ANÁLISE MICROESTRUTURAL DO GRANITO ARROIO MOINHO (CANGUÇU/RS): UM ESTUDO DAS REAÇÕES MINERAIS DECORRENTES DA DEFORMAÇÃO

Resumo

O Granito Arroio Moinho (GAM) compõe a Suíte Intrusiva Viamão do Batólito Pelotas, e seu posicionamento foi controlado por zonas de cisalhamento associadas à Zona de Cisalhamento Dorsal de Canguçu.  O detalhamento microestrutural, a química mineral e a aplicação de geotermobarômetros foram desenvolvidos, para identificar as condições de pressão e temperatura a que o granito foi submetido. O GAM gera rochas miloníticas em zonas de cisalhamento anastomosadas e sinistrais. Na zona de mais baixa deformação, microestruturas e geotermobarômetros indicam recristalização a ~650°C e 3 kbar. A deformação progressiva, pela quebra de K-feldspato e epidoto, gerou perda de CaO e ganho de MgO, resultando em ultramilonitos com albita, mica branca e clorita. As condições miloníticas foram de ~500°C, com pressões de até 7 kbar. Os dados sugerem que a deformação evoluiu com o calor do próprio corpo.

Introdução

Rochas graníticas associadas a zonas de cisalhamento são fundamentais para a compreensão da evolução de ambientes tectonicamente ativos, pois suas estruturas e microestruturas registram os processos deformacionais a que foram submetidas. A relação entre eventos magmáticos e deformacionais é um desafio, e estabelecer este elo é de suma importância para o entendimento da formação de rochas associadas a movimentos transcorrentes. Frequentemente, feições como a recristalização de quartzo e feldspato são interpretadas como produtos de eventos metamórficos. Contudo, em granitoides sintectônicos, a energia termal que causa a recristalização pode ser proveniente do próprio calor do magma.

Granito Arroio Moinho (GAM) (Gomes 1990), localizado em Canguçu/RS, é um granito sintectônico cujo posicionamento foi controlado por zonas de cisalhamento associadas à Zona de Cisalhamento Dorsal de Canguçu (ZCDC) (Fernandes et al, 1990) de idade Neoproterozoica. A Zona de Cisalhamento Dorsal de Canguçu é uma estrutura transcorrente sinistral, gerada durante o Ciclo Orogênico Brasiliano/Pan Africano, no setor central do Cinturão Dom Feliciano. Essa estrutura faz parte de um sistema complexo de falhas desenvolvido no sul do Brasil, durante a junção do Gondwana ocidental (Fernandes & Koester, 1999).

O GAM aflora como matacões arredondados e lajeados e é composto por monzogranitos e sienogranitos. Sua foliação magmática é marcada pela orientação de anfibólio e principalmente biotita. Ao longo de seu corpo, o GAM desenvolve rochas miloníticas com variações texturais graduais, permitindo a observação da evolução das transformações decorrentes da deformação. Essas zonas de deformação têm caráter anastomosado, a foliação milonítica é subvertical com direção NE e tipicamente é paralela à foliação magmática e tem cinemática sinistral (Gomes 1990). Este trabalho teve como objetivo central identificar e determinar as condições de pressão e temperatura a que o GAM foi submetido durante seu posicionamento, investigando as relações entre os processos de deformação e as mudanças na química mineral.

Método

A etapa pré-campo consistiu em revisão bibliográfica e na elaboração de mapas geológicos e de lineamentos com o software QGIS a partir de imagens de radar SRTM (shuttle radar topography Mision). A etapa de campo foi realizada na região de Canguçu/RS, com foco na caracterização das litologias, coleta de amostras orientadas e medição de atitudes estruturais.

As análises laboratoriais foram feitas em lâminas delgadas representativas dos diferentes graus de deformação. A petrografia por microscopia óptica foi realizada para descrever os minerais, texturas, microestruturas e identificar mecanismos de deformação. As análises de química mineral e mapas composicionais foram obtidos por Microssonda Eletrônica (EPMA) no equipamento CAMECA SXFive (CPGq/UFRGS), operando em 15 kV e 10-15 nA para a maioria dos minerais, e em condições específicas para a titanita. Os dados de química mineral foram utilizados para cálculos de geotermobarometria, aplicando-se o geobarômetro de Al-na-biotita (Uchida et al., 2007), e os geotermômetros de Zr-na-titanita (Hayden et al., 2008) e Al-na-clorita (Cathelineau et al., 1989).

