Petrologia do complexo alcalino Planalto da Serra - MT

Abstract

O complexo alcalino Planalto da Serra (CAPS), situado na porção central do Estado de Mato Grosso, é intrusivo na Faixa Paraguai, a qual, por sua vez, constitui-se de rochas metassedimentares neoproterozóicas inseridas entre os crátons Amazonas e Paranapanema. Com 598,2 ± 4,7 Ma, o CAPS é dominado por intrusões de bebedouritos, essencialmente formados por flogopita, perovskita, piroxênio, apatita, e olivina carbonatizada ou serpentinizada. Esses corpos alcalinos estão dispostos conforme a estrutura regional (N60-80E) na forma de plugs e diques métricos, encaixados nas rochas carbonáticas e silicáticas do Grupo Cuiabá e do Grupo Araras, e consistem de quatro áreas ou alvos principais, denominados Mutum, Chibata-Denizar, Lau-Massau e Big Valley. Apesar da idade do Complexo, a deformação imposta às rochas da Faixa Paraguai durante o Ciclo Brasiliano não deixou evidências relevantes nas rochas do CAPS, ou não é reconhecível nas condições atuais de exposição. Entretanto, associações mineralógicas como tremolita + clinocloro + serpentina, detectadas nos bebedouritos do CAPS, são típicas de metamorfismo regional em rochas ultramáficas e compatíveis com o grau metamórfico da Zona Interna da Faixa Paraguai. Vesuvianita, granadas cálcicas com baixo Ti e alanita, presentes nas rochas do CAPS, compõem assembleias metamórficas descritas em metacarbonatitos e rochas alcalinas silicáticas em outros locais. A composição mineralógica dos bebedouritos do CAPS, assim como a de outras ocorrências mundiais dessas rochas, é atípica, não se encaixando em nenhum esquema tradicional de classificação de rochas ígneas, mas coincidente com a definição original e histórica de bebedouritos. Os bebedouritos que compõem o CAPS são classificados em três grupos, com base em sua composição modal, assembleia mineralógica, química mineral e química de rocha total. O bebedourito B1 é mais primitivo e contém fases cujas soluções sólidas estão mais próximas aos respectivos membros finais menos evoluídos. O grupo B1a é caracterizado principalmente pela ocorrência de olivina carbonatizada ou serpentinizada. Os bebedouritos B1b são quimicamente muito semelhantes aos bebedouritos B1a, mas não apresentam vestígios de olivina. Os bebedouritos B2 têm comportamento intermediário entre B1 e B3, apresentando grande diversidade em sua mineralogia e em suas características químicas, tanto de rocha total quanto de minerais. O bebedourito B3 representa as rochas mais evoluídas, caracterizadas por acúmulo dos elementos mais incompatíveis, como os ETR, sendo que B3b apresenta minerais composicionalmente mais evoluídos do que B3a. Em termos de distribuição geográfica, o alvo Mutum contém toda a sequência de evolução (B1, B2 e B3), exceto pela ausência do bebedourito B1a. Rochas deste último grupo, que são as mais primitivas encontradas no CAPS, estão restritas ao alvo Lau-Massau. Uma vez que muitos bebedouritos são cumulados, e também em função do alto grau de instauração em sílica, o uso de índices de diferenciação e de diagramas de classificação convencionais é complicado. No presente trabalho optou-se por utilizar uma classificação química específica de rochas ultrapotássicas, limitada pelos valores de K2O/Na2O maior que 2, e K2O e MgO maiores que 3. Nas amostras do CAPS, verificam-se valores de MgO entre 8,86 e 20,51 e razões K2O/Na2O variando de 3 a acima de 800 devido ao Na2O extremamente baixo. O K2O apresenta valores abaixo do critério estipulado, característica comum em outras ocorrências de rochas ultrapotássicas do Brasil e geralmente atribuída à alteração por processos tardios ou intemperismo. Kamafugitos se caracterizam pelo baixo teor de SiO2, Al2O3 e Na2O, alto CaO e variável razão K2O/Al2O3, critérios atendidos pela ampla maioria das amostras do CAPS. Outras características de kamafugitos são a presença de kalsilita, melilita e perovskita, as duas últimas presentes nas rochas do CAPS. Com relação a elementos menores, a afinidade dos bebedouritos do CAPS com kamafugitos também é evidenciada por diagramas Th/Yb versus Ta/Yb e Th/Zr versus Nb/Zr. Estes diagramas demostram que as rochas do CAPS apresentam características muito similares aos kamafugitos das províncias do Alto Paranaíba (APIP), de Goiás (GAP) e da região de Toro-Ankole, na África, e consideráveis diferenças em relação aos kamafugitos italianos, Província Romana e rochas potássicas do leste do Paraguai, os quais possuem razões Nb/Zr e Ta/Yb mais baixas. Em diagramas multielementares, as amostras do CAPS apresentam diversas semelhanças com o padrão dos kamafugitos do rift africano, embora se observe enriquecimento relativo dos elementos Th, La e Nd, e empobrecimento do Ti bastante evidentes em todos os tipos de bebedouritos do CAPS em relação às rochas de Toro-Ankole. Admitindo-se como magma parental uma composição semelhante aos flogopita picritos dos complexos da APIP as rochas do CAPS desenvolveram-se a partir de uma combinação de cristalização fracionada e metassomatismo. A acumulação de perovskita e olivina (B1a) provoca um aumento de P2O5 e CO2 no magma, mas não o suficiente para geração de um líquido imiscível, principalmente se levada em consideração a quantidade de carbonato intercumulus presente nos bebedouritos B2 e B3a. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

