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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS CURSO DE GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA CAROLINE NOVAIS BITENCOURT PETROLOGIA E ANÁLISE ESTRUTURAL MULTIESCALAR DA FORMAÇÃO SERRA DA GARAPA (GRUPO SANTO ONOFRE) NA PORÇÃO SUL DO CINTURÃO DE DOBRAMENTOS E CAVALGAMENTOS ESPINHAÇO SETENTRIONAL. CORREDOR DO PARAMIRIM, CAETITÉ, BAHIA Salvador – BA 2014 ii CAROLINE NOVAIS BITENCOURT PETROLOGIA E ANÁLISE ESTRUTURAL MULTIESCALAR DA FORMAÇÃO SERRA DA GARAPA (GRUPO SANTO ONOFRE) NA PORÇÃO SUL DO CINTURÃO DE DOBRAMENTOS E CAVALGAMENTOS ESPINHAÇO SETENTRIONAL. CORREDOR DO PARAMIRIM, CAETITÉ, BAHIA. Salvador – BA 2014 Monografia elaborada para obtenção do título de Bacharel em Geologia pela Universidade Federal da Bahia. Orientadora: Prof. Dra. Simone Cerqueira Pereira Cruz iii TERMO DE APROVAÇÃO CAROLINE NOVAIS BITENCOURT PETROLOGIA E ANÁLISE ESTRUTURAL MULTIESCALAR DA FORMAÇÃO SERRA DA GARAPA (GRUPO SANTO ONOFRE) NA PORÇÃO SUL DO CINTURÃO DE DOBRAMENTOS E CAVALGAMENTOS ESPINHAÇO SETENTRIONAL. CORREDOR DO PARAMIRIM, CAETITÉ, BAHIA Trabalho Final de Graduação aprovado como requisito parcial para obtenção do grau de Bacharel em Geologia, Universidade Federal da Bahia, pela seguinte banca examinadora: ___________________________________ 1° Examinador – Profª Dra. Simone Cerqueira Pereira Cruz - Orientadora Instituto de Geociências, UFBA ___________________________________________________ 2º Examinador - Profª Dra. Ângela Beatriz de Menezes Leal Instituto de Geociências, UFBA ___________________________________________________ 3º Examinador – Dra. Cristina Maria Burgos de Carvalho CPRM Serviço Geológico do Brasil Salvador, 5 de fevereiro de 2014 iv À minha querida vó Regina (in memoriam). v AGRADECIMENTOS Bom, no final desta etapa, quero agradecer, primeiramente, ao meu Deus querido, foi quem esteve todo tempo me mantendo e me dando forças para prosseguir. Agradeço a minha vó Regina (in memoriam) por ser a grande precursora dessa busca por um pouco mais de conhecimento, pela sua dedicação e por ser meu grande exemplo de fé, coragem e determinação, a minha mãe pelo seu amor, apoio e por ser também meu exemplo de garra, ao meu pai pelo amor, cuidado e carinho de sempre, ao meu irmão pelo seu carinho demonstrado de forma peculiar, ao meu amigo João por me ensinar a nunca desistir dos meus sonhos e a minha tia Dedé pelo seu cuidado e atenção A todos meus tios e tias, meus primos e primas que foram peças fundamentais nessa jornada, sei que estavam todos na torcida. Aos meus amigos de longa data, Jamille, Amanda e Marcus, que estiveram desde os primeiros passos acadêmicos, agradeço por permanecerem presentes e por serem pessoas com quem eu posso contar. As minhas amigas Adna e Laíne, pelas conversas, pelas risadas, pelo incentivo e por estarem atentas às explicações de todas as vezes que me deparava com uma “pedra”. Aos mestres pelos ensinamentos e porque apesar das dificuldades tem amor pelo que fazem e ensinam com brilho nos olhos, Osmário, André Neto, Flávio, Ângela, Telésforo, Haroldo Sá, Johildo Barbosa, Jailma, César Gomes, Ernandi, Moacir e a todos os outros. Em especial a minha orientadora Simone Cruz, pela sua enorme paciência e por ter me ensinado que geologia, além de lindos afloramentos, é também trabalho, e que deve ser encarado com persistência e dedicação. A todos os funcionário dos Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia, “solucionadores” de problemas, que trabalham com empenho e com certeza deixam o dia-a- dia mais tranquilo. Á CPRM pelo apoio, em especial a Cristina Burgos e Rita Menezes. Aos meus amigos de curso Rebeca, Priscila, Vitor, Vanderlúcia, Marcelo Carcará, Thiago Muska, Thiago Cajá, Sizenando, Eloísa, Joel, Bianca, Dira, Mariana e Josafá e todos os outros que em diferentes momentos foram muito importantes na minha trajetória. Enfim, a todos aqueles que direta ou indiretamente contribuíram para a conclusão desta etapa, o meu Muito Obrigada! vi RESUMO No Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Serra do Espinhaço Setentrional, no sudoeste do estado da Bahia, ocorre a Formação Serra da Garapa (Grupo Santo Onofre), de idade neoproterozoica. A área selecionada para estudo localiza-se nas imediações da cidade de Caetité, possui uma área de 195 km 2 e dista 650 km da cidade de Salvador. Essa área foi selecionada tendo em vista a complexidade estrutural e metamórfica presente na Formação Serra da Garapa. O objetivo geral do trabalho é contribuir com o estudo da evolução tectônica da Formação Serra da Garapa (Grupo Santo Onofre) na porção sul do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional. Os objetivos específicos são: inventariar as litologias aflorantes na área de estudo; levantar o arcabouço estrutural nas escalas meso e microscópicas; determinar as paragêneses minerais e a relação com as estruturas identificadas; discutir as implicações tectônicas associadas com as estruturas e paragêneses identificadas. Para colimar os objetivos propostos realizou-se levantamento bibliográfico, atividades de campo, descrição de lâminas e análise microestrutural, análise de química mineral, análise estrutural e integração dos dados. O mapeamento geológico realizado na escala 1: 60.000 permitiu a cartografia da Formação Serra da Garapa e das unidades vizinhas. A análise estrutural realizada na mesoescala permitiu a identificação de quatro fases deformacionais: D1, representada pela foliação S0//S1, que é observada em dobras isoclinais, intrafoliais e sem raíz formadas na fase posterior; D2, que é representada pela foliação S0//S1//S2, por dobras isoclinais, intrafoliais e sem raíz (F2) e pela lineação de estiramento Lx2; D3, representada por dobras assimétricas de estilos variados e dobras e clivagem de crenulação (S3); D4, representada por dobras e por uma figura de interferência em laço, além de zonas de cisalhamento destral-reversas. A análise microestrutural foi realizada em xistos aluminosos da Formação Serra da Garapa, tendo sido inferido um evento metamórfico, com fases progressiva e regressiva. A fase progressiva, de fácies anfibolito baixo, com temperatura entre 670°C e 680°C, tem como paragênese granada, quartzo, pirita, hematita e estaurolita e esteve em equilíbrio até a fase D2, ou tardiamente a ela. A fase regressiva, de fácies xisto verde com temperatura máxima de 670º C, tem como paragênese quartzo e clorita. Tendo em vista a complexidade estrutural da área de estudo, sugere-se um aprofundamento das pesquisas científicas para as áreas vizinhas. Palavras-chave: Formação Serra da Garapa, Fases de deformação, Metamorfismo e Anfibolito. vii ABSTRACT At the Serra do Espinhaço Setentrional Thrust and Fold Belt, in southwestern Bahia, lays the Neoproterozoic Serra da Garapa Formation (Santo Onofre Group). The area selected for the study is located in the surroundings of the municipality of Caetité, measures 195 km 2 and is 650 km away from the city of Salvador. This area was selected regarding the structural and metamorphic complexity present at the Serra da Garapa Formation. The general objective of the study was to contribute with the study of the tectonic evolution of the Serra da Garapa Formation (Santo Onofre Group), in the southern section of the Serra do Espinhaço Setentrional Thrust and Fold Belt. The specific objectives were: to inventory outcropping lithologies in the study area; to assess the structural framework at meso- and microscopic scales; to determine mineral parageneses and their relationship with the identified structures; to discussthe tectonic implications associated with the identified structures and parageneses. In order to collimate the proposed objectives, bibliographic research, field activities, description of slides and microstructural analysis, structural analysis and data integration were performed. Geological mapping, performed at a scale of 1:60,000, allowed the cartography of the Serra da Garapa Formation and neighboring units. The mesoscale structural analysis allowed the identification of four deformational phases: D1, represented by the foliation S0//S1, which is observed in isoclinal, intrafolial and rootless folds formed during the later phase; D2, represented by the foliation S0//S1//S2, by isoclinal, intrafolial and rootless folds (F2) and by the stretching lineation Lx2; D3, represented by asymmetrical folds of various types and crenulation folds and cleavage (S3); D4, represented by folds and by a flame-type interference pattern, as well as destral-reverse shear zones. The microstructural analysis was performed in aluminous schists of the Serra da Garapa Formation, where a metamorphic event was inferred, with progressive and regressive phases. The progressive phase, with low amphibolites facies and temperature between 670° C and 680° C, had garnet, quartz, pyrite, hematite and staurolite as paragenesis and was in equilibrium until phase D2, or later. The regressive phase, with greenschist facies with a maximum temperature of 670º C, had quartz and chlorite as paragenesis. Regarding the structural complexity of the study area, the present assay suggests a deepening of scientific investigations for neighboring areas. Keywords: Serra da Garapa Formation, Deformation phases, Metamorphism and Amphibolite. viii SUMÁRIO ÍNDICE DE FIGURAS.............................................................................................................x ÍNDICE DE FOTOS..............................................................................................................xiii ÍNDICE DE FOTOMICROGRAFIA..................................................................................xiv