Com o objetivo de compreender os processos metamórficos e os mecanismos de deformação que atuaram na região da Sinforma de Araxá, foram estudadas 130 seções delgadas ao microscópio petrográfico, sendo 61 de granitóides, 15 de rochas metabásicas e 11 de micaxistos do Grupo Araxá, 25 de calcifilitos e quartzo-filitos do Grupo Ibiá e 18 de quartzitos, metamargas e xistos do Grupo Canastra.

A disponibilidade de amostras pouco intemperizadas e o registro potencial de tramas deformacionais foram os fatores mais importantes na escolha das amostras para estudos petrográficos. Os granitóides, quartzitos, calcifilitos e quartzo-filitos preenchem estes requisitos e as amostras estudadas foram selecionadas a partir de um universo de centenas de exemplares. No entanto, os micaxistos e as rochas metabásicas, especialmente os xistos básicos, apresentam-se muito intemperizados, tendo-se obtido poucos exemplares frescos.

Em 12 seções delgadas de granitóides foi utilizada a técnica de colorimetria dos feldspatos com cobaltonitrito de sódio, descrita em Hutchison (1974), com a finalidade de verificar-se a composição dos agregados finamente recristalizados ao longo da foliação milonítica.

Procurou-se executar cortes paralelos à lineação de estiramento/mineral e perpendiculares à foliação das rochas, em amostras orientadas, com a finalidade de estudar-se o arrranjo das tramas assimétricas.

Os procedimentos e nomenclatura próprios da Microtectônica seguem os descritos por Passchier e Trouw (1996).

O capítulo foi organizado de modo a apresentar-se primeiramente a descrição petrográfica das litologias dos Grupos Ibiá, Canastra e Araxá, nesta ordem, e, por fim, as conclusões gerais a respeito do metamorfismo e dos processos deformacionais.

As rochas do Grupo Ibiá compreendem dominantemente calcifilitos, quartzo-filitos, filitos e, subordinadamente, quartzitos micáceos.

Os calcifilitos e os quartzo-filitos apresentam um bandamento milimétrico a submilimétrico, dado por variações composicionais ora predominando quartzo, feldspatos, carbonatos e micas brancas nas bandas mais claras, ora cloritas, com os demais minerais subordinados nas bandas mais escuras (figura 5.1). Compõem-se de quartzo, feldspato potássico, plagioclásio, albita, clorita, mica branca, epidoto, carbonato, minerais opacos, turmalina, zircão e raros grãos de granada.

O tamanho dos grãos é quase sempre submilimétrico, em geral entre 0,1 a 0,3 mm e pode variar de banda para banda, e mesmo dentro de uma mesma banda. Em geral são descontínuas lateralmente. Possuem uma clivagem de crenulação espaçada submilimetricamente, mais estreita nos horizontes micáceos e formando micrólitons, em cujo interior podem ainda ser observados minerais que cresceram num primeiro evento metamórfico (M₁) e que definem uma foliação S₁ (figuras 5.2 e 5.3). As micas brancas M₁ no interior dos micrólitons possuem birrefringência mais baixa que as da clivagem superimposta. As cloritas M₁ dos micrólitons mostram cores de interferência castanhas, enquanto que as cloritas geradas durante M₂ apresentam pleocroismo de verde escuro a verde amarelado e cores anômalas de interferência castanho-azuladas. Além disso, os minerais dos micrólitons estão deformados: os feldspatos por fraturas que deslocam clivagens, e os minerais micáceos, por dobramentos, todos possuindo extinção ondulante. A transição entre os domínios de clivagem e os micrólitons nas bandas mais micáceas pode ser abrupta ou transicional. O espaçamento entre os domínios de clivagem é de 0,1 a 0,5 mm (figuras 5.2 e 5.3). Espacialmente, os domínios de clivagem relacionam-se de modo anastomosado. A presença de trilhas de minerais opacos e a corrosão de micas e cloritas, indica a atuação de mecanismos de dissolução por pressão na geração da foliação S₂. Em charneiras de dobras F₂, foi possível observar-se que a foliação S₁ paraleliza-se ao acamamento sedimentar e que a foliação S₂ assume posição plano-axial em relação às dobras (figuras 5.3, 5.4 e 5.5). Paralelamente à superfície S₂ desenvolvem-se bandas onde a intensa recristalização de albitas, quartzo e carbonatos gera texturas mais grosseiras e microzonas de cisalhamento onde ocorre a cominuição dos grãos (figura 5.6). Cristais de cloritas e micas brancas imersos nestas zonas mostram-se assimétricos e servem como indicadores cinemáticos. A clorita predomina amplamente sobre as micas brancas. A paragênese metamórfica M₂ compreende: clorita-mica branca-quartzo-carbonato-epidoto-albita. É semelhante à paragênese M₁ com a diferença que o tamanho dos minerais é maior neste. M₂ é caracteristicamente retrometamórfica em relação à M₁ e, portanto, designada por RM₂.

