Evolução petrológica, geoquímica e isotópica do diabásio penatecaua na Região de Medicilândia, PA

Abstract

Resumo: A soleira de Medicilândia é um corpo ígneo intrudido em rochas sedimentares da borda sul da Bacia do Amazonas. Localizada na cidade homônima, no estado do Pará, a soleira faz parte do evento magmático Penatecaua, de idade triássicojurássica. A área mapeada abrange cerca de 300km2 e é composta por diabásios e gabros. Tendo como objetivo geral definir a evolução do magmatísmo responsável pela geração destas rochas, foram realizados trabalhos de campo e coleta de amostras, análises petrográficas, estudos geoquímicos a partir de óxidos maiores, elementos traço e Terras Raras, além da análise de isótopos de Nd e Sr. A assembléia mineral primária dos diabásios e gabros é composta por augita, andesina/labradorita, minerais opacos, apatita e quartzo. Há uma paragênese de alteração hidrotermal marcante, definida por minerais opacos, sericita, clorita, uralita, hornblenda, biotita, quartzo e epidoto. Quimicamente as rochas são supersaturadas em SiO2 e classificadas como basaltos e andesito basaltos da série toleitica e são divididas em 4 grupos geoquímicos. O grupo 1, composto por rochas mais primitivas, é formado por rochas cujos valores de mg* estão entre 0,5 e 0,6. Os grupos 2 e 3 possuem valores de mg* intermediários, entre 0,4 . 0,5 e 0,3 . 0,4, respectivamente. O grupo 4 e representado pelas rochas mais evoluídas, onde o mg* está entre 0,1 e 0,3. As rochas deste último grupo possuem TiO2 > 2%, enquanto nos demais grupos o TiO2 e menor do que 2%. Com base em diagramas de variação caracteriza-se que a evolução da intrusão se deu por cristalização fracionada dominada pela formação de piroxênio. A ausência de anomalias negativas de Eu em spidergrams indica que o fracionamento de plagioclasio por cristalização fracionada nao foi significativo. Considerando os dados geoquímicos, foi elaborado um mapa faciológico, delimitando um zoneamento na soleira onde as facies mais primitivas localizam-se nas bordas, enquanto as mais evoluídas concentram-se no centro da intrusão. A partir da assinatura geoquímica, analisada em diagramas multielementares e spidergrams, e diagramas de variação para elementos traço interpreta-se, como hipótese mais provável, que a origem dessas rochas deu-se por diferentes taxas de fusão parcial de uma mesma fonte, seguida por processo de cristalização fracionada. As razões iniciais de 87Sr/86Sr (180 Ma), que estão entre 0,70640 . 0,70816, de 143Nd/144Nd(180 Ma) entre 0,51230 e 0,51232 e o ƒÃNd(180 Ma) negativo (-1,51 a -1,96) assemelham-se aos dados existentes para o grupo de baixo TiO2 da Provincia Magmática do Paraná, definido, na literatura, como formado por contaminação crustal. As idades modelo TDM indicam, para a soleira de Medicilandia, processo de derivação manto-crosta ocorrido entre 1,5 -1,3 Ga. Com base no parâmetro (fSm/Nd), observa-se que quanto mais primitiva e a rocha maior e sua idade TDM é menor o seu fracionamento isotópico. A ausência de correlações nítidas entre SiO2 e P2O5/K2O com as razões isotópicas de 87Sr/86Sr, que seriam indicativas de processos de contaminação crustal, indica que as rochas da soleira de Medicilândia não passaram por processos de contaminação crustal, ou se passaram, a quantidade de material proveniente da crosta envolvido foi muito pequena. A fonte provável para estas rochas e o manto heterogêneo com provável origem por fusão parcial de fonte do manto primitivo modificado por componentes crustais, possivelmente por processos de subducção anteriores.

Abstract: The Medicilandia sill, located in the homonymous city in the Para State in the North Brazil, is an igneous body intruded in Paleozoic sedimentary rocks from the southern border of the Amazonas Basin, during the Penatecaua Magmatic Event. The mapped area covers approximately 300km2 and the lithology is represented by gabbros and diabase. In order to define the magmatic evolution that generated the rocks, outcrop analysis and the collections of rock samples, petrographic analysis, and geochemical data analysis from major oxides, trace elements and rare earth elements were performed. Also Sr and Nd isotopic data was used to characterize the magmatic event. The primary mineral assemblage observed in gabbros and diabase rocks is augite, andesine/labradorite, opaque minerals, apatite and quartz. It fs also observed a significant hydrothermal alteration paragenesis with the crystallization of opaque minerals, sericite, chlorite, uralite, hornblende, biotite, quartz and epidote. Chemically the rocks are supersaturated in SiO2 and classified as basalts and andesite basalts from a toleiitic series. The rocks are divided in 4 geochemical groups. Group 1 consists in more primitive rocks with mg* value between 0.5 and 0.6. Groups 2 and 3 have intermediate mg* values between 0.4 . 0.5 and 0.3 . 0.4 respectively. Group 4 is represented by the most evolved rocks, with mg* values ranging from 0.1 to 0.3. The rocks from group 4 have TiO2 > 2%, whereas in the other groups the TiO2 is less than 2%. Based on the variation diagrams the intrusion evolved by fractionated crystallization dominated by the pyroxene crystallization. Through the analysis of spidergrams is noted the absence of negative anomalies in Eu, which indicates the fractionation of plagioclase by fractionated crystallization was not significant. Based in the geochemical data gathered, a facies map was elaborate. Referring to the map a zonation was observed in the sill where the more primitive facies are located in the borders, meanwhile the more evolved are located in the central region of the intrusion. Based in the geochemical signature obtained by spidergrams and multielement diagrams, and variation diagrams by trace elements it fs interpreted that the origin of the rocks occurred at different rates of partial melting from the same source, followed by fractional crystallization processes. The initial 87Sr/86Sr(180 Ma) ratio, which are between 0.70640 to 0.70816, of 143Nd/144Nd(180 Ma) between 0.51230 to 0.51232 and ƒÃNd(180 Ma) negative (-1.51 to -1.96) are similar to existing data for the low TiO2 group of the Parana Magmatic Province, defined in the literature as being formed by crustal contamination. TDM model ages indicate, to the sill of Medicilandia, derivation process mantle-crust occurred between 1.5 -1.3 Ga. Based on the parameter (fSm/Nd) it fs observed that the more primitive the rock is, higher is the TDM age and smaller is their isotopic fractionation. The absence of correlations between SiO2 e P2O5/K2O with the isotopic ratios of 87Sr/86Sr, which would be indicative of crustal contamination processes, indicates that the rocks of Medicilandia sill not gone through crustal contamination, or, if passed, the amount of material from the crust was very small. The probable source for these rocks is the heterogeneous mantle, with probable origin related by partial melting of primitive source mantle source modified by crustal components, possibly by earlier subduction processes.