ÍNDICE DE TABELAS.........................................................................................................xvi 1. INTRODUÇÃO...................................................................................................................17 1.1. ASPECTOS INICIAIS...............................................................................................17 1.2. LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO..............................................................17 1.3. CONTEXTUALIZAÇÃO E APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA......................18 1.4. OBJETIVOS................................................................................................................19 1.5. JUSTIFICATIVA........................................................................................................19 1.6. MÉTODO DE TRABALHO......................................................................................20 1.7. ORGANIZAÇÃO DA MONOGRAFIA...................................................................22 2. GEOLOGIA REGIONAL..................................................................................................23 2.1. INTRODUÇÃO...........................................................................................................23 2.2. EMBASAMENTO ARQUEANO-PALEOPROTEROZOICO DA PORÇÃO SUL DO CINTURÃO DE DOBRAMENTOS E CAVALGAMENTOS ESPINHAÇO SETENTRIONAL...................................................................................................................24 2.2.1. Ortognaisses e migmatitos arqueanos.........................................................................24 2.2.2. Sequências Metavulcanossedimentares.......................................................................26 2.2.3. Granitóides Riacianos- Orosirianos............................................................................28 2.3. UNIDADES SEDIMENTARES E IGNEAS MESO E NEOPROTEROZÓICAS DO CINTURÃO DE DOBRAMENTOS E CAVALGAMENTOS ESPINHAÇO SETENTRIONAL...................................................................................................................29 2.3.1. Rochas plutônicas félsicas e máficas............................................................................29 2.3.2. Supergrupo Espinhaço.................................................................................................31 2.3.3. Supergrupo São Francisco...........................................................................................33 2.4. EVOLUÇÃO TECTÔNICA...........................................................................................35 3. MICROESTRUTURAS E PORFIROBLASTOS............................................................41 3.1. INTRODUÇÃO................................................................................................................41 3.2 MICROESTRUTURAS ASSOCIADAS COM DEFORMAÇÃO...............................41 3.3 MICROESTRUTURAS ASSOCIADAS COM RECRISTALIZAÇÃO......................43 3.4. FORMAÇÃO DOS PORFIROBLASTOS.....................................................................46 ix 4. PETROLOGIA E ANÁLISE ESTRUTURAL MULTIESCALAR DA FORMAÇÃO SERRA DA GARAPA (GRUPO SANTO ONOFRE) NA REGIÃO DE CAETITÉ ...................................................................................................................................................51 4.1. INTRODUÇÃO...........................................................................................................51 4.2. A FORMAÇÃO SERRA DA GARAPA NA ÁREA DE ESTUDO.............................52 4.2.1 Aspectos macroscópicos da Formação Serra da Garapa: litologias e estruturas....54 4.2.2. Fases deformacionais, estruturas associadas e modelo de evolução estrutural.......60 4.2.3 Petrologia e análise microestrutural dos metapelitos (xistos aluminosos)................62 4.3. RELAÇÃO DO CRESCIMENTO MINERAL COM AS FASES DEFORMACIONAIS IDENTIFICADAS............................................................................82 4.4. PROVÁVEIS REAÇÕES METAMÓRFICAS ENVOLVIDAS NA FORMAÇÃO DOS XISTOS ALUMINOSOS E ESTIMATIVA DE TEMPERATURA DO METAMORFISMO................................................................................................................84 4.5. PROCESSOS DEFORMACIONAIS E MECANISMOS DE RECRISTALIZAÇÃO EM QUARTZO...............................................................................87 4.6. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS...............................................................................88 5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES.........................................................................93 6. REFERÊNCIAS..................................................................................................................94 ANEXO: MAPA GEOLÓGICO DA ÁREA DE ESTUDO..............................................103 x ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1– Mapa de localização da área de estudo..................................................................18 Figura 1.2– Mapa de localização dos afloramentos na área de estudo.....................................22 Figura 2.1- a) Mapa de situação do Cráton do São Francisco no Brasil. b) Mapa de localização da área de estudo no contexto do Cráton do São Francisco.....................................................23 Figura 2.2- Mapa de localização dos ortognaisses / migmatitos e granitoides arqueanos a paleoproterozoico do embasamento do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos do Espinhaço Setentrional..............................................................................................................25 Figura 2.3- Distribuição das Sequências Metavulcanossedimentares (Greenstone Belts e similares) na porção meridional da PlacaGavião. ..................................................................28 Figura 2.4– A) Contexto da porção setentrional Orógeno Araçuaí e do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional; B) Mapa geológico simplificado dos supergrupos Espinhaço e São Francisco...................................................................................30 Figura 2.5- Modelo proposto por Arcanjo et al. (2005) para a evolução arqueana e paleoproterozoica do embasamento do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional ..............................................................................................................................36 Figura 2.6- Posição das placas durante e após a colisão paleoproterozoica.............................37 Figura 2.8- Evolução do Aulacógeno Paramirim......................................................................39 Figura 2.8- A: elementos da Bacia Macaúbas e seu cenário tectônico, vistos em mapa; B: início da operação da tectônica do quebra-nozes, com o consumo forçado do assoalho da porção oceânica da bacia precursora, visto em mapa; C: cartoon ilustrativo dos estágios (a) colisional, por volta de 560 Ma, e (b) de colapso gravitacional, após escape lateral da porção sul do orógeno, por volta de 500 Ma........................................................................................40 Figura 3.1- Modelo do mecanismo de difusão sólida por transferência de massa intracristalina (Nabarro-Herring creep) causando mudança de forma dos grãos............................................42 Figura 3.2– Modelo esquemático mostrando oólitos cincundados por um fluido com atuação de processo envolvendo transferência de solução.....................................................................43 Figura 3.3– Os três principais mecanismos de recristalização dinâmica na escala do grão.....44 Figura 3.4– Terminologia usada para o estudo dos porfiroblastos e sua relação com as deformações .............................................................................................................................46 Figura 3.5– Diagrama ilustrando como um porfiroblasto de aluminossilicato pode crescer em uma matriz rica em mica...........................................................................................................47 Figura 3.6- Esquema de representação de crescimento de porfiroblasto pré-, sin-, inter- e pós tectônico ...................................................................................................................................49 xi Figura 3.7– Modelo de crescimento rotacional de granada sin-tectônica.................................50 Figura 4.1- Mapa geológico regional com a localização da área de estudo..............................53 Figura 4.2- Diagrama de isodensidade polar da foliação S0//S1//S2..........................................56 Figura 4.3- Diagrama de pontos para a lineação de estiramento mineral Lx2...........................57 Figura 4.4- Diagrama de pontos para as linhas de charneiras Lb3............................................58 Figura 4.5- Diagrama para representação dos planos da foliação S3........................................58 Figura 4.6 – Modelo deformacional da área de estudo. ...........................................................61 Figura 4.7- Mapa microestrutural das fotomicrografias 4.2 e 4.3 mostrando a trajetória da foliação S0//S1//S2 e a clivagem de crenulação anastomótica S3...............................................64 Figura 4.8- Relação entre a porcentagem de filossilicatos e a granulação do quartzo..............70 Figura 4.9- Relação entre quantidade de filossilicatos e a razão axial do quartzo em lâmina que apresentam crenulação.......................................................................................................71 Figura 