Os feldspatos são principalmente plagioclásios e subordinadamente ortoclásios. No entanto algumas lâminas exibem quantidades maiores destes últimos.

Os plagioclásios constituem porfiroclastos imersos em matriz mais fina ou então aparecem junto aos agregados de quartzo e carbonatos, quando também ocorrem como grãos de tamanhos similares à estes. Acham-se deformados por microzonas de cisalhamento que deslocam maclas polissintéticas e clivagens (figuras 5.7 e 5.8), e por micro-boudinage (figura 5.9). Possuem extinção ondulante e seus bordos comumente mostram reações com os minerais

vizinhos, especialmente os carbonatos, e recristalizações para grãos menores. Alguns porfiroclastos acham-se rotacionados, desenvolvendo caudas assimétricas (figura 5.10). Os feldspatos acham-se em parte transformados para finas palhetas de mica branca e diminutos grãos de epidotos e ocorrem também como grãos límpidos. Determinações óticas em alguns grãos de plagioclásios, por meio do método de Michel-Lévy (Keer, 1959), indicaram composição albítica. Este método foi utilizado apenas em seções límpidas, relacionadas a plagioclásios recristalizados. Deste modo, os demais plagioclásios sem maclas adequadas, seções próprias ou saussuritizados podem ter composição distinta e origem detrítica.

Feldspatos potássicos, distribuidos ao longo de alguns horizontes associados com grãos quebrados e arredondados de turmalina, granada e zircão, circundados pela foliação, indicam sua origem detrítica. Do mesmo modo, ocorrem alguns grãos de quartzo, com faces retas e bordos parcialmente corroidos lembrando quartzo de rochas vulcânicas.

De modo geral, o quartzo mostra extinção ondulante, tanto no interior de veios como na matriz das rochas, além de orientar-se preferencialmente, ora como grãos com textura interlobada alongada (figura 5.11), ora como fitas (figura 5.12) recristalizados por meio de migração de bordos.

Os carbonatos foram observados tanto como cristais isolados dispersos na rocha como no interior de veios deformados. Neste caso, aparecem como grãos maiores ao lado do quartzo. Foram, possivelmente, gerados no primeiro evento metamórfico, e remobilizados juntamente como o quartzo para veios paralelizados à foliação. Tanto nestes veios como na rocha, os carbonatos provocam a dissolução dos bordos dos minerais com os quais entram em contato. Comumente formam um "cimento" que se distribui entre os grãos da rocha o que sugere uma origem diagenética (figura 5.13). No entanto, estes carbonatos podem ter origem metamórfica. Os carbonatos de primeira geração, com tamanhos entre 0,2 e 0,3 mm, podendo chegar a 3 mm nos veios,

têm maclas em abundância que, juntamente com as clivagens, são deslocadas por fraturamentos e mostram-se arqueadas. Já os carbonatos nitidamente metamórficos de segunda (RM₂) e terceira geração (RM₃), sempre menores que 1 mm, apresentam-se menos maclados e mais límpidos. Estas novas gerações de carbonatos parecem corroer mais intensamente os demais minerais. A origem dos carbonatos pode estar ligada à transformação dos plagioclásios detríticos para termos mais sódicos, num ambiente rico em fluidos sob condições metamórficas de fácies xisto verde. A presença de veios deformados e paralelizados à foliação é feição notável nos afloramentos desta unidade. Ocorrem veios que truncam discordantemente a superfície S₁, mas que são pré-D₂, achando-se deformados por S₂.

