UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA - INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO N^o 65

DATA DE DEFESA: 06/05/91
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO: PROSPECÇÃO E GEOLOGIA ECONÔMICA
ORIENTADOR: PROF. HARDY JOST (UnB)
EXAMINADORES: PROF. REINHARDT ADOLFO FUCK (UnB)
PROF. RAUL MINAS KUYUMJIAN (UnB)
PROF. MÁRIO CESAR HEREDIA DE FIGUEIREDO (USP)

RESUMO

São discutidos os resultados de um estudo microestrutural e litogeoquímico dos terrenos de alto grau metamórfico nas folhas (30' x 30') Itabuna e Ibicaraí, sudeste da Bahia e abordados possíveis processas petrogenéticos envolvidos na evolução crustal arqueana da região. São detalhados critérios químicos e petrográficos de discriminação entre as diversas associações granulíticas, especialmente entre os complexos Itabuna e Jequié. O primeiro é a unidade mais extensivamente exposta, consiste de uma associação de ortognaisses cinzentos ácidos a intermediários, com altas razões Na/K, de tonalítica-trondhjemítica-granodiorítica (TTG), associada com gnaisses básicos caracterizando uma suíte bimodal. O componente básico tem afinidades toleíticas, com padrão de ETR enriquecido em ETRL - do tipo TH2 - derivado de fonte(s) mantélicas não depletadas. A assinatura geoquímica dos gnaisses ácidos a intermediários caracteriza-se por depleção em K, Rb e outros elementos incompatíveis, como os ETR nos termos trondjhemíticos, esses últimos também portadores de acentuadas anomalias positivas de európio. A distribuição dos ETR indica que esses gnaisses evoluíram a partir de um processo em dois estágios: formação de crosta oceânica toleítica, seguida por subducção (com lixiviação e perda de elementos litófilos), anatexia subcrustal, e geração dos magmas precursores dos TTGS, deixando resíduos enriquecidos em granada, hornblenda e clinopiroxênio. Intercaladas nesse conjunto foram identificadas supracrustais de composição aluminosa: granada-silimanita-hiperstênio-cordierita gnaisses quartzo- feldspáticos("kinzigitos"), além de mármores, rochas cálcio- silicáticas, quartzitos e formações ferríferas. Os gnaisses aluminosas (metapelitos) sofreram friso parcial sob condições da fácies granulito, sob temperaturas entre 900 e 950⁰C e pressões maiores que 8 Kbar, conforme deduzida de paragêneses exóticas preservadas nos resíduos da fusão (melanossomas): safirina quartzo ortopiroxênio silimanita. A análise estrutural aponta para uma história complexa, desenvolvida no curso de um único evento deformacional progressivo, controlado Por cisalhamento simples, dúctil, possivelmente associado a overthrusting e descolamento de níveis cristais inferiores, metamorfismo na fácies granulito com subsequente retrometamorfismo na fácies anfibolito. Os ortognaisses ácidos a intermediários do Complexo Jequié têm, em contrapartida, composição variável entre tonalito e granito e apresentam como principal critério distintivo dos gnaisses Itabuna, uma assinatura geoquímica não "depletada" (*) em elementos litófilos. O padrão de distribuição dos ETR mostra enriquecimento em ETRL forte anomalia negativa de Eu sem empobrecimento em ETRP característicos dos granitos-K tardi a pós-arqueanos. Sua gênese pode ser melhor entendida em um contexto de evolução intracrustal a partir da fusão parcial de terrenos bimodais do tipo Itabuna, com posterior metamorfisimo em níveis crustais intermediários. Foram destacadas algumas similaridades dos Jequié com os granulitos potássicos do tipo Madras, no sul da Índia. Uma das conseqüências mais interessantes desses resultados petrológicos é a possível inversão nos modelos de evolução crustal aceitos para a Pré-cambriano da Bahia, onde os gnaisses Itabuna-Caraíba eram interpretados como um cinturão supracrustal pericratônico relativamente a um suposto núcleo cratônico infracrustal de Jequié. Outra conseqüência não menos interessante foi a identificação de controles primários para a depleção em elementos litófilos, ligados à evolução subcrustal em dois estágios, permitindo minimizar o papel do metamorfismo granulítico até então considerado única responsável pelo caráter depletado desses terrenos. De distribuição restrita, os gnaisses básicos a ácidos de Água Sumida possuem composição hiperstênio monzonítica a quartzo-monzonítica, são do tipo não depletados, com padrão de ETR fortemente fracionado, com extremo enriquecimento em ETRL, moderada anomalia negativa de európio Eu e mostram afinidades com magmas calcio-alcalinos de alto-K, derivados de fonte mantélica metassomatizada. Esse pulso magmático tardio sinaliza para uma inversão no regime tectônico, durante o Proterozóico Inferior. A partir de estudos complementares de correlação petrográfica e microestrutural nos gnaisses do Complexo Caraíba, região nordeste da Bahia (folhas 30' x 30' Mundo Novo Serrinha), foi proposta a correlação entre os complexos Itabuna e Caraíba e destacadas as similaridades desses terrenos com os grey gneisses arqueanos de diversos crátons arqueanos exemplificados pelos gnaisses Lewisian da Escócia.