4.10- Relação entre quantidade de filossilicatos e razão axial do quartzo em lâminas que não apresentam crenulação.................................................................................................71 Figura 4.11- Mapa microestrutural da trajetória da foliação interna (Si= S0//S1//S2) e da foliação externa (Se= S0//S1//S2) ao redor da granada da fotomicrografia 4.16.......................74 Figura 4.12- Mapa microestrutural da granada (Grt) da fotomicrografia 4.17.........................75 Figura 4.13– Gráficos que representam a variação composicional do grão de granada analisado nos xistos aluminosos da lâmina Riacho..................................................................77 Figura 4.14– Gráficos mostrando a variação composicional do grão de granada nos xistos aluminosos da lâmina MPB-1...................................................................................................78 Figura 4.15- Mapa microestrutural de estaurolita com trajetória da foliação interna (Si = S0//S1//S2) e externa (Se = S0//S1//S2) da fotomicrografia 4.18. Notar presença da clivagem de crenulação S3.............................................................................................................................79 Figura 4.16– Gráfico de difratometria de Raio – X para grão de hematita em amostra de xisto aluminoso (Amostra MPB, Coordenada 767211/843211, Datum WGS 84) ...........................80 Figura 4.17- Mapa microestrutural da fotomicrografia 4.20 mostrando clorita (Chl) marcando foliação de plano axial da dobra de crenulação F3...................................................................81 Figura 4.18- Diagrama mostrando a interpretação para a idade relativa de crescimento metamórfico dos minerais que compõem os xistos aluminosos estudados..............................83 Figura 4.19- Sequências de assembleias exibidas com uma sequência esquemática de diagramas AFM no sistema KFMASH (sistema –AFM) ao longo de uma trajetória tipo-Ky de metamorfismo...........................................................................................................................86 xii Figura 4.20- Assembleias estáveis em rochas metapelíticas ricas em Fe (Modelo de sistema KFMASH) ................................................................................................................................87 Figura 4.21- Mapa simplificado da porção sul do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional..............................................................................................................90 Figura 4. 22- Mapa com a distribuição das fácies do metamorfismo neoproterozoico............91 xiii ÍNDICE DE FOTOS Foto 4.1- Vista panorâmica do principal afloramento dos xistos aluminosos da Formação Serra da Garapa. Riacho Moita dos Porcos, Caetité – BA, (Ponto CNB1, coordenada 23L 767211/8432119, Datum WGS 84)..........................................................................................55 Foto 4.2- Bandamento composicional com xistos aluminosos da Formação Serra da Garapa intercalados com os quartzitos no riacho Moita dos Porcos, Caetité – BA (Ponto CNB1, coordenada 23L 767211/8432119, Datum WGS 84). Visada em planta..................................55 Foto 4.3- Xisto aluminoso no riacho Moita dos Porcos, Caetité – BA (Ponto CNB1, coordenada 23L 767211/8432119, Datum WGS 84). Visada em planta.................................55 Foto 4.4- Xistosidade S0//S1//S2 paralela ao bandamento composicional em xistos aluminosos da Formação Serra da Garapa. Notar dobra intrafolial isoclinal e foliação S0//S1 sendo transposta. (Ponto CNB1, coordenada 23L 767211/8432119, Datum WGS 84). Visada em seção..........................................................................................................................................59Foto 4.5- Dobras de crenulação desenvolvidas em xistos aluminosos da Formação Serra da Garapa e clivagem de crenulação S3. (Ponto CNB1, coordenada 23L 767211/8432119, Datum WGS 84). Visada em seção.......................................................................................................59 Foto 4.6– Dobras desarmônicas da fase D3. Notar foliação de plano axial S3 (Ponto CNB 18 coordenada 23L 763339/8427068, Datum WGS 84). Visada em planta..................................60 Foto 4.7– Zona de cisalhamento marcada pela foliação S0//S1//S2//S3//S4 (Ponto coordenada CNB9 23 L 762790/8427234, Datum WGS 84). Visada em planta.........................................60 Foto 4.8- Mesoestrutura decussada marcada pela estaurolita sem orientação preferencial. Foto de amostras no afloramento riacho Moita dos Porcos, Caetité – BA (Ponto CNB1, coordenada 23L 767211/8432119, Datum WGS 84). Visada em planta ....................................................67 xiv ÍNDICE DE FOTOMICROGRAFIA Fotomicrografia 4.1- Mosaico mostrando aspecto geral da trama metamórfica-deformacional dos xistos aluminosos. Notar a presença de porfiroblasto de granda parcialmente substituído por quartzo, inclusive com a presença de um pseudomorfo.....................................................63 Fotomicrografia 4.2- Mosaico mostrando aspecto geral da trama metamórfica-deformacional dos xistos aluminosos................................................................................................................63 Fotomicrografia 4.3- Mosaico mostrando aspecto geral da trama metamórfica-deformacional dos xistos aluminosos................................................................................................................64 Fotomicrografia 4.4- Microestrutura granoblástica granular a poligonal associada com o quartzo (Qtz).............................................................................................................................65 Fotomicrografia 4.5- Mosaico mostrando microestrutura poiquiloblástica helicítica em granada caracterizada pelas inclusões de quartzo e minerais opacos orientados preferencialmente......................................................................................................................65 Fotomicrografia 4.6- Mosaico com microestrutura lepidoblástica, formada pela orientação preferencial da moscovita e biotita, e nematoblástica, marcada pela orientação dos grãos alongados de quartzo. À esquerda, notar foliação S0//S1 sendo transposta pela foliação S0//S1//S2....................................................................................................................................66 Fotomicrografia 4.7- Mosaico mostrando sombra de pressão simétrica composta por quartzo ao redor de porfiroblasto de granada.........................................................................................66 Fotomicrografia 4.8- Mosaico mostrando porfiroblasto de estaurolita em dobra intrafolial. Nota-se este mineral transformando em clorita nas bordas......................................................68 Fotomicrografia 4.9- Xistosidade S0//S1//S2 marcada pela orientação preferencial de moscovita (Ms) e biotita (Bt).............................................................................................................68 Fotomicrografia 4.10- Mosaico mostrando xistosidade marcada pela orientação preferencial de moscovita, biotita e minerais opacos (Mo, pirita e hematita) .............................................68 Fotomicrografia 4.11 - Grãos de quartzo (Qtz) concentrados na charneira da dobra (F3)........69 Fotomicrografia 4.12- Mosaico mostrando clivagem de crenulação anastomótica S3 marcada por filossilicatos. Notar desvio da S3 ao redor da estaurolita (St) mimética.............................69 Fotomicrografia 4.13– Moscovita (Ms) dispersa na matriz......................................................72 Fotomicrografia 4.14- Contatos bastante irregulares entre a granada (Grt) e o quartzo (Qtz) que podem indicar reação de desestabilização da granada.......................................................72 xv Fotomicrografia 4.15- Mosaico mostrando porfiroblasto de granada (Grt) com pseudomorfo (A). Notar continuidade entre a foliação externa (Se = S0//S1//S2) e a foliação interna (Si = S0//S1//S2) e suve desvio da foliação externa com relação ao porfiroblasto.............................73 Fotomicrografia 4.16- Granada (Grt) com inclusões helicíticas de quartzo (Qtz) e minerais opacos (Mo). Notar desvio da foliação externa (Se= S0//S1//S2) e a foliação interna (Si= S0//S1//S2). ................................................................................................................................74 Fotomicrografia 4.17- Mosaico mostrando granada (Grt) com dois padrões de inclusão: helicítico no centro e dobrado na borda. Notar presença de pseudomorfos de granada no centro do grão............................................................................................................................75 Fotomicrografia 4.18- Mosaico mostrando porfiroblasto de estaurolita (St) com foliação interna (Si= S0//S1//S2) plana e externa (Se= S0//S1//S2) dobrada. Notar presença da clivagem de crenulação S3........................................................................................................................79 Fotomicrografia 4.19- Mosaico mostrando porfiroblasto de estaurolita (St) com inclusões retas e foliação externa (Se= S0//S1//S2). Notar associação deste mineral com grãos esqueletiformes de clorita, sugerindo reação entre esses minerais...........................................80 Fotomicrografia 4.20- Clorita (Chl) marcando a foliação S3....................................................81 Fotomicrografia 4.21- Clorita (Chl) pseudoinclusa na granada (Grt).......................................82 