UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA /INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

TESE DE DOUTORADO N^o 22

PATRÍCIA BARBOSA DE ALBUQUERQUE SGARBI

DATA DA DEFESA: 07/08/98
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: MINERALOGIA
ORIENTADOR: PROF.JOSE CARLOS GASPAR (UnB)
EXAMINADORES: PROF. JOSÉ CARAUSO MORESCO DANNI (UnB)
PROF. NILSON FRANCISQUINI BOTELHO (UnB)
PROF. JOEL GOMES VALENÇA (UFRJ)
PROF. EXCELSO RUBERTI (USP)

RESUMO

A Província de Iporá é parte dos vestígios do magmatismo alcalino máfico-ultramáfico, de idade cretácica, da borda norte da Bacia do Paraná. Esta província inclui as lavas e as rochas piroclásticas da região de Santo Antônio da Barra (Gaspar, 1977; Gaspar & Danni, 1979 & 1981; Moraes, 1984, 1988) e, também, as rochas das intrusões sub-vulcânicas da região de Amorinópolis (Danni, 1985; Danni & Gaspar, 1994). Este trabalho enfoca as lavas alcalinas máficas de Santo Antônio da Barra (SAB).
As rochas vulcânicas alcalinas máficas de Santo Antônio da Barra (GO) são aqui classificadas como kamafugitos em decorrência da identificação nestas rochas de kalsilita e resquícios de leucita nos pseudomorfos de analcima. Foram identificados dois tipos litológicos, de acordo com a classificação de Holmes (1942), recomendada por Wooley et al.(1996): mafuritos e uganditos.
A mineralogia destas rochas inclui olivina, clinopiroxênio, leucita (pseudomorfos), kalsilita, nefelina, titanomagnetita, perovskita e flogopita, sendo que a quantidade e a presença ou ausência de alguns minerais definem as variações litológicas.
As olivinas ocorrem sempre como fenocristais e microfenocristais. O mg das olivinas analisadas está no intervalo de 0,84-0,89. Alguns fenocristais apresentam zoneamento inverso (1-2%). O conteúdo médio de CaO é de 0,4% (0,01 cátions de Ca por formula) e o de NiO de 0,2% (0,004 cátions de Ni por fórmula). O conteúdo de Cr₂O₃ está no intervalo de 0-0,1%.
Os clinopiroxênios têm composição diopsídica a salítica. Os diopsídios têm conteúdos (% em peso) bastante variáveis de Al₂O₃ (7.4 a 1.2%, com conteúdo médio de 3,2) e TiO₂ (4,3 a 0,9%, com conteúdo médio de 2.1%). Os conteúdos de SiO₂ caem no intervalo de 45.5-52.9. Os piroxênios dos mafuritos de SAB apresentam composição bastante constante, não se observando diferenças composicionais entre os fenocristais e os grãos da matriz. Os piroxênios dos uganditos apresentam uma tendência de enriquecimento em FeO, TiO₂, Na₂O e MnO e empobrecimento em MgO, dos fenocristais para os cristais da matriz.
As micas são todas flogopitas. Elas ocorrem, essencialmente, na matriz e também como componente dos pseudomorfos de olivina. As micas dos mafuritos têm conteúdos de MgO maiores e de FeO e TiO2 menores, quando comparadas com as micas dos uganditos.