A foliação S₃ é formada por bandas composicionais com diferentes granulometrias. As bandas têm caráter milonítico e são anastomosadas. Grãos das fases anteriores têm extinção ondulante e formam subgrãos que passam lateralmente a domínios de grãos finamente recristalizados. A paragênese gerada durante RM₃ constitui mica branca-clorita-carbonato-quartzo. A distinção petrográfica entre S₂ e S₃ é difícil, uma vez que ambas desenvolvem paragêneses de baixo grau. No entanto, utilizando-se controle de campo, foi possível separá-las, verificando-se uma certa tendência no sentido de granulometrias mais finas ao longo de S₃ (Figura 5.14).

Quartzitos, grafita-quartzo-mica xistos, cloritóide-granada-grafita xistos e metamargas compõem as litologias do Grupo Canastra estudadas ao microscópio petrográfico. Foram excluidos os termos mais finos como filitos e filitos carbonosos e os clorita xistos (metabásicas?), por falta de amostras frescas.

Os quartzitos compreendem desde ortoquartzitos até quartzitos micáceos, brancos,

às vezes cinzentos, com granulometria fina a muito fina. O quartzo é o mineral principal e

as micas brancas aparecem subordinadas, podendo estar em proporções importantes. Acham-se milonitizados, podendo ser classificados como quartzitos milonitizados (figura 5.15). Os agregados de quartzo têm forma equigranular ou inequigranular com contatos interlobados, cujos grãos mostram extinção ondulante, desenvolvem subgrãos e recristalizam nos bordos para cristais menores. Seus tamanhos variam de 0,01 a 0,03 mm, podendo mesmo alcançar 0,05 mm e mais raramente 0,1 mm. Apresentam foliações S-C bem desenvolvidas acompanhadas pelo desenvolvimento de diminutos grãos de peixes de micas (micafish).

Superfícies deposicionais são preservadas em algumas amostras, sendo marcadas pela presença de minerais resistatos como zircão, turmalina e minerais opacos (figura 5.16). Mica branca pode se desenvolver paralelamente a este acamamento, em cristais que chegam a 0,1 mm, denunciando a existência de foliação anterior (S₁). São comuns cristais de quartzo em fitas (figura 5.17) que definem a lineação de estiramento, sempre bem visível macroscopicamente. Sob milonitização intensa, essa rochas têm uma alta relação matriz/porfiroclastos e os agregados de grãos exibem forma inequigranular com contatos interlobados. Em geral, os porfiroclastos de quartzo, com tamanhos médios de 0,1 mm, acham-se imersos em matriz muito fina com grãos menores que 0,01 mm. Os porfiroclastos mostram extinção ondulante e são alongados (figura 5.18). Estes grãos maiores de quartzo podem representar grãos detríticos, imersos em matriz mais fina.

Alguns quartzitos são formados por agregados de grãos muito finos, menores que 0,01 mm, com raros porfiroclastos. Estas rochas lembram chert macroscopicamente, e poderiam ser classificadas como ultramilonitos. No entanto, considerando-se que os tamanhos de grãos dos quartzitos já poderiam ser pequenos, é difícil estabelecer-se critérios baseados na abundância de "possíveis" porfiroclastos (grãos detríticos maiores). Deste modo, optou-se pelo termo genérico "quartzitos milonitizados" de acordo com o proposto por Passchier e Trouw (1996).

Além das foliações S-C, foram observadas foliações C’, microzonas de cisalhamento discretas ora dextrais, ora sinistrais e boudinage principalmente em turmalinas, mas também nos zircões e nos minerais opacos.

Os grafita-quartzo-mica xistos caracterizam-se por intercalações subcentimétricas de quartzitos micáceos, com ou sem grafita, quartzo-mica xistos e grafita xistos, em camadas que variam desde 0,5 mm até 1 cm de espessura. Apresentam uma foliação grosseira marcada pela orientação de micas e quartzo. Esta foliação é dobrada gerando-se uma clivagem de crenulação espaçada , que é melhor desenvolvida nos horizontes mais micáceos. A grafita sempre aparece como grãos submilimétricos, paralela à foliação grosseira.

Os cloritóide-granada-grafita xistos mostram intercalações de horizontes ora ricos em grafita, ora mais ricos em quartzo, com mica branca subordinada, e porfiroblastos de granada e cloritóide dispersos. Uma foliação metamórfica S₁, marcada pela orientação de mica branca, fitas de quartzo e grafita, encontra-se dobrada em dobras apertadas a isoclinais que têm clivagem plano-axial S₂ associada (figura 5.19). Esta por sua vez, está dobrada em crenulações assimétricas com planos axiais inclinados, relacionados à fase D₃ (figura 5.20).