Fotomicrografia 4.22– Contato levemente suturado entre a clorita (Chl) e a granada (Grt)...82 Fotomicrografia 4.23- Clorita (Chl) com geminação polissintética.........................................82 xvi ÍNDICE DE TABELAS Tabela 2.1- Síntese de propostas de colunas estratigráficas para o Supergrupo Espinhaço na Chapada Diamantina ................................................................................................................33 Tabela 2.2– Síntese de propostas de colunas estratigráficas para o Supergrupo Espinhaço na serra do Espinhaço Setentrional................................................................................................33 Tabela 3.1- Característica comuns para porfiroblastos pré, sin e pós-tectonicos. Si – foliação interna; Se – foliação externa ...................................................................................................49 Tabela 4.1- Composição mineralógica modal dos xistos aluminosos da Formação Serra da Garapa, Grupo Santo Onofre....................................................................................................62 Tabela 4.2– Resumo dos dados microquímicos obtidos para o grão de granada na lâmina Riacho.......................................................................................................................................76 Tabela 4.3– Resumo dos dados microquímicos obtidos para o grão de granada na lâmina MPB – 1 ...................................................................................................................................76 17 1. INTRODUÇÃO 1.1. ASPECTOS INICIAIS O Orógeno Araçuaí-Oeste Congo (PEDROSA SOARES et al., 2001) é uma feição resultante do fechamento de uma bacia marinha interior (island-sea basin), denominada Macaúbas, que desenvolveu-se na forma de um amplo golfo circundado pelo paleocontinente São Francisco-Congo (QUEIROGA et al., 2007, PEDROSA SOARES;ALKMIM, 2011) durante o Neoproterozoico. De acordo com Roger e Santosh (2004) essa megaestrutura pode ser classificada com um Orógeno Confinado desenvolvido internamente a um paleocontinente. Esse aspecto torna o Orógeno Araçuaí-Oeste Congo uma feição singular no mundo. A porção setentrional do Orógeno Araçuaí-Oeste Congo (sensu PEDROSA-SOARES et al., 2007) compreende os cinturões de dobramentos e cavalgamentos Espinhaço Setentrional e Chapada Diamantina, assim como parte da porção sul do denominado Bloco Gavião por Barbosa e Sabaté (2003). Juntos, esses cinturões formam o Corredor do Paramirim (ALKMIM; BRITO NEVES; ALVES; 1993), que representa a zona de máxima inversão do Aulacógeno do Paramirim (sensu PEDROSA-SOARES et al., 2001). Esses cinturões desenvolvem-se deformando rochas dos supergrupos Espinhaço e São Francisco (sensu SCHOBBENHAUS, 1996, DANDERFER; DARDENNE, 2002, ALKMIM; MARTINS NETO, 2011, ALKMIM, 2012), assim como unidades metavulcanossedimentares Licínio de Almeida, ao sul, e Boquira, ao norte, além de ortognaisses e migmatitos do Complexo Gavião e as rochas da Suíte Intrusiva Lagoa Real. Esse trabalho tem como tema as deformações e paragêneses minerais metamórficas neoproterozóicas da Formação Serra da Garapa no Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional. Pretende-se colaborar com o avanço do estudo científico sobre a propagação das deformações e metamorfismo na porção setentrional do Orógeno Araçuaí-Oeste Congo. 1.2. LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO A área de estudo localiza-se no oeste da Bahia, nas cercanias da cidade de Caetité. A cidade de Caetité dista 650 Km de Salvador. O principal acesso se faz partindo da capital 18 baiana seguindo pela BR – 324 até Feira de Santana, em seguida pela BR-116. Logo depois toma-se a BA-250 e, posteriormente, a BA-026 e a BR-407 e segue por esta até o entroncamento com a BA-262. A partir daí segue para a cidade de Brumado pela BA–940 e toma a BR-030 até a cidade de Caetité (Figura 1.1). O afloramento principal da área de estudo dista 12 km a oeste da cidade de Caetité e localiza-se no riacho Moita dos Porcos. O seu acesso é feito por via não pavimentada. Figura 1.1– Mapa de localização da área de estudo. Fonte: IBGE, 2007. 1.3. CONTEXTUALIZAÇÃO E APRESENTAÇÃO DO PROBLEMA O Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional é uma das feições mais importantes da porção norte do Orógeno Araçuaí e compreende, principalmente, unidades dos supergrupos Espinhaço e São Francisco (sensu SCHOBBENHAUS, 1996, DANDERFER; DARDENNE, 2002, ALKMIM; MARTINS NETO, 2011, ALKMIM, 2012, dentre outros), assim como o seu substrato mais antigo do que 1.8 Ga. Dentre as unidades que a constituem, tem-se a Formação Serra da Garapa, que aflora com orientação geral N-S. Com relação à deformação, em geral, as rochas metassedimentares da Formação Serra da Garapa estão intensamente deformadas nas proximidades das zonas de cisalhamento as que limitam 19 com as unidades mais antigas do que 1.8 Ga e longe dessas zonas predominam dobras com amplitudes e comprimento de ondas regionais. Entretanto, a sudoeste da cidade de Caetité tem-se um contexto muito mais complexo de deformação. Em geral, no Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional as rochas da Formação Serra da Garapa encontram-se com paragêneses metamórficas de fácies xisto verde baixo a anquimetamorfismo (ROCHA; SOUZA; GARRIDO, 1998). Entretanto, na região a sudoeste da cidade de Caetité, essa formação apresenta uma ampla área de afloramento com a presença de minerais como granada, estaurolita e biotita. A partir dessas observações, algumas questões podem ser levantadas e nortearam esse trabalho: qual o arcabouço estrutural da Formação Serra da Garapa na região a sudoeste da cidade de Caetité? Qual a paragênese metamórfica dessas rochas? Qual a relação entre a paragênese metamórfica e as estruturas deformacionais? Responder a essas perguntas representa dar um importante passo na caracterização do sistema tectônico em questão, assim como responder uma das maiores controvérsias da literatura baiana, que é sobre as características e extensão das deformações e metamorfismo neoproterozoico no Corredor do Paramirim e, portanto, o limite setentrional do Orógeno Araçuaí-Oeste Congo. 1.4. OBJETIVOS O objetivo geral desse trabalho é contribuir com o estudo da evolução tectônica neoproterozoica da Formação Serra da Garapa (Grupo Santo Onofre) na porção sul do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional. Como objetivos específicos, têm-se: a) inventariar as litologias aflorantes na área de estudo; b) levantar o arcabouço estrutural nas escalas meso e microscópica; c) determinar as paragêneses minerais e a relação com as estruturas deformacionais identificadas; e d) discutir as implicações tectônicas associadas com as estruturas e paragêneses identificadas. 1.5. JUSTIFICATIVA O Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional vem sendo alvo de pesquisa desde a década de 1980 e inúmeros trabalhos já foram realizados com foco na 20 cartografia e na análise metalogenética, podendo ser citados Moraes, Martins e Sampaio (1980), Souza et al. (1990), Rocha, Souza e Garrido (1998), Cruz et al. (2009), dentre outros. Entretanto, com relação às deformações poucos foram os estudos de detalhes nesse cinturão. A presença de granada e estaurolita, metamórficos e não detríticos, em rochas da Formação Serra da Garapa levantam a curiosidade sobre as condições tectônicas que levaram à formação desses minerais. Nesse sentido, essa monografia pretende colaborar sobre o entendimento da evolução geológica dessa formação à luz das deformações neoproterozoicas do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional, na porção norte do Orógeno Araçuaí- Oeste Congo. 1.6. MÉTODO DE TRABALHO Para colimar os objetivos propostos foram realizadas as seguintes atividades: a) levantamento bibliográfico- nessa fase realizou-se leitura de livros, dissertações, monografias, teses, artigos científicos e resumos de congressos que versaram sobre a área de estudo e sobre aspectos relacionados com análise microestrutural; b) trabalhos de campo- nessa fase foram realizadas seções regionais visando o entendimento da relação estrutural e metamórfica entre a Formação Serra da Garapa e suas encaixantes e o mapeamento geológico. Para o mapeamento utilizou-se fotos aéreas e mapa base na escala na escala 1:60.000, além de lupa, martelo, caderneta de campo, estereoscópio e bússola. Nessa fase também procedeu-se a coleta das amostras para os estudos analíticos dessa monografia e para a análise estrutural. Os trabalhos totalizaram 22 dias efetivos. Especificamente na área de estudo foram visitados 18 afloramentos (Figura 1.2). c) análise estrutural: essa fase foi realizada utilizando o método clássico de posicionamento espacial das estruturas identificadas em campo, ou seja, na mesoescala, assim como o estudo microestrutural. Os dados de campo foram tratados utilizando-se o geosoftware Stereonett® (for Windows) (DUYSTER, 2000). d) estudo petrográfico e análise microestrutural– esses estudos foram realizados através de 3 seções delgadas polidas e 9 seções delgadas simples, totalizando 12 laminas no Laboratório Mineralogia Ótica e Petrografia do Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia. O microscópio utilizado foi um microscópio binocular da marca Olympus (modelo BX41). Durante a análise microestrutural foram identificadas as microestruturas existentes, assim como os minerais envolvidos e a sua relação com as foliações deformacionais. 