Os feldspatóides presentes nos kamafugitos de SAB são a leucita, a analcima (secundária), a kalsilita e a nefelina. Nos mafuritos, o feldspatóide dominante é a kalsilita ou a nefelina, que ocorrem intersticialmente na matriz. A presença de kalsilita nas lavas de SAB é um fato muito importante pois é mais um fator indicativo da natureza kamafugítica destas rochas. A composição química da kalsilita de SAB é mais enriquecida em Fe e Ba que a kalsilita presente nas rochas kamafugíticas da Formação Mata da Corda (MC), MG (Sgarbi & Valença, 1993). Nos uganditos estudados, a leucita ocorre como fase essencial estando quase que totalmente substituída por minerais secundários. Os uganditos originais de SAB acham-se transformados em analcimitos. Em rochas em que o processo de analcimitização não foi completo é possível identificar-se resquícios de leucita.
A composição dos espinélios é constituída por moléculas de ulvoespinélio, magnetita e outras moléculas (ferrocromita, espinélio, magnésioferrita) em menor quantidade. São, portanto, titanomagnetitas. O espinélio que ocorre como inclusão nas olivinas, em geral, é enriquecido em cromo
A perovskita nas lavas de SAB é um mineral relativamente raro, tendo sido encontrada em apenas uma das 17 amostras de rochas selecionadas para um estudo petrográfico mais detalhado. A composição das perovskitas está próxima ao "end-member" CaTiO₃, com conteúdos relativamente baixos de ETR, Sr e Na.
Quimicamente, as rochas aqui estudadas são ultrabásicas, em geral com valores (% em peso) altos de CaO (11,5 - 14,9), FeO_totall (10,4 - 13,1) e TiO₂ (2,8 -4,1); altos a moderados de Al₂O₃ (7,4 - 11,8)_, álcalis (2,4 - 6,6) e P₂O₅ (0,45 - 0,88) e conteúdos baixos de MgO (5,6 - 15,2). Os valores mais altos de MgO correspondem aos tipos litológicos com maior porcentagem modal de olivina. O caráter alcalino destas rochas está refletido nos conteúdos de TiO₂, K₂O e Na₂O e na presença freqüente de nefelina e leucita normativa. Os conteúdos de K₂O não são primários já que a leucita foi substituída por analcima. A quantidade importante de leucita normativa em alguns mafuritos reflete a presença de kalsilita modal nestas rochas. Na norma CIPW dos uganditos verifica-se a presença de albita e nefelina normativas no lugar de leucita e/ou ortoclásio, evidenciando a substituição da leucita pela analcima. Os kamafugitos de SAB são semelhantes aos da Mata da Corda, MG, embora os produtos das alterações deutéricas e/ou pós-magmáticas das rochas de SAB sejam ricas em sódio e as da MC, em bário.
Análises de isótopos de oxigênio foram obtidas em magnetitas e clinopiroxênios de kamafugitos de SAB e MC. As temperaturas obtidas para os uganditos de SAB foram de 1050 e 1060^o .Estas temperaturas são provavelmente próximas das temperaturas de cristalização , já que as rochas hospedeiras desses minerais têm granulação muito fina. O d ¹⁸O para os clinopiroxênios das rochas de SAB e MC (5,1-6,3%o)estão no intervalo de rochas derivadas de manto primitivo
(5,5 a 7,5%_o)
Análises de U-Pb em perovskitas foram obtidas em amostras de kamafugitos de SAB e MC. As idades dos kamafugitos de SAB (88,3-89,6Ma) são ligeiramente mais velhas que as dos kamafugitos MC (68-81Ma).

