Rem: Revista Escola de Minas ISSN: 0370-4467 [email protected] Escola de Minas Brasil

Andreatta e Silva, Gorki Pomar; Carneiro, Mauricio Antônio A suíte metatholeiítica da seqüência metavulcanossedimentar , Quadrilátero Ferrífero (MG) Rem: Revista Escola de Minas, vol. 62, núm. 4, octubre-diciembre, 2009, pp. 423-430 Escola de Minas , Brasil

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Como citar este artigo Número completo Sistema de Informação Científica Mais artigos Rede de Revistas Científicas da América Latina, Caribe , Espanha e Portugal Home da revista no Redalyc Projeto acadêmico sem fins lucrativos desenvolvido no âmbito da iniciativa Acesso Aberto Gorki Pomar Andreatta e Silva et al. Geociências A suíte metatholeiítica da seqüência metavulcanos- sedimentar Rio Manso, Quadrilátero Ferrífero (MG)

(The metatholeiitic suite of the Rio Manso metavolcanosedimentary sequence, Iron Quadrangle (MG))

Resumo A seqüência metavulcanossedimentar Rio Manso compreende rochas me- taultramáficas com intercalações de metamafitos e rochas metassedimentares psa- mo-pelíticas. Localiza-se no domínio geológico do Quadrilátero Ferrífero em , porção meridional do Cráton São Francisco. O mapeamento litoestrutural (escala 1:10.000) assim como os estudos petrográficos, mineralógicos e litogeoquí- micos permitiram identificar, no âmbito dessa seqüência, uma Suíte Metatholeiítica. Em termos geoquímicos, se comparada com outras ocorrências mundiais, a Se- qüência Metavulcanossedimentar Rio Manso se assemelha à Seqüência Mesoar- queana de Barbeton. Essa semelhança sugere que a Seqüência estudada corres- ponde a um terreno granito-greenstone que poderia representar a continuidade nordeste do Complexo Metamórfico de idade mesoarqueana. Palavras-chave: Metaultramafitos, Quadrilátero Ferrífero, seqüência meta- vulcanossedimentar de Rio Manso, arqueano.

Abstract Gorki Pomar Andreatta e The Rio Manso Metavolcanosedimentary Sequence comprises Silva metaultramafic rocks with intercalations of metamafic and psammo-pelitic metasedimentary rocks located in the geologic domain of the Iron Quadrangle in Departamento de Geologia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Minas Gerais, southern São Francisco Craton. The litho-structural mapping Preto - PPECRN (1:10,000), as well as petrographic, mineralogical and lithogeochemical studies E-mail: [email protected] allowed the identification of a metatholeiitic suite in the range of this sequence. When compared to other world sequences in terms of geochemistry, the Rio Manso Mauricio Antônio Carneiro Metavolcanosedimentary Sequence is similar to the Mesoarchean Barbeton Sequence. This similarity suggests that the studied Sequence corresponds to a Departamento de Geologia, Escola de granite-greenstone terrain which may represent the northeastern extension of Minas, Universidade Federal de Ouro the Mesoarchean Campo Belo Metamorphic Complex. Preto - PPECRN E-mail: [email protected] Keywords: Metaultramafites, Iron Quadrangle, Rio Manso, metavolcanosedimentary sequence, archean.

REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, 62(4): 423-430, out. dez. 2009 423 A suíte metatholeiítica da seqüência metavulcanossedimentar Rio Manso, Quadrilátero Ferrífero (MG) 1. Introdução intercalações de metamafitos e metasse- estabilizada no Neoarqueano (e.g. Com- dimentos de natureza psamo-pelítica. plexo Metamórfico Campo Belo); 2) se- Apresentam-se, nesse trabalho, os qüências supracrustais arqueanas (Su- O conhecimento geológico acerca resultados de um estudo geológico rea- pergrupo Rio das Velhas - Dorr II, 1969; da SMRM é escasso, destacando-se o lizado na seqüência metavulcanossedi- Schorscher et al., 1982, Ladeira, 1980, trabalho de Pinheiro (1998), que relata a mentar Rio Manso, que compreendeu 1981, 1988) e 3) seqüências supracrus- existência de rochas vulcânicas (com e mapeamento geológico (1:10.000), petro- tais proterozóicas (e.g. Supergrupo Mi- sem textura spinifex) e a presença de logia, minerografia e litogeoquímica. Essa nas - Dorr II, 1969). O Supergrupo Rio derrames maciços e acamadados, com seqüência, doravante designada como das Velhas é uma seqüência metavulca- variadas texturas e estruturas ígneas. SMRM, ocorre nas proximidades da ci- nossedimentar do tipo greenstone belt, Tectonicamente, a SMRM está inserida dade de Rio Manso, no domínio geoló- constituída, da base para o topo, pelos no contexto do Cráton São Francisco gico do Quadrilátero Ferrífero em Minas grupos Quebra Ossos, e Meridional e compreende: 1) uma crosta Gerais (Figura 1) e compreende um cin- Maquiné (Dorr II, 1969, Schorscher et turão de rochas metaultramáficas com siálica (Carneiro 1992; Teixeira et al. 2000)