21 e) estudos microquímicos– esses estudos foram realizados pela orientadora do trabalho através de Microssonda Eletrônica CAMECA SX-100 da Universidade Blaise Pascal(Clermont-Ferrand França), que é equipada com quatro espectrômetros WDS (Wavelength Dispersive X-ray Spectroscopy) e doze cristais analisadores de difração, que permite a análise química pontual e quantitativa dos elementos contidos nos minerais, bem como fornece imagens de elétrons secundários (SE) e retroespalhados (BSE) por Microscopia Eletrônica de Varredura-MEV. As condições de operação são de 15 kV, 15 nA, com diâmetro do feixe incidente variando entre 5 e 10 μm. Granada e estaurolita foram analisados para essa monografia. A classificação da granada foi realizada utilizando-se uma planilha Excel, que foi fornecida pelo Laboratório de Microssonda Eletrônica da Universidade de Brasília. f) identificação de mineral pelo método de Difratometria de Raio X- essa identificação ocorreu no Laboratório de Difratometria de Raio X do Instituto de Geociências da Universidade Federal da Bahia, que é equipado com um Difratômetro, composto por um tubo catódico, alimentado por uma fonte de corrente de 20 a 50 KV e 15 amp e refrigerado por meio de água ou ar aplicado ao tocador de calor. A preparação ocorreu por meio da separação, moagem e montagem da lâmina. Em seguida a lâmina foi levada ao Difratômetro. A hematita foi identificada nessa análise. g) Integração dos dados e elaboração da monografia: com os dados organizados, pode-se elaborar a monografia. 22 Figura 1.2– Mapa de localização dos afloramentos na área de estudo. Fonte do mapa base: IBGE, 2007. 1.7. ORGANIZAÇÃO DA MONOGRAFIA Essa monografia está dividida em cinco seções. A primeira apresenta a introdução, com apresentação da área de estudo, dos objetivos e problema, da justificativa e do método de trabalho. A segunda apresenta a geologia regional e a terceira o arcabouço teórico em que são tratados aspectos relacionados com microestruturas e porfiroblastos. Na quarta seção são apresentados os resultados da análise estrutural multiescalar e o estudo petrológico, assim como as discussões. Na quinta são apresentadas as conclusões. 23 2. GEOLOGIA REGIONAL 2.1. INTRODUÇÃO O Corredor do Paramirim (ALKMIM; BRITO NEVES; ALVES; 1993) possui orientação geral NNW-SSE e nas suas terminações a norte e a sul interage com as faixas orogênicas Rio Preto e Araçuaí, respectivamente, o que dá origem a domínios de grande complexidade estrutural (CRUZ et al., 2012) (Figura 2.1). Figura 2.1- a) Mapa de situação do Cráton do São Francisco no Brasil. b) Mapa de localização da área de estudo no contexto do Cráton São Francisco. BG: Bloco Gavião, BJ: Bloco Jequié, BS: Bloco Serrinha, BISC: Bloco Itabuna Salvador Curaçá, FB: Faixa Brasília, FRP: Faixa Rio Preto, FRPT: Faixa Riacho do Pontal; FS: Faixa Sergipana, FA: Faixa Araçuaí (Modificado de ALKMIM; BRITO NEVES; ALVES, 1993). 24 Essa mega feição tectônica representa a zona de máxima inversão neoproterozoica do Aulacógeno do Paramirim, que se desenvolveu entre 1.75 e 0.67 Ga (PEDROSA SOARES; ALKMIM, 2011). Além dos Cinturões de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional e Chapada Diamantina Ocidental, esse corredor engloba rochas plutônicas ácidas e básicas intrusivas de idades paleo, meso e neoproterozoica, bem como gnaisses- migmatíticos e sequências metavulcanossedimentares mais velhas que 1.8 Ga que compõe a Paleoplaca Gavião, correspondente, in totum, ao Bloco Gavião de Barbosa e Sabaté (2002, 2004). O setor do Corredor do Paramirim em que o embasamento mais antigo do que 1.8 Ga foi envolvido na deformação dos supergrupos Espinhaço e São Francisco foi inserido na porção setentrional do Orógeno Araçuaí (Modificado de CRUZ et al. 2012). A área de estudo está inserida no contexto tectônico da porção sul do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional, um dos componentes do Corredor do Paramirim e da porção setentrional do Orógeno Araçuaí-Oeste Congo. Como um todo, esse cinturão apresenta uma extensão de, aproximadamente, 500 km, entre as cidades de Caetité e Ibotirama, e continua em direção a sul constituindo o Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Meridional. A delimitação entre esses dois cinturões é geográfica e marcada pelos limites políticos entre os estados da Bahia e Minhas Gerais. Logo, em conjunto, representam uma única unidade tectônica, cuja história evolutiva ainda carece de estudos científicos. 2.2. EMBASAMENTO ARQUEANO-PALEOPROTEROZOICO DA PORÇÃO SUL DO CINTURÃO DE DOBRAMENTOS E CAVALGAMENTOS ESPINHAÇO SETENTRIONAL Compreende as rochas da porção meridional da Placa Gavião, sendo constituído, principalmente, por ortognaisses tonalíticos-granodioríticos com enclaves anfibolíticos, às vezes migmatizados, além de sequências metavulcanossedimentares e granitoides riacianos – orosirianos (ARCANJO et al., 2000, CRUZ et al., 2009). Localmente, podem ser encontrados ortognaisses charnockíticos (ARCANJO et al., 2000). 2.2.1. Ortognaisses e migmatitos arqueanos Baseado em dados U-Pb (zircão) de diversos autores, Barbosa, Sabaté e Leite (2001) identificaram três grupos de ortognaisses na porção meridional da Placa Gavião (Figura 2.2). 25 Figura 2.2- Mapa de localização dos ortognaisses / migmatitos arqueanos e granitoides arqueanos a paleoproterozoicos do embasamento do Cinturão de dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional (Modificado de BARBOSA et al., 2012). 26 De acordo com Barbosa, Cruz e Souza (2012), o primeiro grupo compreende rochas entre 3.4 e 3.2 Ga. Com os trabalhos de Santos Pinto et al. (2012) o limite desse grupo pode ser estendido para 3.5 Ga. Nesse grupo estão os protólitos dos ortognaisses Sete Voltas, Boa Vista-Mata Verde, Bernada, Aracatu (primeira geração, sensu BARBOSA; CRUZ; SOUZA 2012), Mariana (primeira geração, sensu BARBOSA; CRUZ; SOUZA 2012). Em geral, são de composição tonalítica a granodiorítica, calcioalcalinos, com TDM variando entre 3.33 e 3.66 Ga e εNd variando entre -2.9 e +3.0 (BARBOSA et al., 2012). De acordo com Santos- Pinto et al. (1996), a geração dessas rochas ocorreu por fusão parcial de basaltos toleíticos deixando anfibolitos com granada ou eclogito como resíduo. O segundo grupo, com idades entre 3.2 e 3.1 Ga, é representado pelos granitoides mesoarqueanos Sete Voltas (segunda geração, sensu BARBOSA et al., 2012), Lagoa do Morro, Serra do Eixo, Lagoa da Macambira, Serra dos Pombos e Malhada das Pedras. Em geral, são de composição granodiorítica, calcialcalinos, com TDM variando entre 3.27 e 3.75 Ga e εNd variando entre -5,6 e 0,3. O terceiro grupo compreende rochas com idades entre 2.8 e 2.7 Ga, sendo representados pelos protólitos dos ortognaisses Sete Voltas (terceira geração, sensu BARBOSA; CRUZ; SOUZA 2012) e Pé de Serra – Maracás, bem como pelos granitoides Caraguataí e Serra do Eixo (segunda geração sensu BARBOSA; CRUZ; SOUZA 2012). Tratam-se de rochas de composição granítica a sieníticas, alcalinas à sub-alcalinas, com TDM variando entre 3,1 e 3,4 Ga e εNd entre -4,0 e -5,0 (SANTOS PINTO et al., 1998, CRUZ et al., 2012). 2.2.2. Sequências Metavulcanossedimentares Essas sequências ainda são pouco estudadas do ponto de vista petrológico, estrutural e geocronológico. Na porção meridional da Placa Gavião ocorrem os Greenstones Belts- GB Umburanas, Ibitira-Ubiraçaba, Brumado, Guajeru, Riacho de Santana e Boquira, além das sequências similares Urandi, Contendas-Mirante e Licínio de Almeida (SILVA; CUNHA, 1999) (Figura 2.3). Essas seqüências ocorrem deformadas e metamorfizadas nas fácies xisto verde à anfibolito médio (CUNHA; BARBOSA; MASCARENHAS, 2012). Tendo em vista o ambiente litológico, estrutural e geotectônico e suas histórias de exploração mineral, essas sequências são potenciais hospedeiros de depósitos de metais base que podem vir a ser economicamente importantes(SILVA; CUNHA, 1999). De uma maneira geral, na base dessas sequências ocorrem rochas metamáficas e itabiritos (Urandi, Ibitira-Ubiraçaba) com 27 alguns metakomatiítos (Umburanas e Riacho de Santana) e metavulcânicas félsicas (Contendas-Mirante) que são sucedidas por rochas metassedimentares epiclásticas. Dentre as sequências similares do embasamento do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional, destaca-se a Sequência Metavulcanossedimentar Caetité-Licínio de Almeida (CRUZ et al., 2009), que compreende uma faixa de metamorfitos com orientação geral N-S e situa-se entre as cidades homônimas a norte e sul, respectivamente. As unidades dessa sequência fazem contato a oeste com as rochas do Supergrupo Espinhaço através da Zona de Cisalhamento Carrapato (GUIMARÃES; CRUZ; ALKMIM, 2012). Nessa seqüência, Cruz et al. (2009) e Borges (2012) descrevem: (i) anfibolitos (rochas sub-vulcânicas máficas) e xistos máficos (rochas metavulcânicas máficas), que são encontrados sob a forma de lentes poucos espessas e intercaladas tectonicamente em xistos aluminosos/metapelitos; (ii) rochas calcissilicáticas bandadas, por vezes manganesíferas, destacando-se níveis com proporções variadas de espesartita, hornblenda, tremolita-actinolita, biotita, epidoto, quartzo, calcita e clorita; (iii) mármores com hornblenda e calcita; (iv) mármores manganodolomíticos; (v) xistos aluminosos/metapelitos, sendo formados por domínios ricos em biotita, quartzo, moscovita, calcita, estaurolita, cianita, almandina, minerais opacos, clorita e epidoto; (vi) quartzitos com moscovita e cianita; (vii) itabiritos; e (viii) filitos ricos em manganês. Os poucos dados disponíveis para os GB e sequências similares revelam uma idade arqueana para essas rochas. Bastos Leal et al. (1998) obtiveram a idade de 3.147+-16 Ma (U- Pb, SHRIMP) em zircões detríticos coletados em quartzitos que estão superpostos aos metakomatiítos e aos metabasaltos da base do GB Umburanas. Por sua vez, para uma amostra de metandesito da unidade intermediária dessa