  
 
UNIVERSITY OF BRASILIA / INSTITUTE OF GEOSCIENCES

PhD THESIS N^o 22

PATRÍCIA BARBOSA DE ALBUQUERQUE SGARBI

DATE OF ORAL PRESENTATION: 07/08/98
TOPIC OF THE THESIS: MINERALOGY
SUPERVISOR: PROF. JOSE CARLOS GASPAR (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: PROF. JOSÉ CARAUSO MORESCO DANNI (UnB)
PROF. NILSON FRANCISQUINI BOTELHO (UnB)
PROF. JOEL GOMES VALENÇA (UFRJ)
PROF. EXCELSO RUBERTI (USP)

ABSTRACT

The Iporá province is part of the vestiges left by the Cretaceous alkaline magmatism of the northern border of the Paraná Basin. This province includes Santo Antônio da Barra lavas and pyroclastic rocks (Gaspar, 1977; Gaspar & Danni, 1979, 1981; Moraes,1984,1988), and the sub-volcanic intrusive rocks of the Amorinópolis region (Danni,1985; Danni & Gaspar, 1994). This work focuses on the alkaline mafic lavas from Santo Antônio da Barra.
The Santo Antônio da Barra volcanic mafic alkaline rocks are classified as kamafugites due to the presence of kalsilite and relics of leucite in analcime-rich leucite pseudomorphs. Two lithological types are found, according to Holmes' (1942) classification, recommended by Wooley et al.(1996): mafurites and ugandites.
These rocks contain olivine, clinopyroxene, leucite (pseudomorphs), kalsilite, nepheline, titanomagnetite, perovskite, phlogopite. Variation of lithological types are present and defined by the absence or presence in certain modal amounts of some of these minerals.
Olivine occurs always as phenocrysts and microphenocrysts. The analyzed samples have mg values in the range of 0.84 - 0.89. Some phenocrysts show inverse zoning (1 - 2%). Average CaO content is 0.4 wt% (0,01 Ca cation per formula) and NiO content is 0.2 wt% (0,004 Ni cations per formula). Cr₂O₃ content (wt%) is in the range of 0 - 0.1%.
Clinopyroxenes are diopsidic to salitic in composition. Al₂O₃ content of diopsides varies in the range of 7.4 to 2.1 wt %) ; TiO₂ (wt %) ranges from 4,3 to 0,9% , average 2.1%. SiO₂ content ranges from 45.5 to 52.9 (wt%). In SAB mafurites pyroxenes present no systematic difference in composition between phenocrysts and groundmass grains . In SAB ugandites groundmass pyroxenes present higher contents in FeO, TiO₂, Na₂O and MnO and lower contents in MgO, when compared with the corresponding phenocrysts.
All micas are phlogopites, occurring mainly in the groundmass and also as a component of olivine pseudomorphs. The mafurite micas present higher MgO and lower FeO and TiO₂ contents when compared with the ugandite micas.
The feldspathoids of the SAB kamafugites are leucite, analcime, kalsilite and nepheline. In mafurites the dominant feldspathoid is kalsilite or nepheline, occurring interstitially. The presence of kalsilite in SAB lavas is an important fact, confirming the kamafugitic nature of these rocks. The SAB kalsilites are richer in Fe and Ba than the ones occurring in kamafugitic rocks of the Mata da Corda formation (MC), MG (Sgarbi & Valença, 1993). In ugandites leucite was originally an essential phase, further almost totally replaced by secondary minerals: accordingly these SAB ugandites were transformed in analcimites. In samples in which the analcimization process was not completed, it is still possible to identify leucite relicts.
In the composition of spinel, molecules of ülvospinel, magnetite and other less frequent components are found. They are therefore titanomagnetites. Spinels occurring as inclusions in olivine are in general enriched in chromium.
Perovskite is a relatively rare mineral in SAB lavas, occurring only in one of the 17 rock samples chosen for a detailed petrographic study. Its composition is near the end member (CaTiO₃), with relatively low contents of REE, Sr and Na.
The rocks investigated are ultrabasic, in general, with high contents (wt%) of CaO (11.5 - 14.9), FeO (10.4 - 13.1) and TiO₂ (2.8 - 4.1), high to moderate contents of Al₂O₃ (7.4 - 11.8), alkalis (2.4 - 6.6) and P₂O₅ (0.45 - 0.88) and low contents of MgO (5.6 - 15.2). Higher values of MgO correspond to lithological types with a larger modal percentage of olivine. The alkaline characteristic of the rocks is reflected in TiO₂, K₂O and Na₂O contents and in the frequent presence of normative nepheline and leucite.K2O contents are not primary since most of the leucite were replaced by analcime. The importance of normative (CIPW) leucite in some mafurites studied reflects the presence of kalsilite in these rocks. In the norms of the ugandites, albite and nepheline are present instead of leucite and/or orthoclase, indicating replacement of leucite by analcime. SAB and MC kamafugites are similar but deuteric and/or post magmatic alterations are richer in sodium in SAB and in barium in MC rocks.
Oxygen isotope analyses were made on magnetites and clinopyroxenes of SAB and of MC kamafugites. Based on the results, temperatures obtained for SAB ugandites were 1050 ^o C and 1060^o C. These temperatures are probably near the crystallization temperatures for those minerals, since their host rocks are fine grained. Temperatures for these MC minerals are in the range of 690^o C to 1140^o C. The d ¹⁸O for clinopyroxenes in SAB and MC rocks (5.1 to 6.3 % o ) are in the range of magmas derived from the primitive mantle (5.5 to 7.5 %o ).
U - Pb analyses for perovskites were obtained in samples of SAB and MC kamafugites. The ages obtained indicate that SAB kamafugites (88,3 - 89,6 Ma) are slightly older than the MC ones (68 - 81 Ma).