As granadas são sintectônicas à primeira fase deformacional. Contêm inclusões de grafita no centro, e algumas vezes mostram bordos mais límpidos . A foliação S₂ contorna os grãos e provoca corrosão nos bordos (figura 5.21). Os porfiroblastos são do tipo sigma e delta, estão rotacionados e desenvolvem caudas, onde crescem cristais de quartzo e mica branca.

Os cloritóides são pós-tectônicos à primeira fase de deformação e pré-tectônicos à fase D₂. Ocorrem como pseudomorfos sobre granadas em cristais prismáticos, aciculares e com maclas polissintéticas (figura 5.22). Neste caso estão preservados da deformação D₂.

Quando estão paralelizados à foliação S₂ mostram deformação na forma de fraturamentos e microboudinage e corrosão nos bordos e extremidades (figura 5.23). Micas brancas, quartzo e grafita crescem nos espaços interboudins. Os cloritóides são, deste modo, retrometamórficos em relação ao metamorfismo M₁ que gerou as granadas, não tendo sido observadas feições de deformação associadas, caracterizando-se um retrometamorfismo RM₁.

As metamargas são compostas por carbonato ( 80%), mica branca e quartzo (20%) e minerais opacos subordinados, cujo protólito deve ter sido uma marga (figura 5.24). Os cristais de carbonato têm em média 0,1 mm de diâmetro e compõem agregados equigranulares com contatos interlobados, e grãos alongados especialmente no contato com as micas. O quartzo ocorre como grãos isolados com 0,2 a 0,4 mm e agregados de fitas que podem chegar a 1 mm. Acham-se deformados, com extinção ondulante e recristalização nos bordos para grãos menores. As micas brancas aparecem como cristais isolados e às vezes agregados, com tamanhos de 1 mm em média, podendo alcançar os 2 mm. Formam peixes de micas alinhados segundo a foliação. Acham-se onduladas, crenuladas e têm extinção ondulante.

Os diversos litotipos que compõem a escama tectônica superior e representam o Grupo Araxá foram reunidos em três subgrupos para efeitos de descrição petrográfica: rochas metamáficas (incluindo as ultramáficas), rochas metassedimentares e rochas graníticas.

As rochas metamáficas compreendem desde anfibolitos grosseiros a finos.⁽¹⁾, clorita-anfibólio xistos até clorita xistos. Além destes, ocorrem raros afloramentos de rochas ultramáficas como serpentinitos e talcoxistos. As rochas analisadas compõem lentes, em geral de pequenas proporções, preservadas da intensa deformação D₂. Ao se transformarem lateralmente em milonitos tornam-se suscetíveis à intensa alteração intempérica, preservando-se muito raramente como rochas frescas.

Os anfibolitos grosseiros, lembram protólitos gabróicos, e os finos, sugerem protólitos basálticos. (figuras 5.25, 5.26, 5.27, 5.28 e 5.29). Uma única amostra apresenta típica textura porfirítica preservada da deformação, na qual fenocristais acham-se dispersos em matriz mais fina. Os fenocristais de anfibólios (originalmente piroxênios) são euédricos a subédricos e não têm orientação preferencial (figura 5.30), a rocha lembrando um basalto.

Os anfibolitos mostram cores do preto ao verde escuro, ocasionalmente com bandas brancas e são constituidos por anfibólios, plagioclásio, granada, quartzo, titanita, clinozoizita, epidoto, clorita, biotita, mica branca, apatita e minerais opacos. Calcopirita e pirrotita foram observadas macroscopicamente. Em uma amostra de anfibolito fino (154), a análise de cinco grãos de minerais opacos através de microssonda eletrônica permitiu a identificação de ilmenita. Análises modais dos anfibolitos são apresentadas na tabela 5.1.