sequência, Bastos Leal et al. (2003) obtiveram idade 2.744 +- 15 Ma (Pb/Pb evaporação de zircão). Esse dado foi interpretado como sendo a idade de cristalização magmática dessas rochas. Em gnaisses do Greenstone Belt Riacho de Santana, Silveira e Garrido (2000) encontraram uma idade modelo (TDM) de 3.0 Ga. Por sua vez, metabasalto do GB Riacho de Santana revelou idades modelo (TDM) de 3.201 +-102 Ma. Esses autores interpretaram essa idade como a de cristalização dessas rochas. Para a Sequência Metavulcanossedimentar Contendas-Mirante ainda existem controvérsias sobre sua classificação como Greenstone Belt, principalmente devido a grande diferença de idade entre as suas formações. Marinho (1991) e Marinho et al. (1994) obtiveram idade U-Pb de 3.3 Ga de rochas basálticas toleíticas (Formação Jurema Travessão) da unidade inferior. Na unidade média, esses autores obtiveram idade Pb-Pb de 2.5 Ga para rochas 28 vulcânicas calcialcalinas intercalados nos xistos da Formação Mirante. Adicionalmente, obtiveram idade Rb/Sr de 2,0 Ga para rochas metapelíticas. Essa idade foi interpretada como associada ao metamorfismo da sequência. Uma idade modelo (TDM) obtida para essas mesmas rochas foi de 2.5 Ga. Em zircão detrítico de leitos conglomeráticos da unidade superior do Contendas-Mirante, Nutman, Cordani e Sabaté (1994), Nutman e Cordani (1994) obtiveram idade de 2.15 e 1.90 Ga. Figura 2.3- Distribuição da Sequencias Metavulcanossedimentares (Greenstone Belts e similares) na porção meridional da Placa Gavião (Modificado de SILVA; CUNHA, 1999). 2.2.3. Granitoides Riacianos- Orosirianos De acordo com Barbosa et al. (2012) no embasamento imediatamente a leste e a oeste do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional já foram individualizados 20 granitóides riacianos-orosirianos (Figura 2.2). Os corpos são intrusivos 29 nos Greenstone Belts e nos terrenos gnáissico-migmatíticos arqueanos. Em geral, para Barbosa et al. (2012) predominam granitos, mas sienitos, monzonitos podem ocorrer. A química principal é calcioalcalina, mas shoshonitos ocorrem na região de Guanambi. De acordo com Menezes Leal et al. (2005) alguns destes plutonitos apresentam mineralogia, natureza química e isotópica típicas de granitoides formados a partir de reciclagem da crosta continental. Os valores de εNd variando entre -5.8 e -14 corroboram essa hipótese (BARBOSA et al., 2012b). De acordo com esses autores, o desenvolvimento deste magmatismo estaria associada a colisão das placas Gavião e Jequié que ocorreu cerca de 2,0 Ga, no final do Paleoproterozoico. 2.3. UNIDADES SEDIMENTARES E IGNEAS MESO E NEOPROTEROZÓICAS DO CINTURÃO DE DOBRAMENTOS E CAVALGAMENTOS ESPINHAÇO SETENTRIONAL Nessa seção serão tratadas as rochas de preenchimento do Aulacógeno do Paramirim. 2.3.1. Rochas plutônicas félsicas e máficas Como representante das rochas plutônicas félsicas, tem-se a Suíte Intrusiva Lagoa Real (Figura 2.4), que compreende os granitoides São Timóteo e Jurema, que foram gnaissificados e milonitizados em zonas de cisalhamento dextrais e reversas dextrais, de idade neoproterozoica (CRUZ; ALKMIM; MARTINS 2007). As rochas dessa suíte exibem os efeitos de intensa alteração hidrotermal de alta temperatura, que produziu corpos tabulares de albititos (LOBATO et al., 1982, CRUZ; ALKMIM; MARTINS, 2007, dentre outros). Os granitoides possuem composição monzonítica, sienítica, sienogranítica, álcali- feldspatossienítica, quartzo-álcali feldspatossienítica e álcali-feldspatogranítica (CRUZ; ALKMIM; MARTINS, 2007). Além disso, segundo esses autores, rochas dioríticas também são encontradas. Os granitoides são rochas metaluminosas com forte fracionamento de Elementos Terras Raras pesadas e anomalia fortemente negativa de európio, com assinatura química compatível com as de rochas alcalinas de ambiente intraplaca continental (MACHADO, 2008). Cruz, Alkmim e Martins (2007) realizaram datações em titanitas de uma amostra de ortognaisse Lagoa Real e obteve uma idade 207 Pb/ 206 Pb de 1.743+/-28 Ma e admitem que essa seja a idade mínima para a cristalização das titanitas e do protólito desses metamorfitos. Para amostras do granitoide São Timóteo, idades próximas a esta foram encontradas por Turpin, Maruéjol e 30 Cuney (1988), Cordani et al. (1992), Pimentel, Machado e Lobato (1994) utilizando o método U-Pb (zircão). Figura 2.4– A) Contexto da porção setentrional do Orógeno Araçuaí e do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional; B) Mapa geológico simplificado dos supergrupos Espinhaço e São Francisco e da Suíte Intrusiva Lagoa Real. SOA- Setor Setentrional do Orógeno Confinado Araçuaí, CSF- Cráton do São Francisco, SE- Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional, CDO- Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Chapada Diamantina Ocidental, CDOr- Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Chapada Diamantina Oriental. (Modificado de CRUZ et al., 2012). 31 Com relação às plutônicas máficas, essas rochas ocorrem como diques e sills que intrudem o Supergrupo Espinhaço e o embasamento arqueano do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional. Guimarães, Santos e Melo (2005) e Brito (2008) distinguiram dois conjuntos de rochas: (i) leucogabro cinza escuro a cinza esverdeada, fino, foliado e deformado; e (ii) gabros isotrópicos, cinza escuro e verde, de granulação média a grossa, não deformados. São rochas toleíticas continentais, compatíveis com magmatismo de uma fase inicial de rifte e induzida pela atuação de plumas mantélicas (TEIXEIRA, 2008). Loureiro et al. (2008) realizaram análises U-Pb (Laser Ablation, zircão) em gabros intrusivos e revelaram idade de 1492+/- 16 Ma. Outra idade U-Pb (Laser Ablation, zircão) em zircões de um sillaflorante na cidade Gentio do Ouro revelou idade de 934 Ma, que indica um magmatismo toniano na região. Em diques de rocha máfica na porção norte do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional, Danderfer et al. (2009) obtiveram outra idade toniana de 850 Ma. 2.3.2. Supergrupo Espinhaço Na Bahia, as rochas desse supergrupo afloram nos Cinturões de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional e Chapada Diamantina (Figura 2.4). Diversas propostas já foram publicadas para o empilhamento litoestratigráfico dessa unidade nesses cinturões (Tabela 2.1). Para a calha precursora do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Chapada Diamantina, Guimarães, Santos e Melo (2005) reconheceram duas bacias distintas. A primeira, do tipo rifte, foi preenchida pelos derrames e rochas sedimentares dos grupos Rio dos Remédios, Paraguaçu e Oliveira dos Brejinhos. A segunda, do tipo sinéclise, teria sido preenchida pelas unidades sedimentares do Grupo Chapada Diamantina. Uma descrição pormenorizada desses grupos pode ser observada em Guimarães, Cruz e Alkmim (2012). Por sua vez, o empilhamento estratigráfico desse supergrupo no Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional ainda é matéria de controvérsia (Tabela 2.2). Rocha, Souza e Garrido (1998) adotaram a denominação de Barbosa e Dominguez (1996), que dividiram o Supergrupo Espinhaço nos Grupos Borda Leste e Serra Geral. O Grupo Borda leste seria representado pela Formação Mosquito, que consistiria de quartzitos com intercalação de xistos com granada e cianita. O Grupo Serra Geral seria representado, da base para o topo, pelas formações: (i) Salto, que é constituída de quartzito médio a fino; (ii) Sítio Novo, composta por quartzitos finos, associados a filitos granadíferos 32 avermelhados; e (ii) Santo Onofre, composta por filitos predominantemente e quartzitos subordinadamente. Por outro lado Danderfer (2000) e Danderfer e Dardenne (2002) individualizaram, da base para o topo, a Formação Bom Retiro, o Grupo São Marcos, que é subdividido nas formações Riacho do Bento, Mosquito e Fazendinha, e o Grupo Sítio Novo, que é subdividido nas formações Veredas, Viramundo e Garapa. Para estes autores, a bacia que abrigou os sedimentos do Supergrupo Espinhaço possui uma evolução descontínua (no sentido temporal), policíclica (no sentido estratigráfico) e poliistórica, alternando episódios de regimes tectônicos distintos ao longo do tempo. Além disso, o Grupo Sítio Novo de Rocha (1998), que é correlacionado ao Grupo Santo Onofre de Schobbenhaus (1996), seria de idade toniana. Loureiro et al. (2008) propuseram a seguinte subdivisão, da base para o topo: (i) Formação Algodão; (ii) Grupo Oliveira dos Brejinhos, que é subdividido nas formações São Simão, Pajeú e Sapiranga; (iii) Grupo São Marcos, que é composto pelas formações Bomba, Bom Retiro, Riacho do Bento e Mosquito; e (iv) Grupo Santo Onofre, que é subdividido nas formações Fazendinha, Serra da Vereda, Serra da Garapa e Boqueirão. Também nesse caso, uma descrição detalhada dessas unidades pode ser encontrada em Guimarães, Cruz e Alkmim (2012) (Tabela 2.2). Uma descrição sucinta dessas unidades será apresentada na seção 4 dessa monografia. Baseando-se nos dados geocronológicos U-Pb (zircão detritico, SHRIMP) Chemale-Júnior et al. (2011) e de Babinsky et al. (2011) para unidades correlatas ao Grupo Santo Onofre no Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Meridional, Alkmim e Martins-Neto (2011), Pedrosa Soares e Alkmim (2011) e Alkmim (2012) propuseram que as unidades do Grupo Santo Onofre sejam deslocadas para o Supergrupo São Francisco. Essa será a hipótese de posicionamento estratigráfico adotada nesta monografia para essa unidade. Logo, considera-se que no Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional, o Supergrupo Espinhaço tem uma evolução desde 1.7 Ga, no Estateriano, a 1.5 Ga, no Caliminiano. De acordo com Alkmim e Martins-Neto (2011) e Guimarães, Cruz e Alkmim (2012), 1.5 Ga corresponde a idade das unidades de topo do Grupo Chapada Diamantina (Tabela 2.1), que seria correlacionada com o Grupo São Marcos (Tabela 2.2). 