Antecristais e xenocristais máficos em diques ultrabá¡sicos de tendência alcalina da Serra da Mantiqueira (SP)

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Silva, Julio Cesar Lopes da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Antecristais; Antecrysts; Complex Plumbing System; Lamprófiros; Lamprophyres; Província Alcalina Serra do Mar; Serra do Mar Alkaline Province; Xenocristais; Xenocrysts
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44143/tde-30052019-105318/

Séries de diques máficos alcalinos fortemente a levemente insaturados em sílica ocorrem nas cercanias de Santo Antônio do Pinhal (SP) e Campos do Jordão (SP) na serra da Mantiqueira, SE Brasil. Estes intrudem o embasamento cristalino precambriano (Sul do Orógeno Brasília) e a intrusão máfica-ultramáfica alcalina Ponte Nova. As rochas alcalinas dessa região são cretáceas e compõem o magmatismo da província alcalina Serra do Mar (PASM). Em sua maioria, os diques são classificados como basaltos alcalinos e lamprófiros alcalinos. São porfiríticos, com a população de macrocristais formada principalmente por clinopiroxênio e olivina. Subordinadamente, macrocristais de kaersutita, sadanagaíta rica em titânio, e ocasionalmente, flogopita, enstatita, magnetita, espinélio e plagioclásio são registrados. Estes apresentam texturas de desequilíbrio, como sieve e embayment, que, associadas a estilos de zonamento complexo, indicam evolução magmática em sistema aberto. Este estudo envolve: (1) petrografia de detalhe por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura, (2) análises químicas pontuais, de elementos maiores e menores por microssonda eletrônica e de elementos-traço por espectrometria de massa com plasma acoplado indutivamente e amostrador por ablação a laser (LA-ICP-MS), em diferentes zonas dos macrocristais máficos, e (3) geoquímica de rocha-total por fluorescência de raios X e ICP-MS. Estas análises foram realizadas com vistas à determinação da gênese destas populações de cristais zonados. A partir das composições obtidas, balanços de massa foram realizados para excluir a influência dos macrocristais nas composições globais dos corpos e obter uma estimativa composicional dos líquidos magmáticos, representados pela matriz fina a afanítica nestas rochas. As zonas dos macrocristais em equilíbrio com os líquidos calculados foram determinadas por meio da constante de equilíbrio de troca catiônica de Mg e Fe entre cristal e líquido, KdFe2+ -Mg2+ C/L . Estas relações de equilíbrio permitiram atribuir significados genéticos as zonas dos cristais, definindo-os como xenocristais, antecristais e fenocristais. Os primeiros (em desequilíbrio textural e químico com o a matriz) foram capturados e/ou reciclados de ambientes magmáticos precoces à consolidação da rocha, permitindo acessar processos magmáticos passados durante a evolução do sistema magmático. Xenocristais mantélicos foram indentificados exclusivamente em diques da suíte fracamente insaturada em sílica. Macrocristais de olivina zonada com centros Fo>90 e textura embayment, encontram-se ao lado de macrocristais de clinopiroxênio zonado com centro de diopsídio com cromo incolor, anédrico, com zonamento concêntrico step normal. Estes centros de diopsídio com cromo apresentam mg# (Mg/Mg+FeT em proporção molecular) 88-87, alto Ni, baixo Na2O, Al2O3, TiO2, Zn, Sc, Hf, Y, Zr, Sr e elementos terras raras (ETRs), compatíveis com peridotitos fáceis granada e granada-espinélio. Nessa mesma ocorrência, centros de macrocristais de piroxênio são classificados como enstatita (xenocristais) e apresenteam textura sieve, zonamento concêntrico step reverso, altos teores de MnO, Ni, Zn e muito baixos de ETRs. Quanto aos antecristais, cristais em desequilíbrio químico e textural com a matriz mas cogenéticos ao sistema magmático, os clinopiroxênios destacam-se nos diques fortemente insaturados em sílica. Os centros desses macrocristais são classificados como diopsídio (por vezes com cromo ou com sódio), augita, hedenbergita e egirina-augita. O diopsídio é incolor, subédrico, com textura glomeroporfirítica, sieve, zonamento setorial e concêntrico step reverso. Este centro antecristalino incolor apresenta alto mg# (83-80), Cr2O3, Ni, Sc, baixo Na2O, Zn e valores intermediários de Zr, Y, Hf e Sr, quando comparado aos demais antecristais. Centros verdes de augita e egirina-augita são encontrados nos diques de ambas as séries e apresentam textura embayment, sieve e zonamento concêntrico step. No geral os centros verdes tem baixo mg# (70-40), Cr2O3, alto MnO, Na2O, Zn, mas diferentes teores de MnO, Na2O, Li, Sc, Hf, Y, Zr, Sr e ETRs. Ti-augita, quimicamente classificada como diopsídio subsilícico com titânio, é euédrica, com textura glomeroporfirítica, zonamento concêntrico oscilatório e setorial e observada como borda em todos os macrocristais de clinopiroxênio, além de compor a matriz e agregados (textura glomeroporfirítica) com macrocristais subédricos de olivina (Fo<88). Estes dois últimos tipos, em desequilíbrio químico com a matriz hospedeira mas com texturas de cogeneticidade ao sistema magmático, são antecristais de um estágio magmático posterior a cristalização dos antecristais e captura dos xenocristais e em menor profundidade. Kaersutita euédrica a subédrica, com textura glomeroporfirítica, esquelética e zonamento concêntrico oscilatório é o cristal predominante nos lamprófiros alcalinos. Este também ocorre como macrocristal anédrico com textura sieve em alguns diques de olivina basalto. Nos anfibólios destaca-se o enriquecimento em Ba, Sr, Y, Nd, Zr e ETRs inversamente proporcional ao MgO. Flogopitas com titânio são observadas principalmente na matriz dos diques máficos alcalinos da Mantiqueira. Porém macrocristais são raros e observados com zonamento concêntrico step e setorial. Nos cristais de flogopita da matriz, ao aumento de vacância no plano octaédrico é proporcional as altas concentrações de Ti, Nb, Zr, Sr, Y e Li, quando comparado ao macrocristais. Os xenocristais de olivina e diopsídio com cromo, encontrados nos diques máficos da série fracamente insaturada em sílica, indicam incorporação de rocha encaixante mantélica e/ou da fonte. Já os magmas máficos fortemente insaturados em sílica se mostraram híbridos, a partir de modelagem com elementos-traço, entre a mistura de líquidos alcalinos máficos e félsicos, responsáveis por cristalizar em estágios precoces, os antecristais de clinopiroxênio nos diques. Um estágio em menor profundidade é indicado pela presença em todos os diques de fenocristais e antecristais de Ti-augita como borda, macrocristal isolado ou com textura glomeroporfirítica, cristal na matriz, sendo, por vezes, associado a olivina e anfibólio. Esta diversidade de macrocristais pode ser explicada pelo modelo complex plumbing system, onde a interconexão entre diferentes magmas, ao longo de distintos estágios com diversas encaixantes, sob profundidades diferentes da litosfera, se mostra eficiente na produção das feições petrográficas e químicas destas rochas por meio dos processos de mistura de magmas e incorporação da rocha encaixante durante a ascensão litosférica desses diques ultrabásicos alcalinos do Cretáceo na região ocidental da serra da Mantiqueira, província alcalina Serra do Mar.