Resultados e discussões

A progressão da deformação no GAM induziu transformações mineralógicas e químicas sistemáticas, partindo de uma paragênese ígnea estável para uma assembléia milonítica reequilibrada. A zona de mais baixa deformação (ZBD) é composta por K-feldspato (ortoclásio, Or₈₀-₉₆), plagioclásio (oligoclásio-andesina, An₁₄-₃₄), quartzo, biotita (Mg-biotita), anfibólio (Mg-hornblenda) e titanita. A presença de recristalização do plagioclásio por rotação de subgrão (SGR) e de subgrãos em tabuleiro de xadrez no quartzo indicam deformação em alta temperatura (~650°C) e a geotermobarometria aponta para condições em torno de 3 kbar e 692-721°C. Nas zonas de mais alta deformação (ZAD), a deformação progressiva desestabiliza a assembléia mineral primária, iniciando um processo de reequilíbrio químico. Com a progressão para a ZAD, feições como a recristalização do quartzo por rotação de subgrãos e por abaulamento (bulging), além de kink bands nos feldspatos, tornam-se dominantes. Essas feições apontam para temperaturas de deformação mais baixas, em torno de 400-500°C.

O protomilonito marca o início da transformação, caracterizada pela quebra do K-feldspato e do epidoto, impulsionada pelo desequilíbrio químico gerado pela deformação. Este processo é governado por reações que podem ser explicadas em estágios (Gonçalves et al., 2012): (a) Quebra do K-feldspato e formação de Mica Branca: A primeira reação significativa é o consumo do K-feldspato. Isso libera potássio e promove a formação de mica branca (muscovita com componente fengítico), em um processo que envolve um ganho de MgO e H₂O e uma perda de CaO; (b) Consumo do Epidoto e formação de Clorita: Com a evolução da deformação, o epidoto reage com a albita (formada pela albitização do plagioclásio e K-feldspato) para formar mais mica branca e, crucialmente, clorita. Esta etapa é marcada por uma perda expressiva de CaO e um ganho de MgO no sistema; (c) Assembleia Final do Ultramilonito: O estágio final resulta em uma assembleia simplificada e reequilibrada no ultramilonito, composta por albita + mica branca + clorita ± epidoto.

A química mineral reflete essas transformações: (a) Feldspatos: Ocorrem intensa albitização do K-feldspato e plagioclásio, com a albita (Ab₈₁-₉₈) tornando-se o feldspato dominante no ultramilonito; (b) Micas e Clorita: A biotita evolui de Mg-biotita (ZBD) para Fe-biotita (milonitos). A mica branca neoformada apresenta componente fengítico, indicando altas pressões de formação. A clorita do ultramilonito é magnesiana, quimicamente distinta da clorita de alteração da ZBD.

Conclusão

A integração dos dados microestruturais, de química mineral e geotermobarometria permite concluir que a deformação do Granito Arroio Moinho foi um processo sintectônico. As feições de alta temperatura (~650°C) na ZBD representam a deformação em condições próximas ao solidus do granito, indicando que o processo foi impulsionado pelo calor do próprio magma. A evolução para as paragêneses miloníticas, que se reequilibraram a temperaturas mais baixas (~500°C) e pressões mais altas (~7 kbar), foi controlada por reações químicas induzidas pela deformação contínua durante o resfriamento do corpo, envolvendo notadamente a perda de CaO e ganho de MgO. Este estudo detalha, portanto, um caso de interação dinâmica entre processos magmáticos e tectônicos, onde as transformações mineralógicas são a chave para decifrar a história de um granito se deformando enquanto cristaliza.

Agradecimentos                                           

Agradecemos ao IGEO/UFRGS e ao Laboratório de Microssonda Eletrônica pelo suporte institucional e acesso à infraestrutura laboratorial para a realização deste trabalho.