The Planalto da Serra Alkaline Complex (PSAC) is exposed in central Mato Grosso State and intrudes the Neoproterozoic metasedimentary rocks of the Paraguay Belt. located between the Amazonas and the Paranapanema cratons. The PSAC has a 598.2 ± 4.7 Ma age and is dominated by bebedourites, composed of phlogopite, perovskite, pyroxenes, apatite, and carbonatized or serpentinized olivine. The alkaline bodies are exposed along the regional (N60-80E) structure and occur as small plugs and meter-sized dykes intruding the carbonates and siliciclastic metasedimentary rocks of the Cuiabá Group and Araras Group in four main areas: Mutum, Chibata-Denizar, Lau-Massau e Big Valley. The deformation that affected the Paraguay Belt during the Brasiliano Cycle did not leave a relevant record in the PSAC rocks or it is not recognizable due to poor exposures. However, mineral assemblages such as tremolite + clinochlore + antigorite + serpentine, which occur in the PSAC bebedourites, are typical of the regional metamorphism of ultramafic rocks, and consistent with the low-grade, greenschist facies conditions observed in the Paraguay Belt in the area. Vesuviante, low-Ti garnets and allanite which are also present in the PSAC rocks are often interpreted as metamorphic assemblages in metacarbonatites and alkaline silicate rocks elsewhere. Similarly to other bebedourite occurrences, PSAC bebedourites are mainly fine-grained cumulates with a mineral composition that does not fit tradtional igneous rock classification schemes. However, they coincide well with the historical definition of bebedourite. The PSAC bebedourites can be classified in three main groups based on their modal composition, mineralogy, mineral chemistry and whole rock chemistry. B1 bebedourites are more primitive, containing minerals whose solid solutions are closeest to the less evolved end-members. The B1a bebedourite is mainly characterized by the occurrence of serpentinized or carbonatized olivine. The B1b bebedourites are chemically very similar to B1a, but do not contain traces of olivine. B2 bebedourites have intermediate behavior between B1 and B3, and are characterized by a great diversity in mineralogy, mineral chemistry and whole-rock chemistry. B3 bebedourites, represent the most evolved rocks, characterized by the highest concentrations of incompatible elements (e.g. LREE). The B3b have more evolved mineral compositions than B3a. Different types of bebedourites are exposed in distinct locations. The Mutum target contains the whole evolution sequence (B1, B2 e B3), excepted for the most primitive B1a group, which is restricted to the Lau-Massau target. Since many bebedourites are cumulates and these rocks are highly silica undersaturated, differentiation indices and conventional classification diagrams are difficult to apply to these rocks. Therefore, in the present work we use a chemical classification specific for ultrapotassic rocks, limited by K2O/Na2O values greater than 2 and K2O and MgO wt% higher than 3. In the vi