33 Tabela 2.1- Síntese de propostas de colunas estratigráficas para o Supergrupo Espinhaço no Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Chapada Diamantina (Modificado de GUIMARÃES; CRUZ; SOUZA, 2012). Tabela 2.2– Síntese de propostas de colunas estratigráficas para o Supergrupo Espinhaço no Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional (Modificado de GUIMARÃES; CRUZ; SOUZA, 2012). 2.3.3. Supergrupo São Francisco No Corredor do Paramirim, esse supergrupo aflora na Chapada Diamantina e na Serra do Espinhaço Setentrional. Na região da Chapada Diamantina é representado pelo Grupo Una que divide-se nas formações Bebedouro e Salitre (BARBOSA; DOMINGUEZ, 1996). A Formação Bebedouro consiste em cinco litofácie: (i) diamictitos polimíticos e níveis de arenito, (ii) pelitos; (iii) arenitos; (iv) arcóseos; e (v) calcarenitos e dolarenitos impuros (GUIMARÃES; CRUZ; ALKMIM, 2012). Esta formação foi interpretada por estes autores como associada com uma sedimentação glaciclástica neoproterozóica, de ambiente 34 plataformal glaciomarinho proximal, que foi retrabalhada por eventos de tempestade sob condição climática severa. Além disso, seria correlacionável com as unidade glaciais do Grupo Macaúbas com idade máxima de 900 Ma (U-Pb, zircão, SHRIMP) (BABINSKY et al., 2011). Os dados geocronológicos Rb/Sr, K-Ar e Sr/Sr obtidos por Brito Neves, Cordani e Torquato (1980) e Macedo e Bonhome (1981, 1984) sugerem uma idade de deposição para a Formação Bebedouro entre 1000 e 900 Ma. Por sua vez, a formação Salitre é constituída por litofácies carbonáticas e siliciclásticas formadas por laminito algal, calcilutito, calcissiltito com níveis de calcarenitos, dolarenitos e estromatólitos colunares, além de arenitos, siltitos e argilitos (GUIMARÃES; CRUZ; ALKMIM, 2012). O ambiente de sedimentação para essa formação teria sido uma plataforma carbonática no ambiente de planície de maré (LOUREIRO et al., 2008). A idade máxima para deposição da Formação Salitre é em torno de 790 Ma (MISI; VEIZER, 1996). Barbosa e Dominguez (1996) consideram que a deposição do Supergrupo São Francisco no contexto da bacia precursora do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Chapada Diamantina está relacionada a uma glaciação cujo registro é descontínuo e evidenciado essencialmente por diamictito de pequena espessura correspondentes a Formação Bebedouro. Para esses autores, com o fim da glaciação Bebedouro-Macaúbas, ocorre a subida do nível do mar e acumula-se a Formação Salitre na região da Chapada Diamantina. Ainda para esses autores, a acumulação, predominantemente carbonática, dessa formação não se deve apenas à subida do nível do mar, mas também a uma expansão de subsidência por sobre os blocos cratônicos adjacentes à calha do Espinhaço. Segundo Pedrosa-Soares e Alkmim (2011), a deposição desse supergrupo no Aulacógeno do Paramirim está relacionada com a evolução da Bacia precursora do Orógeno Araçuaí. A correlação estratigrafia entre os Grupos Macaúbas e Santo Onofre sugerem uma idade máxima toniana para a deposição dessas rochas. A ocorrência desse supergrupo no Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setentrional é motivo de controvérsia e defendida por Schobbenhaus (1996), Danderfer (2000), Dandefer e Dardenne (2002), Alkmim e Martins-Neto (2011), Pedrosa- Soares e Alkmim (2011), Alkmim (2012) e Cruz et al. (2013). De acordo com Danderfer (2000) Danderfer-Filho e Dardenne (2002), o Grupo Santo Onofre, de idade toniana, é subdividido nas formações João Dias, Boqueirão e Canatiba. Com uma proposta de empilhamento estratigráfica um pouco distinta, Loureiro et al. (2008) propuseram que esse grupo seja constituído pelasformações Fazendinha, Serra da Vereda, Serra da Garapa e Boqueirão. Esse será o empilhamento estratigráfico adotado nessa monografia, embora que 35 para Loureiro et al. (2008) e Guimarães, Cruz e Alkmim (2012) Grupo Santo Onofre seja uma unidade mesoproterozoica do Supergrupo Espinhaço. Em suma, nesta monografia será considerado que o Grupo Santo Onofre é uma unidade toniana e, da base para o topo, constituída pelas formações Fazendinha, Serra da Vereda, Serra da Garapa e Boqueirão. 2.4. EVOLUÇÃO TECTÔNICA Ao complexo contexto geológico do Corredor do Paramirim, tanto para o seu embasamento quanto para as unidades de preenchimento do Aulácogeno do Paramirim, são atribuídos eventos tectônicos sucessivos. No Paleoarqueano foram originados os protólitos dos ortognaisses, os tonaliticos- trondhjemíticos-granodioríticos do embasamento do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinhaço Setrentrional a partir de fusão basaltos toleíticos (SANTOS- PINTO, 1996). Segundo Santos Pinto et al. (1998), parte dos meta-TTG’s, com idades entre 3,2 – 3,1 Ga, foram gerados pela reciclagem das rochas paleoarqueanas e também com produção de magma juvenil. Ainda nesse contexto, houve a deposição dos Greenstone Belts, com a produção inicial de rochas vulcânicas com idades em torno de 3,3 Ga. Um terceiro evento magmático do arqueano levou a formação de um magmatismo alcalino anorogênico de 2.8-2.7 Ga (CRUZ et al., 2012). A formação dessas rochas estaria relacionada com processos de fusão crustal. Outro modelo é proposto por Arcanjo et al. (2005) para explicar a evolução arqueana do embasamento do Aulacógeno do Paramirim. Para esses autores, essa evolução ocorreu em três estágios: (i) até 3,3 Ga houve formação de uma crosta siálica primitiva; (ii) entre 3,3 e 3,2 Ga ocorreu a fragmentação dessa crosta siálica com estruturação de um sistema de riftes com trend WNW-ESE e deposição de associações vulcanossedimentares, as quais se mostraram mais evoluídas para sul-sudoeste, com formação de um assoalho oceânico (Figura 2.5a); (iii) entre 3,0 e 2,7 Ga houve orogênese ocasionada pela subducção de uma placa oceânica sob outra placa oceânica com direção N-NE, culminando na fusão parcial da placa subductada; produção de TTG (protólito do Complexo Santa Isabel) e formação de um prisma acrescionário (Figura 2.5b). 36 Figura 2.5- Modelo proposto por Arcanjo et al. (2005) para a evolução arqueana e paleoproterozoica do embasamento do Cinturão de Dobramentos e Cavalgamentos Espinnhaço Setentrional. CGM – Complexo Gnaissico Migmatítico; CP1 – Complexo Paramirim (Apb, Apg, Apgr, Apag); CP2 – Complexo paramirim (Apo, Apm); UB – Unidade Boquira; UC – Unidade Cristais; UBT – Unidade Botuporã; CRS – Complexo Riacho de Santana; CSI – Complexo Santa Isabel; GB – Granito Boquira; BG – Batólito Guanambi. De acordo com Barbosa e Sabaté (2004), no Paleoproterozoico houve a consolidação de uma plataforma estável resultante da colisão entre o denominado “Bloco” Gavião, ou placa Gavião nessa monografia, e outras três placas denominadas de Serrinha, Jequié e Itabuna Salvador Curaçá. A colisão entre essas placas teria originado o Orógeno Itabuna-Salvador- Curaçá. Estudos geocronológicos para o metamorfismo apontam uma idade em torno de 2.06 Ga para esta colisão (Figura 2.6). Por outro lado, para o Paleoproterozoico, Arcanjo et al. (2005) propuseram um único estágio entre 2.4 e 2.0 Ga, (Figura 2.5c), desenvolvendo o orógeno Urandi-Paratinga. Nesse estágio teria ocorrido eformação tangencial e cavalgamentos para oeste, reorientando as 37 estruturas pretéritas para NNW-ESE; metamorfismo, atingindo os fácies anfibolito alto a granulito (em alguns setores); fusão parcial da crosta (Figura 2.5d), promovido pelo espessamento crustal, com migmatização dos corpos rochosos, seguido por relaxamento crustal e geração de magmatismo metaluminoso a peraluminoso. Figura 2.6- Posição das placas durante e após a colisão paleoproterozoica (Modificado de BARBOSA; CRUZ e SOUZA, 2012). Com relação às deformações paleoproterozoicas poucos estudos foram realizados, podendo ser citado o trabalho de Medeiros (2013) que estudou o Complexo Santa Isabel e definiu três fases deformacionais correspondente ao Paleoproterozoico, sendo elas: (i) Dn associada à uma foliação Sn; (ii) Dn+1 associada a dobras envoltórias assimétricas no estágio Dn+1’ e zonas de cisalhamento sinistrais e sinistrais reversas no estágio Dn+1’’. Segundo esse autor, nesse contexto também houve migmatização durante o estágio Dn+1’ formando corpos amebóides, sendo classificados como metatexitos e diatexitos. Amostras de paleossoma e neossoma foram datadas pelo método U/Pb (zircão, SHRIMP) por esse autor, tendo sido 38 obtida idades paleoarqueanas para os protólitos dos migmatitos e em torno de 2.1 Ga para a migmatização das rochas. No final do paleoproterozoico, no período do Estateriano, a paleoplaca São Francisco sofreu tafrogênese formando o Aulacógeno do Paramirim. Para esse aulacógeno, Schobbenhaus (1996) propôs a existência de duas bacias riftes, denominadas Espinhaço e Macaúbas. O rifte Macaúbas teria se desenvolvido associado com a formação de uma margem continental passiva, e associado com a bacia oceânica Araçuaí. Por outro lado, de acordo com Guimarães, Santos e Melo (2005), para a deposição das unidades do supergrupo Espinhaço, inicialmente houve a instalação de duas bacias, denominadas de Oriental, na região fisiográfica da Chapada Diamantina, e ocidental, na serra do Espinhaço Setentrional, separada pelo horst de Paramirim. Segundo Loureiro et al. (2008) e Guimarães, Cruz e Alkmim (2012), a evolução do Aulacógeno do Paramirim está associada com quatro eventos formadores de bacia (Figura 2.7): (i) no Estateriano, ao redor de 1750 Ma, com a configuração do Rifte do Espinhaço, que corresponde in totum ao Aulacógeno do Paramirim de