(*) - O verbo "deplete" e o adjetivo "depleted" sem equivalentes em português e de uso corrente na literatura inglesa relativa a terrenos metamórficos de alto grau, foram traduzidos no presente texto por depletar e depletado.

LUIZ CARLOS DA SILVA

GEOCHEMISTRY, CARTOGRAPHY AND EVOLUTION OF THE DEPLETED AND NON-DEPLETED GRANULITES FROM BAHIA STATE

DATE OF ORAL PRESENTATION: 06/05/91
TOPIC OF THE THESIS: PROSPECTION AND ECONOMIC GEOLOGY
SUPERVISOR: PROF. HARDY JOST (UnB)
COMMITTEE MEMBERS: PROF. REINHARDT ADOLFO FUCK (UnB)
PROF. RAUL MINAS KUYUMJIAN (UnB)
PROF. MÁRIO CESAR HEREDIA DE FIGUEIREDO (USP)

ABSTRACT

Results of a lithostructural and geochemical study of the high-grade terranes exposed within the Itabuna and Ibicaraí 30' x 30' Sheets, southeastern Bahia, are presented, and the petrogenetic processes responsible for the evolution of this crustal segment are discussed. Chemical and petrographic criterial to the discrimination of distinct granulitic associations are focused, specially with reference to the Itabuna and Jequié complexes. The Itabuna Complex is the most extensively exposed unit in the area and consists of acid to intermediate gray gneisses, with high Na/K ratio, and tonalitic-trandhjemitic-granodioritic (TTG) composition. They are in close association with basic gneisses, characterizing a bimodal suite. The basic component shows tholeiitic affinities and LREE enriched, similar to extracted from undepleted mantelic source(s). The chemical signature of the acid to intermediate gneisses is characterize by K, Rb and other incompatible elements depletion, specially REE in the trondhjemites, which also show strong positive Eu anomaly. The REE distribution pattern may be attributed to a two stages genetic process: tholeiitic oceanic crust generation followed by subduction, lixiviation and depletion of incompatible elements, subcrustal anatexis with formation of depleted TTG magmas, leaving behind garnet-hornblende--clinopyroxene rich residua. These bimodal association is interleaved with supracrustal aluminous garnet-sillimanite-hypersthene-cordierite gneisses ("kinzigites") besides marble, quartzite and banded iron formations and calc-silicate rocks. The aluminous gneisses (metapelites) suffered widespread anatexis under temperatures o f 900-950⁰ C and pressures close to 8 Kbar, as deduced from some exotic parageneses preserved in the fusion residualite: saphirine quartzo orthopyroxene sillimanite. Textural and structural features in the supra and infracrustal sequences point to a complex deformational history and indicate that the protoliths were deformed and metamorphosed under one single, continuous and progressive event, controlled by ductile shearing associated with over thrust and decollement of lower crustal levels under granulite facies conditions, later retrometamorphosed under amphibolite facies. The hypersthenitic orthogneisses from the Jequié Complex, meanwhile, exhibit predominantly granodioritic and granitic compositions and may be distinguished from the Itabuna orthogneisses its undepleted geochemical signature. The REE show LREE enrichment, strong negative europium anomaly, without depletion in HREE, typical of the late to post-Archean K-granitoids. Its genesis is best understood in an intracrustal context, trough partial anatexis of the bimodal terranes similar to the Itabuna Complex, with later metamorphism in intermediate crustal levels. Some similarities of the Jequié gneisses and the K-orthogneisses from Madras, southern India were also stressed. One of the most interesting consequences of this petrological characterization is a possible inversion in the current popular model of Archean evolution of Bahia, by which the, Itabuna-Caraíba association would represent a pericratonic supracrustal mobile belt surrounding a supposed cratonic, infracrustal block (Jequié Complex). Other consequence is that the identification of primary controls for the elemental depletion in the Itabuna Complex, through the subcrustal two -stages process, minimizes the role of the granulitic metamorphism, while until now is considered the sole reasur for depletion phenomena. Água Sumida gneisses have acid to basic chemical signature, restrict geographical distribution and a monzonitic to quartz-monzonitic petrographic composition. They are undepleted, with a strongly fractionated REE distribution pattern, extreme enrichment in the LREE, discrete negative europium anomaly and with an overall high-K calc-alkaline character, possibly linked to a metassomatized mantelic source. This late magmatic pulse signalizes to a tectonic regime inversion during the Early Proterozoic. Microstructural and petrographic complementary studies developed in the Caraíba Complex, in the northeastearn region of Bahia (30' x 30' Mundo Novo and Serrinha Sheets), led to a good correlation of the Itabuna and Caraíba and stressed remarkable similarities of these terranes with the Archean gray gneisses from several cratons, especially the Lewisian Complex in Scotland.