 (A) – Basaltos Movene 
 - Magma predominantemente toleítico
 (B) – Sica Beds
 - Riolitos no topo da sequência.
Figura 4: A) Dobra magmática em riolito com banda de fluxo. B) Grande dobra de fluxo subhorizontal. C) Foto detalhada de bandas de fluxo com clastos de riolito rolados. D) Brecha piroclástica. Fonte: Manninen et al. (2008).
3. Técnicas analíticas
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23 amostras foram preparadas em um triturador de mandíbula de aço e, posteriormente, moídas num pilão de ágata. 
(LA)-ICP-MS
Microssonda eletrônica
U-Pb (SHRIMP)
Ar40 - 39Ar 
Elementos maiores e menores
ICP-MS
Química mineral
(RT)
Espectrômetro de Massa
Isótopos de Sr/Nd
Elementos Traços do zircão 
Geocronologia
Fluorescência de Raio-X
Elementos principais
4. Classificação, petrografia e química mineral
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Figura 5: Diagrama de classificação Alcali-Sílica Total (Le Bas et al., 1986). As amostras de Miller e Harris (2007) (rotulados M&H) têm símbolos: Jozini: cruzes de St. Andrews; Mbuluzi: cruzamentos; e Oribi: asteriscos. Fonte: Melluso et al. (2008).
Pode-se classificar as amostras em:
 Basaltos
 Quartzotraquitos
 Dacitos
 Riolitos
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4. Classificação, petrografia e química mineral
Figura 6: Fotomicrografia das amostras. (3) Textura glomeroporfirítica de clinopiroxênio, plagioclásio e óxidos - Cn03 (Jozini); (4) Agregado de clinopiroxênio e plagioclásio - HULLONO (Mbuluzi); (6) Fenocristal de plagioclásio - CN02 (Mbuluzi). Fonte: Melluso et al. (2008). 
Os riolitos de Jozini-Mbuluzi são porfiríticos com fenocristais de plagioclásio alterado, clinopiroxênio e óxidos de Fe-Ti. O quartzo é um fenocristal comum nos riolitos de Mbuluzi.
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4. Classificação, petrografia e química mineral
Figura 7: Fotomicrografia das amostras. (1) Fenocristal de plagioclásio zonado - CN34 (Movene); (2) Textural intersticial - 00LB04 (Movene); (5) Aglomerado de anfibólio microlítico, feldspato alcalino e vidro - 00LB02 (Sica Beds). Fonte: Melluso et al. (2008). 
Os riolitos do Sica Beds variam de porfirítico a afírico, com fenocristais raros de feldspatos alterados. 
Os quartzotraquitos são levemente porfiríticos, com fenocristais de anfibólio marrons dispostos em matriz traquítica, com feldspatos alcalinos, óxidos de Fe – Ti e vidro. 
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4. Classificação, petrografia e química mineral
Figura 8: Composição química dos piroxênios. Símbolos - quadrados abertos: amostra 00LB04 (Movene); quadrados preenchidos: amostra CN34 (Movene) ); diamantes: amostras CN03 (Jozini) e HULLONO (Mbuluzi). O intervalo de composição do clinopiroxênio pertence aos doleritos de Ferrar (Antártica). Fonte: Melluso et al. (2008).
Os basaltos Movene possuem pigeonita e augita. TiO2 e Al2O3 diminuem com o #Mg. O plagioclásio varia de An68 a An43.
Os riolitos possuem ferroaugita e não apresentam nenhum mineral rico em Mg.
 Os quartzotraquitos possuem feldspato alcalino e sanidina. Seus anfibólios marrons variam de Mg-hornblenda e Ti-Mg hastingsita. 
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5. COMPOSIÇÃO QUÍMICA E ISOTÓPICA DAS AMOSTRAS 
Figura 9: Análise química de rocha total: Elementos maiores em % peso e menores em ppm. Fonte: Melluso et al. (2008). 
Formação Movene
Basaltos Movene
Formação Mbuluzi
Formação Movene
Sica Beds
I
II
III
II -
I -
III -
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5. COMPOSIÇÃO QUÍMICA E ISOTÓPICA DAS AMOSTRAS 
Figura 10: Teores de elementos maiores. Fonte: Melluso et al. (2008). 
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5. COMPOSIÇÃO QUÍMICA E ISOTÓPICA DAS AMOSTRAS 
Figura 11: Teores de elementos menores. Fonte: Melluso et al. (2008). 
