Rochas Meta-Vulcânicas Máficas da Unidade Intermediária do Greenstone Belt de Riacho de Santana, Estado da Bahia: Estudo Petrográfico e Geoquímico

Abstract

Na Plataforma Sul-Americana, inúmeros greenstone belts arqueanos (~ 2,9 a 3,2Ga) são identificados no Cráton do São Francisco, Estado da Bahia, entre eles destacam-se os de Riacho de Santana, Umburanas, Contendas Mirante e Mundo Novo. O greenstone belt de Riacho de Santana (GBRS) localizado na porção sudoeste do Estado da Bahia, Brasil, ocorre como unidade no embasamento cristalino do Bloco Guanambi-Correntina. Segundo Silveira & Garrido (2000), o GBRS apresenta três unidades litoestratigráficas reconhecidas: (i) Unidade Inferior, compreende rochas ultramáficas komatiíticas com finas intercalações de meta-basaltos e meta-gabros, associados a formações ferríferas bandadas (BIFs), quartzitos, meta-cherts, rochas cálcio-silicáticas e xistos aluminosos; (ii) Unidade Intermediária, constituída por meta-basaltos e meta-gabros, meta-tufos de composição intermediária a ácida, xistos aluminosos e xistos grafitosos, e (iii) Unidade Superior, compreende uma sequência de rochas silicáticas-carbonáticas. Neste trabalho são apresentados as descrições geológicas, petrográficas, as análises de química mineral e de geoquímicas de elementos maiores, traços e terras raras das rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária com inferências sobre os processos responsáveis pela formação destas rochas. As rochas meta-vulcânicas máficas da Unidade Intermediária do GBRS são caracterizadas por apresentarem texturas granoblástica e nematoblástica, tendo como minerais predominantes a actinolita/tremolita, hornblenda e plagioclásio e, subordinadamente assinala-se a presença de minerais opacos e titanita. Ocorre como minerais secundários o quartzo, epídoto e carbonatos. Sinais de alterações secundárias estão registradas nos cristais de plagioclásio, através dos processos de saussuritização e sericitização. Apesar das rochas não apresentarem mais a mineralogia primária preservada, foi identificado resquícios das texturas ígneas ofítica e intergranular. Em todas as amostras, a parâgenese mineral metamórfica observada é característica da fácies xisto verde (actinolita + hornblenda + andesina - média de 37,35% An). A química mineral permitiu classificar os anfibólios no grupo dos cálcicos, e dentro deste grupo como Fe-hornblenda, com razões Mg/(Mg + Fe+2) entre 0,39 e 0,46. Os cristais de plagioclásio apresentam composição de andesina, com teores de anortita em torno de 40,93–33,09%. Os dados de temperatura adquiridos pela análise dos plagioclásios sugerem que o magma atingiu no mínimo, temperaturas da ordem de 1128oC a 1187oC. As rochas meta-vulcânicas máficas foram classificadas como basaltos, demonstrando baixa razão de álcalis versus sílica, demonstrando caráter toleítico, fortemente enriquecido em ferro. Com a evolução magmática observa-se empobrecimento de Cr, Ni, CaO e Al2O3 e enriquecimento de SiO2, TiO2, FeOt, K2O, Na2O e elementos incompatíveis. O comportamento geoquímico dos elementos maiores sugere um forte controle dos minerais plagioclásio e clinopiroxênio no fracionamento magmático. Padrões de elementos terras raras (ETR) normalizados para o manto primitivo sugerem que o magma primário das rochas meta-vulcânicas máficas do GBRS foi derivado a partir de reservatórios mantélicos primitivos ou por uma mistura entre reservatórios enriquecidos e empobrecidos. Os padrões planos de ETR/pesados indicam processo de fusão relativamente rasa com ausência de granada na fonte. Algumas amostras apresentaram enriquecimento anômalo de elementos LIL e presença de anomalia negativa de Sr, similar àquelas observadas do embasamento, sugerindo que o processo de contaminação destes magmas com as rochas do embasamento granítico-gnáissico do Bloco Guanambi-Correntina teve um papel importante na formação dessas rochas.

ABSTRACT - In the South American Plataform, many Archean greenstone belts (~ 2.9 to 3.2Ga) are identified in São Francisco Craton, Bahia State, among them stand out from the Riacho de Santana, Umburanas, Contendas Mirante and Mundo Novo. The Riacho Santana greenstone belt (RSGB) located in southwestern Bahia, Brazil, occurs as a unit in the basement of Guanambi-Correntina Block. According to Silveira & Garrido (2000) presents the RSGB recognized three lithostratigraphic units: (i) Lower Unit comprises ultramafic komatiites with thin intercalations of meta-basalts and meta-gabbro, associated with the banded iron formations (BIFs), quartzites, meta-cherts, calcisilicate rocks and aluminous schists; (ii) Intermediate Unit, consisting of meta-basalts and meta-gabbro, meta-tuffs of intermediate to acid composition, aluminous schists and graphitic schists, and (iii) Higher Unit comprises a sequence of carbonate-silicate rocks. In this work, the descriptions will be presented geological, petrographic, the analysis of mineral chemistry and geochemistry of major, trace and rare earth elements of meta-volcanic mafic rocks of the Intermediate Units with inferences about the processes responsible for the formation of these rocks. The meta-volcanic mafic rocks of the Intermediate Unit are characterized by presenting inequigranular, nematoblastic and granoblastic textures, with the predominant mineral tremolite/actinolite, hornblende and plagioclase and subordinate occurs the presence of opaque minerals and titanite. The secondary minerals include quartz, epidote and carbonates. Secondary changes are recorded in plagioclase crystals, through the processes of saussuritization and sericitization. Although the rocks have no more preserved primary mineralogy was identified remnants of igneous ophitic and intergranular textures. In all samples, the metamorphic mineral paragenesis observed is characteristic of greenschist facies (actinolite + hornblende + andesine - average of 37.35% An). The mineral chemistry allowed to classify the group of calcic amphiboles, and within this group as Fe-hornblende, with ratios of Mg/(Mg + Fe+2) between 0.39 and 0.46. The plagioclase crystals have the composition of andesine, with anorthite content of around 40.93 to 33.09%. The temperature data of plagioclase suggest that the magma reached a minimum temperature in the range of the 1128oC 1187oC. The meta-volcanic mafic rocks were classified as basalts, showing a low ratio of alkali versus silica, showing tholeiitic character, strongly enriched in iron. With the magmatic evolution is observed depletion of Cr, Ni, CaO and Al2O3 and enrichment of SiO2, TiO2, FeOt, K2O, Na2O and incompatible elements. The geochemical behavior of major elements suggests a strong control of the minerals plagioclase and clinopyroxene at magmatic fractionation. Patterns of rare earth elements (REE) normalized to the primitive mantle suggest that the primary magma of the rocks of the mafic meta-volcanic from the RSGB was derived from primitive mantle reservoirs or a mixture of enriched and depleted reservoirs. Standards plans heavy REE indicate relatively shallow melting process with the absence of garnet in the source. Some samples showed anomalous enrichment of LIL elements and presence of negative anomalies of Sr, similar to those observed basement, suggesting that the process of contamination of these magmas with granitic-gneissic rocks of Guanambi-Correntina basement had an important role in the formation of these rocks.