Os anfibólios estão representados por hornblendas e actinolitas. As hornblendas formam prismas alongados, sendo em geral subédricos, com bordos irregulares e mostram boa orientação, especialmente nos termos menos grosseiros. Suas distintas fórmulas pleocróicas, indicam possíveis variações composicionais: amarelo pálido a castanho escuro, castanho claro a verde escuro,

castanho a verde pálido, castanho pálido a verde e verde pálido a castanho esverdeado. Nos anfibolitos grosseiros foram observadas hornblendas poiquilíticas que englobam plagioclásio (figura 5.31). Estas hornblendas, em geral, são ricas em inclusões de opacos, mais raramente de apatitas e mesmo zircões, e mostram-se retrometamorfisadas para quartzo,epidoto/clinozoizita, titanita, clorita, biotita e micabranca. Contrastam com hornblendas límpidas e com faces planas de algumas rochas mais finas, que talvez tenham sido preservadas de retrometamorfismo (figura 5.28). Alguns anfibólios de uma destas amostras foram analisados através de microssonda eletrônica. Sua composição é compatível com a das hornblendas (5.32).

Figura 5.32. Diagrama de classificação dos anfibólios cálcicos (Deer et al.,1992). ANa= átomos de Na no sítio A; AK= átomos de K no sítio A; TSi = átomos de Si no sítio tetraédrico; Tr = tremolita; Hn = hornblenda; Ts = tschermakita; Ed = edenita; Pa = pargasita. Círculos abertos representam a composição dos membros finais. Círculos fechados representam oito análises selecionadas de anfibólios da amostra 154.

As actinolitas ocorrem como cristais prismáticos e aciculares que crescem às custas das hornblendas (figura 5.33). Apresentam pleocroismo forte, variável de castanho a verde escuro azulado e verde pálido a verde azulado. As actinolitas crescidas sobre hornblendas não têm orientação preferencial como as actinolitas dos anfibólio xistos. Isto sugere que elas podem estar ocorrendo como duas gerações, uma pré-D₂, talvez retrometamórfica (RM₁) como os cloritóides dos metassedimentos do Grupo Canastra, e outra sin-D₂ ( RM₂).

Os plagioclásios ocorrem dispersos, intersticiais aos grãos de anfibólios, inclusos nestes ou então como agregados em bandas onde os anfibólios são proporcionalmente menos abundantes. Têm bordos irregulares, acham-se saussuritizados e apresentam fantasmas de maclas polissintéticas. Os raros grãos mais límpidos apresentam extinção ondulante e maclas polissintéticas deformacionais. Na presença de maclas polissintéticas não deformacionais, determinações óticas indicaram composição de albitas.

Tabela 5.1. Análises modais de anfibolitos do Grupo Araxá. Tr = traços. Proporções em % . Granulometria em milímetros.

Algumas análises realizadas por meio de microssonda eletrônica, mostram que os plagioclásios gerados durante M₁ e parcialmente preservados de retrometamorfismo, apresentam composição da andesina (figura 5.34). A paragênese hornblenda + andesina permite concluir-se que o metamorfismo M₁ alcançou as condições do fácies anfibolito.

Figura 5.34. Diagrama Ab-An-Or para classificação dos feldspatos. Os circulos fechados representam 20 análises realizadas em 18 grãos de plagioclásios em anfibolito fino (amostra 154). a = albita; ol = oligoclásio; and = andesina; la = labradorita; bi= bitownita; an = anortita.

As granadas ocorrem preferencialmente junto aos termos mais grosseiros (figura 5.35). Formam porfiroblastos com até 8 mm de diâmetro, com bordos irregulares e interpenetrados com outros minerais, e mesmo quebrados em grãos menores. Normalmente são ricas em inclusões de quartzo e minerais opacos, mas anfibólios e plagioclásios também podem ocorrer. Estas inclusões podem estar alinhadas definindo uma foliação interna, curvada, indicando que houve rotação dos grãos. A foliação externa dada pelo paralelismo dos anfibólios contorna os grãos. Possuem fraco pleocroismo que vai do incolor ao rosa claro. São mais frequentes nas bandas mais ricas em plagioclásio.

Os xistos básicos ocorrem como produtos do retrometamorfismo sobre os anfibolitos. São clorita e clorita-actinolita xistos, de coloração verde, granulomeria fina, foliação e lineações bem desenvolvidas, estas dadas pela orientação preferencial dos cristais aciculares de actinolita (figura 5.36). Contém também plagioclásios intensamente saussuritizados, epidoto, quartzo, titanita, carbonato e minerais opacos. Raramente ocorrem restos de grãos de hornblenda intensamente transformados para actinolita e clorita.