Geologia, Geoquímica e Evolução Metamórfica das Rochas Meta-Komatiíticas da Unidade Inferior do Greenstone Belt de Umburanas, Estado da Bahia

Abstract

O Greenstone Belt de Umburanas (GBU), de idade arqueana, está localizado na porção centro-oeste do Estado da Bahia. Encontra-se inserido no segmento crustal do Bloco Gavião (BG), no Cráton do São Francisco. O GBU é formado por três unidades litoestratigráficas principais que encerram três ciclos vulcânicos: (i) Unidade Inferior, contendo, na base, rochas vulcânicas metaultramáficas komatiíticas, acompanhadas de meta-basaltos toleiíticos e metadacitos compondo o primeiro ciclo vulcânico, seguidas por quartzitos com leitos meta-conglomeráticos, meta-sedimentos químico-pelíticos (BIF’s, cherts, metacarbonatos e rochas calcissilicáticas) e pulsos discretos de meta-vulcânicas félsicas, atribuídas ao segundo ciclo vulcânico; (ii) Unidade Média, dominada por rochas meta-vulcânicas félsicas do terceiro ciclo vulcânico, com intercalações subordinadas de seus equivalentes piroclásticos, epiclásticos e de derrames máficos e; (iii) Unidade Superior, constituída essencialmente de meta-carbonatos. As rochas meta-komatííticas da Unidade Inferior do GBU, objeto deste estudo, apresentam-se como faixas tectonicamente interrompidas, seguindo os contatos com o embasamento e com os maciços graníticos de Umburanas e Serra do Eixo. Apresentam coloração variando de cinza a cinza esverdeado, granulação fina e uma foliação incipiente. As principais ocorrências dessas rochas estão situadas na Folha cartográfica de Brumado, próximo a estrada de ferro, nas imediações da Serra do Sucuiu e na Folha cartográfica de Tanhaçu, na Serra do Eixo, mais precisamente nas imediações da Fazenda Eixo da Serra. Estudos petrográficos realizados nas rochas meta-komatiíticas revelaram a presença de texturas do tipo cumulática, maciça e spinifex. As rochas foram submetidas a variados graus de serpentinização apresentando uma mineralogia primária constituída por olivina e piroxênio e a secundária composta por serpentina, talco, tremolita e antofilita, e proporções menores de clorita. Apesar dos variados graus de serpentinização, diagramas de mobilidade mostraram pouca mobilização dos elementos químicos. As rochas meta-komatiíticas foram classificadas como peridotitos komatiíticos. Possuem, em média, altos teores de MgO (~33%), Cr (4067 ppm) e Ni (1488 ppm) e baixos conteúdos de álcalis (~0,05%). As razões CaO/Al2O3 e Al2O3/TiO2 caracterizaram as rochas meta-komatiíticas em komatiítos não depletados em Al. Em geral, todos os grupos de meta-komatiítos (cumulato, spinifex e maciço) mostram em maior ou menor proporção enriquecimento em elementos traço altamente incompatíveis (Th, LREE) em relação a uma abundância moderada de elementos incompatíveis litófilos e possuem anomalias negativas de Nb e Sr. Utilizando a temperatura do líquido calculada através da relação T (oC) = 20xMgO+1000 a temperatura dos meta-komatiítos do GBU varia entre 1572° a 1711°C. Os meta-komatiítos da Unidade Inferior do GBU foram derivados provavelmente de plumas rasas dentro de um manto empobrecido, gerando fusão em profundidades menores do que 200 km, pois estas rochas mostram padrões de elementos terras raras pesados plano a quase plano, juntamente com enriquecimento em elementos terras raras leves e elementos incompatíveis, e fracionamento de Nb e Sr. Adicionalmente, anomalias negativas de Nb e Sr e positivas de Th observadas nos pontos apresentados para rochas do Bloco Gavião (BG), provável embasamento do GBU, indica que as rochas gnáissicas-migmatíticas do BG poderiam ser o provável contaminante das rochas meta-komatiíticas do GBU. Recomenda-se a realização de dados isotópicos Sr-Nd para confirmação ou não desta hipótese.

ABSTRACT - Umburanas Greenstone Belt (GBU) of Archean age, is located in the central-western portion of Bahia state. It is inserted into Gavião Block the crustal segment, in the São Francisco Craton. The GBU consists of three main lithostratigraphic units that contain three volcanic cycles: (i) Lower Unit, in the base, containing meta-komatiites rocks, accompanied by tholeitic meta-basalt rocks and meta-dacitic rocks composing the first volcanic cycle, followed by quartzites with meta-conglomerates, chemical-pelitic meta-sediments (BIF's, cherts, meta-carbonates and calcissilicatic rocks) and discrete pulses of felsic meta-volcanic, assigned to the second cycle volcanic, (ii) Unit Average, dominated by felsic meta-volcanic rocks of the third cycle, with subordinate intercalations of pyroclastic equivalents, epiclastics and mafic flows and (iii) Higher Unit, consisting essentially of meta-carbonates. The meta-komatiites rocks of the Lower Unit of GBU, object of this study, are presented as ranges disrupted tectonically, following contacts with the gnaissic-migmatitic basement and Umburanas and Serra do Eixo granite massifs. These meta-komatiite rocks show gray to greenish gray color, fine grained and incipient foliation. The main occurrences of these rocks are located in Brumado cartographic Sheet, near the railroad, near the Serra do Sucuiu and Tanhaçu cartographic Sheet, in the Serra do Eixo, more precisely near of the Eixo da Serra Ranch. Petrographic studies carried out in meta-komatiite rocks revealed the presence of three types of textures: cumulate, massive and spinifex. These rocks show variable degrees of serpentinization process with a primary mineralogical association consisting of olivine and pyroxene and a secondary mineralogy of talc, anthophyllite, tremolite and chlorite in smaller proportions. Although of variable degrees of serpentinization, the diagrams show little mobility dispersion of chemical elements. viii The meta-komatiite rocks were classified as komatiitic peridotites. They have, on average, high amounts of MgO (~ 33%), Cr (4067 ppm) and Ni (1488 ppm) and low content in alkalis (~ 0.05%). The CaO/Al2O3 and Al2O3/TiO2 ratios characterized the meta-komatiite rocks in aluminium undepleted komatiites. In general, all groups of meta-komatiites (cumulato, spinifex and massive) show a greater or lesser extent enrichment in highly incompatible trace elements (Th, LREE) for a moderate abundance in litophile incompatible elements and they have negative anomalies of Nb and Sr. Using the liquid temperature calculated by the relationship T (°C) = 20x1000+MgO the temperature of the metakomatiite rocks of GBU varies between 1572 ° to 1711 °C. The meta-komatiites of Lower Unit of GBU were derivated probably doof the shallow depleted mantle, causing melting at depths less than 200 km, because these rocks show patterns of heavy rare earth elements plan to almost flat, with LREE and incompatible elements enrichment, and fractionation of Nb and Sr. In addition, negative anomalies of Nb and positive Th observed in the gneissic-migmatitic rocks of Gavião Block, probable basement of the GBU, indicates that the gneissic-migmatitic rocks could be the likely contaminant of the rocks of the meta-komatiites. It is recommended that to be made Sr-Nd isotopic analyzes to confirm this hypothesis or not.