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6. Geocronologia
40Ar-39Ar em Plagioclásio 184.2-181.2 ± 1.0 Ma
40Ar-39Ar em plagioclásio
177.8 ± 0.7 Ma 
U – Pb (SHRIMP)
182.1 ± 2.9 Ma
Não existem dados confiáveis na literatura.
Figura 12: Carta Litoestratigráfica. Fonte: Manninen et al. (2008).
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7. Discussão
7.1 Características químicas dos basaltos Movene
Figura 13: Padrão dos elementos incompatíveis, normalizados por manto primitivo (Sun e McDonough, 1989). Fonte: Melluso et al. (2008).
00LB03
E
00LB04
Ricos em Mg
Baixo Zr/Y
(3,6-4,2)
± Sm/Nd
(0,23-0,25)
Baixo La/Nb 
(1,02-1,14)
CN34
(Ferrobasaltos)
Baixo Zr/Y
(3,9-4,9) 
+ Sm/Nd
(0,24-0,38) 
Afinidade com toleitos evoluidos
Relações estreitas entre 87Sr-86Sr e 143Nd-144Nd levam a inferir que os riolitos Jozini – Mbuluzi e os Sica Beds podem ser considerados cogenéticos, sem evidências de grandes processos de contaminação crustal.
A modelagem de elementos maiores indica que a transição dos riolitos do Jozini (CN03) aos riolitos Sica Beds (CN29) pode ser contabilizada por fracionamento de 24% de plagioclásio sódico, clinopiroxênio rico em ferro, feldspato alcalino, apatita e magnetita. 
A transição das amostras moçambicanas com mais alto Zr (1052 ppm) para os riolitos Sica Beds (401 ppm de Zr) podem ser contabilizados em cerca de 0,15% do fracionamento total de zircão. 
As amostras de quartzotraquito (00LB01 e 00LB02) podem ter experimentado uma história petrogenética ligeiramente diferente. Apresentam anfibólio e altos teores de feldspato potássio, indicando que podem ser produtos de uma magma parental hidratado.
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7. Discussão
7.2 Evolução magmática das rochas silícicas
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7. Discussão
7.3 Modelo atual para gênese das rochas silícicas de Lebombo
Figura 14: Evolução dos eventos magmáticos das fases finais do Karoo. Fonte: Melluso et al. (2008).
A lacuna de composição entre basaltos e riolitos não deve ser evidência contraa cristalização fracionada, pois, é de conhecimento geral que, em outras áreas com magmatismo bimodal, há evidências que liguem a cristalização fracionada em sistemas fechados a basaltos alcalinos ou de transição a traquitos e riolitos peralcalinos.
Esses magmas toleíticos tem a possibilidade de atingir a saturação em ilmenita-magnetita e evoluir para composições silícicas sem necessidade de modelos complexos e polifásicos.
As rochas encontras na parte sul de Moçambique assemelham-se às das porções da África do Sul e Suazilândia, exceto os riolitos mais evoluídos pobres em Zr (Sica Beds). Estes, apresentam intercalação com basaltos e ferrobasaltos pertencentes à Formação Movene. As composições menos evoluídas da Formação Movene são representadas por basaltos toleíticos com grau de enriquecimento moderado a baixo em elementos incompatíveis.
As variações químicas entre o Jozini – Mbuluzi e os Sica Beds, em Moçambique, são consistentes com graus moderados de cristalização fracionada (24%) de feldspatos, piroxênios, óxidos de Fe-Ti, zircão e apatita. As rochas silícicas menos evoluídas podem ser originadas por cristalização fracionada em um sistema quase fechado derivado de composições basálticas. 
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8. Conclusão
9. ReferÊncias 
Manninen, T., Eerola, T., Mäkitie, H., Vuori, S., Luttinen, A., Sénvano, A. & Manhiça, V., 2008. The Karoo volcanic rocks and related intrusions in southern and central Mozambique. Geological Survey of Finland, Special Paper, 48, 211–250, 34.
Melluso, L., Cucciniello, C., Petrone, C.M., Lustrino, M., Morra, V., Tiepolo, M., Vasconcelos, L., 2008. Petrology of Karoo volcanic rocks in the southern Lebombo monocline, Mozambique. Journal of African Earth Sciences, 52 (4–5), 139–15.
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