Pedrosa-Soares et al. (2001); (ii) no Calimiano, entre 1600 e 1500Ma, com instalação das sinéclises Chapada Diamantina, a leste, e Santo Onofre, a oeste; (iii) entre o Ectasiano e o Esteniano implantou-se a sinéclise Morro do Chapéu alojada sobre a bacia Chapada Diamantina; e (iv) no Criogeniano, quando se configurou uma extensa sinéclise assentada na parte centro-oeste do Cráton do São Francisco e preenchida com depósitos do Supergrupo São Francisco. Ainda no primeiro evento formador da bacia houve magmatismo alcalino constituindo a Suíte Intrusiva Lagoa Real (GUIMARÃES; CRUZ; ALKMIM, 2012). De acordo com Pedrosa-Soares e Alkmim (2011), a evolução do Aulacógeno do Paramirim está associada com seis eventos formadores de bacia que evolui de 1.75 Ga a 0.67 Ga. Segundo estes autores os eventos e suas respectivas manifestações são: (i) E1 (Estateriano, 1.77-1.7 Ga) que tem como registros mais importantes a deposição das unidades sedimentares e vulcânicas da base do Supergrupo Espinhaço, bem como o alojamento dos plutons anorogênicos; (ii) E2 (Calimiano, 1.57-1.5 Ga) que corresponde à uma nova fase de distensão durante o período Calimiano, em torno de 1.57 Ga; (iii) E3 (Esteniano, 1.18 -? Ga), que teve início em torno de 1.18 Ga com a deposição da Formação Sopa-Brumadinho (Supergrupo Espinhaço), exposta na Faixa Araçuaí; (iv) E4 (no limite Esteaniano-Toniano, ca. 1 Ga), provavelmente um evento mais local, mas que pode ser correlacionável aos diques máficos com idades compatíveis, encontrados no sul da Bahia. (v) E5 (Toniano, 930-850 Ma), manifestado pelo magmatismo anorogênico representado pela Suíte Salto da Divisa e enxames de diques máficos tonianos, assim como, provavelmente, os depósitos pré-glaciais da bacia Macaúbas/Santo Onofre/Una; 39 e (vi) E6 (Criogeniano, 750-670 Ma), evidenciado pela Província Alcalina do Sul da Bahia entre 735 e 675 Ma, e, muito provavelmente, pelas formações diamictíticas do GrupoMacaúbas/Santo Onofre/Una. Figura 2.7- Evolução do Aulacógeno do Paramirim (GUIMARÃES; CRUZ; ALKMIM, 2012). Segundo Cruz e Alkmin (2006), no Neoproterozóico houve inversão do Aulacógeno do Paramirim com migração do front de deformação de sul para norte seguido de fechamento frontal desse aulacógeno. As deformações teriam ocorrido sob campo de tensão WSW-ENE e estão associadas com as colisões que culminaram com a formação do Supercontinente de Gondwana e especificamente com as colisões entre as paleoplacas São Francisco e Amazônica. O modelo tectônico regional está associado com a rotação anti-horária da Placa São Franciscana, no modelo denominado de “Quebra Nozes” por Alkmim et al. (2007) 40 (Figura 2.8). Nesse contexto desenvolveu-se Orógeno Confinado Araçuaí-Oeste Congo e a inversão do Aulacógeno do Paramirim com a formação do Corredor do Paramirim e dos cinturões de dobramentos e cavalgamentos Espinhaço Setentrional e Chapada Diamantina. Figura 2.8– Modelo para a inversão da Bacia Macaúbas e para o Aulacógeno do Paramirim. a) elementos da Bacia Macaúbas e seu cenário tectônico, vistos em mapa; b) início da operação da tectônica do quebra-nozes, com o consumo forçado do assoalho da porção oceânica da bacia precursora, visto em mapa; c) cartoon ilustrativo dos estágios (a) colisional, por volta de 560 Ma, e (b) de colapso gravitacional, após escape lateral da porção sul do orógeno, por volta de 500 Ma (Modificado de ALKMIM et al., 2007). A B C 41 3. MICROESTRUTURAS E PORFIROBLASTOS 3.1. INTRODUÇÃO Para Fettes e Desmons (2007), textura é o termo descritivo para aspectos geométricos dos cristais que compõem uma rocha, enquanto microestrutura é o termo descritivo para as relações mútuas, em escala microscópica, entre grupos ou agregados de cristais da rocha. Tendo em vista as inúmeras controvérsias sobre o uso desses dois termos, a Subcomissão de rochas metamórficas da IUGS encoraja o uso do termo microestrutura ao invés de textura. Observações e descrições das microestruturas, ou da trama, de uma rocha podem ser aplicadas aos estudos científicos para entender os mecanismos de deformação e de recristalização dos minerais; bem como para auxiliar a reconstruir a história estrutural e metamórfica do volume de uma rocha (PASSCHIER; TROUW, 2005). O ramo da Geologia que trata sobre esses aspetos é a microtectônica. As microestruturas podem ser uma ferramenta eficiente para a investigação da evolução das deformações, principalmente em domínios orogenéticos, atrelada ao mapeamento geológico. Os aspectos estruturais, físicos e químicos das rochas do ponto de vista de processos deformacionais podem tornar-se ainda mais claro com o estudo em lâmina. Atualmente é uma das mais importantes áreas de pesquisas na geologia (VERNON, 2004). 3.2. MICROESTRUTURAS ASSOCIADAS COM DEFORMAÇÃO Segundo Blenkisop (2000), os principais processos que levam à mudança de forma dos corpos rochosos em virtude das deformações são: (i) cataclásticos; (ii) plasticidade intracristalina (processos cristal-plásticos); (iii) transferência de massa por difusão; (iv) transferência de massa com participação de fluidos (Solution Transfer). Os processos cataclásticos podem ser interpretados a partir das microestruturas dos cataclasitos. São identificados pelas formas angulosas dos clastos, pelo fraturamento generalizado, por uma grande variação granulométrica e, em geral, pela ausência de foliações (TWISS; MOORES, 1992). Os processos de plasticidade intracristalina envolvem, sobretudo, deformação no retículo cristalino e à formação de defeitos. Esses defeitos podem ser pontuais (ex: vazios ou vacancies), lineares (ex: discordâncias), ou planares (HOBBS et al., 1976, SUPPE, 1985, NICOLAS; POIRIER, 1976). Os defeitos pontuais acontecem quando há falta de átomos em 42 determinadas posições reticulares, ou impurezas, ou ainda quando se têm átomos adicionais dentro do retículo. Os defeitos lineares ocorrem em planos cristalográficos específicos (SCHEDL; VAN DER PLUJIM, 1988, TWISS; MOORES, 1992, PASSCHIER; TROUW, 1996) que, por sua vez, são selecionados para a ativação durante as deformações segundo parâmentos relacionados a tensão que envolve o grão, sua estrutura, defeitos e presença de fluidos (PASSCHIER; TROUW, 1996, KNIPE, 1989, TULLIS; YUND, 1980, FITZGERALD; STÜNITZ, 1993). Na escala de grão, a deformação progressiva leva à interseção de discordâncias (TWISS; MOORES, 1992), que produz o aumento da energia elástica e, por sua vez, promove o endurecimento do cristal, podendo levar ao desenvolvimento de microfraturas (KNIPE, 1989). É possível também que o grão não frature, mas seja consumido por outro grão de menor energia ou se recristalize, subdividindo-se em grãos livres de defeitos (HIRTH; TULLIS, 1992, GLEASON; TULLIS 1993) Quanto à transferência de massa por difusão, é um processo que se daá por meio de difusão no estado sólido. Esse mecanismo requer altas temperaturas. A migração de matéria através do retículo cristalino dá-se por vazios (vacancies). Quando o material flui ao longo da borda dos grãos o mecanismo denomina-se Coble creep (TWISS; MOORES, 1992) e quando o movimento é através da estrutura do cristal é chamado de Nabarro-Herring creep como referido anteriormente (Figura 3.1). Em ambos os casos, causa mudança na forma do grão deformado. Figura 3.1- Modelo do mecanismo de difusão sólida por transferência de massa intracristalina (Nabarro-Herring creep) causando mudança de forma dos grãos (TWISS e MOORES, 1992). 43 Por sua vez, a difusão com participação de fluidos (Solution Transfer) ocorre quando o material é dissolvido de sítios com tensão compressiva normal mais alta e depositada em sítios de menor tensão (VERNON, 2004) (Figura 3.2). Este, consiste em um processo de deformação importante pois envolve a dissolução de minerais ao longo de superfícies dispostas perpendicularmente à tensão compressiva principal (DURNEY 1972, TULLIS, 1989). A redeposição do material dissolvido pode ocorrer em bordas de grãos adjacentes, em veios ou franjas de pressão (DURNEY, 1972, PASSCHIER; TROUW, 1996). Figura 3.2– Modelo esquemático mostrando oólitos cincundados por um fluido com atuação de processo envolvendo transferência de solução. Nos pontos de contato entre os oólitos a diferença de tensão é relativamente alta. A mudança da forma do grão ocorre por dissolução por pressão. Nesse caso, o material é dissolvido no ponto de contato entre os oólitos com maior tensão e é redepositado nos setores de menor tensão (Modificado de PASSCHIER; TROUW, 2005). 3.3. MICROESTRUTURAS ASSOCIADAS COM RECRISTALIZAÇÃO Poirier e Guilopé (1979) definiram recristalização como um processo envolvendo modificação do tamanho, forma e/ou orientação do grão, induzido pela deformação e com pouca ou nenhuma modificação química. A recristalização é o processo pelo qual um agregado cristalino diminui a sua energia livre (URAI; MEANS; LISTER, 1986) e, em muitos casos, o seu desenvolvimento leva à geração de novos grãos a partir de outros pré-existentes (DRURY; URAI, 1990). 44 A recristalização desempenha importante papel no desenvolvimento de tramas orientadas em tectonitos deformados em todas as fácies metamórficas (WHITE, 1976, MITRA, 1978, KNIPE; LAW, 1987, HANDY, 1990, HIRTH; TULLIS, 1992, GLEASON; TULLIS, 1993, STÜNITZ; FITZGERALD, 1993). Se o processo inclui modificações químicas e mineralógicas, é referido como neocristalização (URAI; MEANS; LISTER, 1986). As forças que controlam os processos de recristalização são aquelas associadas a defeitos intragranulares, energia de borda de grão, energia química livre e energia elástica de deformação (URAI; MEANS; LISTER, 1986). De acordo Passchier e Trouw (2005), os mecanismos de recristalização são:
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