Caracterização petrográfica, geoquímica e geocronologica do Diatexito Acaraí – Complexo São Francisco do Sul, Terreno Paranaguá

Abstract

Resumo: Correspondendo ao embasamento do Terreno Paranaguá, um dos blocos crustais localizados ao longo do litoral sul-sudeste brasileiro e amalgamados durante o evento Brasiliano/Pan-Africano, o Complexo São Francisco do Sul constitui uma unidade ortognáissica heterogênea e localmente migmatítica, de cristalização paleoproterozoica e metamorfismo neoproterozoico. Embora litotipos vinculados a essa unidade sejam reportados desde os trabalhos pioneiros da década de 1940, sua expressiva variabilidade ainda faz com que sejam necessários estudos de maior nível de detalhe. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar os litotipos migmatíticos da porção central da Ilha de São Francisco do Sul, aqui definidos como Diatexito Acaraí, a partir de cartografia de detalhe, análises petrográficas, geoquímicas e geocronológicas. O afloramento corresponde a migmatitos de elevado grau de fusão parcial, cuja estruturação é marcada pelo desenvolvimento de foliação magmática associada ao líquido anatético, sob condições de stress diferencial. Esses litotipos podem ser agrupados em quatro conjuntos principais que representam uma série evolutiva: nebulíticos, com schlieren, foliados e xenomórficos. Em meio ao sistema ocorrem enclaves máficos, que se comportam como rafts ou schollen em uma matriz rica em líquido anatético. Tais enclaves exibem feições de rotação e deformação, sendo progressivamente desagregados, o que modifica o teor de minerais máficos e influencia a morfologia dos diatexitos. Litotipos leucocráticos ocorrem de forma localizada, sobretudo nas bordas de enclaves ou como níveis descontínuos, injeções e bolsões. De modo geral, a evolução do sistema é condicionada por dois fatores principais: (i) a taxa de fusão, segregação e extração do líquido anatético e (ii) a intensidade do vetor de deformação, responsável pela re-homogeneização do sistema. Em microescala, feições relacionadas à fusão parcial são extremamente recorrentes, incluindo patches e filmes de quartzo, cristais com bordas recristalizadas em contato com melt, além da cristalização de minerais peritéticos, como hornblenda, titanita e allanita. A assinatura geoquímica reforça seu caráter ortoderivado, com afinidade cálcio-alcalina, metaluminosa a fracamente peraluminosa, compatível com granitos de arco vulcânico. Os padrões de elementos terras raras (REE) corroboram a evolução interna do sistema, sendo os termos nebulíticos os mais primitivos, com padrões próximos a planos, e os xenomórficos, mais evoluídos, caracterizados por expressivo fracionamento, com enriquecimento em LREE associado à desestabilização da allanita peritética e depleção em HREE atribuída à cristalização de titanita. A integração dos dados geocronológicos permite inferir um protólito de cerca de 2,1 Ga, temporalmente correlato as orogêneses associadas à formação do supercontinente Columbia. Para o evento anatético foram registradas duas idades distintas: a mais antiga, de ~648 Ma, sob condições de confinamento isotrópico, possivelmente enquanto o Terreno Paranaguá ainda integrava a porção setentrional do Cinturão Dom Feliciano; e a mais jovem, de ~611 Ma, amplamente registrada sob regime de elevado stress diferencial, provavelmente vinculada à separação lateral do Terreno Paranaguá em relação ao Cinturão Dom Feliciano, já no contexto da colisão entre o Terreno Paranaguá e a microplaca Luís Alves

Abstract: Corresponding to the basement of the Paranaguá Terrane, one of the crustal blocks located along the southern–southeastern Brazilian coast and amalgamated during the Brasiliano/Pan-African orogenic event, the São Francisco do Sul Complex constitutes a heterogeneous and locally migmatitic orthogneissic unit, with Paleoproterozoic crystallization and Neoproterozoic metamorphism. Although lithotypes associated with this unit have been reported since pioneerg works of the 1940s, their remarkable variability still requires more detailed studies. In this context, the present work aimed to characterize the migmatitic lithotypes from the central portion of São Francisco do Sul Island, here defined as the Acaraí Diatexite, through detailed cartography, petrographic investigations, and geochemical and geochronological analyses. The outcrop corresponds to migmatites of high degrees of partial melting, with structures marked by the development of magmatic foliation associated with anatectic melt under conditions of differential stress. These lithotypes can be grouped into four main sets that represent an evolutionary series: nebulitic, schlieren-bearing, foliated, and xenomorphic diatexites. Mafic enclaves occur within the system, behaving as rafts or schollen within a melt-rich matrix. These enclaves often exhibit features of rotation and deformation, being progressively disaggregated, which modifies the mafic mineral content and directly influences the morphology of the diatexites. Leucocratic lithotypes occur locally, especially along enclave margins, as discontinuous layers, injections, and pockets. Overall, the system’s evolution is controlled by two main factors: (i) the rate of melting, segregation, and extraction of the anatectic melt, and (ii) the intensity of the deformation vector, responsible for the system’s re-homogenization. At the microscale, features associated with partial melting are ubiquitous, including quartz patches and films, crystals with recrystallized rims in contact with melt, and the crystallization of peritectic minerals such as hornblende, titanite, and allanite. The geochemical signature reinforces the orthoderived character of the system, with a calc-alkaline affinity, metaluminous to weakly peraluminous, compatible with volcanic arc granites. Rare earth element (REE) patterns support the internal evolution of the diatexite system, ranging from the more primitive nebulitic terms, with nearly flat patterns, to the more evolved xenomorphic varieties, characterized by strong fractionation, enrichment in LREE linked to the destabilization of peritectic allanite, and HREE depletion associated with titanite crystallization. Integration of the geochronological data indicates a protolith age of ~2.1 Ga, temporally correlated with orogenic events associated with the assembly of the Columbia supercontinent. The anatectic event is represented by two distinct ages: the oldest, at ~648 Ma, under nearly isotropic confinement, possibly when the Paranaguá Terrane was still part of the northern segment of the Dom Feliciano Belt; and the younger, at ~611 Ma, widely recorded under conditions of high differential stress, probably linked to the lateral separation of the Paranaguá Terrane from the Dom Feliciano Belt, already within the context of the collision between the Paranaguá and the Luís Alves microplate