Figura 1 - Geologia da porção meridional do Cráton São Francisco, modificado de Campos (2004). 1 = Terrenos Arqueanos e Paleoproterozóicos Indiferenciados; 2 = Seqüências greenstone arqueanas [Supergrupo Rio das Velhas e Correlatos]; 3 = Suítes Máfico-Ultramáficas [Ribeirão dos Motas e Correlatos]; 4 = Rochas Gabróicas e Dioríticas Indiferenciadas; 5 = Granitóides Arqueanos, 6 = Supergrupo Minas; 7 = Seqüências tipo greenstone indiferenciadas (Proterozóico); 8 = Granitóides Proterozóicos; 9 = Grupos São João del-Rey e Andrelândia; 10 = Supergrupo Espinhaço, e 11 - Cobertura Cratônica Indivisa; 12 = Falhas e Lineamentos (ZCC – Zona de Cisalhamento Cláudio, ZCJB – Zona de Cisalhamento -Bom Sucesso, LCg – Lineamento ); 13 = Eixos de Dobras; 14 = A) Traço das Foliações Regionais, B) Contatos Geológicos; 15 = Cidades: B) , Bf) Bonfim, BH) , BS) Bom Sucesso, CB) Campo Belo, CL) , D) Divinópolis, DER) , L) , Ol) Oliveira, OP) Ouro Preto, PT) , SAA) Santo Antônio do Amparo, SJR) São João del-Rey. SMRM – Área de ocorrência da Seqüência Metavulcanossedimentar Rio Manso.

424 REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, 62(4): 423-430, out. dez. 2009 Gorki Pomar Andreatta e Silva et al. al., 1982, Ladeira, 1980, 1981, 1988). O sim sendo, Teixeira et al. (1996) denomi- e estruturais diversos (Figura 2), desta- principal evento tectônico imposto a naram de Complexo Metamórfico Cam- cando topos enrugados pelo arrefeci- essa seqüência é do Neoarqueano e teve po Belo toda a crosta siálica a oeste do mento brusco de magmas viscosos e lugar à volta de 2,78 Ga (Machado & Car- Complexo Metamórfico Bonfim na região truncamentos vulcânicos (Figura 2C). neiro, 1992). Com relação à ocorrência do Quadrilátero Ferrífero, de forma a di- Numerosos afloramentos exibem acama- de ultramafitos na região, Harder e Cham- ferenciar duas grandes crostas arquea- mentos ígneos destacados pela ação berlain (1915) foram os pioneiros na ca- nas de história evolutiva polifásica. deutérica seletiva, que é mais pronunci- racterização desses litotipos no Quadrilá- ada nos níveis peridotíticos e piroxeníti- tero Ferrífero, que, posteriormente, foram cos, geralmente situados na base e no classificados em tipos intrusivos e extrusi- 2. Materiais e métodos topo dos derrames. Os acamamentos íg- vos (Maxwell, 1972). Schorscher (1978) O mapeamento geológico e os es- neos podem ser facilmente caracteriza- identificou texturas spinifex nos ultra- tudos petrográficos, minerográficos, pe- mafitos extrusivos, classificando-os dos através da textura e granulação dos trológicos e litogeoquímicos realizados como lavas metaultramáficas komatiíti- minerais, sendo confirmados pela pre- na SMRM abarcaram, além da área estu- cas e propondo a sua inclusão, junta- sença de sulcos (depressões) e protu- dada por Pinheiro (1998), a continuidade mente com os metabasaltos e metassedi- berâncias, referentes às partes basais e setentrional dessa seqüência, localizada mentos, na base do Supergrupo Rio das de topo dos derrames, respectivamente. a oeste da sede da cidade de Rio Manso Velhas. Com isso, formalizou-se o Grupo Nos metavulcanitos, o acamamento é ir- (Figura 1). No caso dos estudos litogeo- Quebra Ossos (Sichel & Valença, 1983). regular, devido ao resfriamento rápido, químicos, antecedendo a preparação Regionalmente citam-se, também, os mas, nos metaplutonitos, é perfeitamen- propriamente dita das amostras em labo- metaultramafitos do Córrego dos Boi- te plano. Quanto às texturas, destacam- ratório, alguns procedimentos foram re- adeiros (Gair, 1962, Pomerene, 1964, se a cumulática, que nos derrames confi- alizados no campo. Para evitar contami- Padilha, 1984, Padilha et al., 1985, 1991, gura-se como um nível basal de peridoti- nação do material a ser analisado, as cros- Costa, 1995); Tinguá-Caeté (Souza Filho tas intemperizadas, ou porções inade- to, e o nível de topo mais piroxenítico, 1991, Oliveira, 1986); Lafaiete (Pires, 1977; quadas, foram removidas a golpes de que pode conter as texturas: spinifex (Fi- Schorscher et al., 1982; Seixas, 1988); marreta. Na impossibilidade dessa remo- guras 2A e 2B); brechas de topo e textu- (Goulart, 2006), Ribeirão dos ção in situ, utilizou-se, em laboratório, ra vítrea ou amorfa. Tais feições textu- Motas (Carneiro, 1966, Carneiro et al., de uma serra circular diamantada para rais permitem obter informações geope- 1997, Oliveira, 1999, Carvalho Jr., 2001; tais. Adicionalmente relata-se a presen- Oliveira, 2004, Fernandes, 2001); fatiar e remover as porções isentas de ça de fraturas de resfriamento e, ainda, (Oliveira, 1999); Cláudio intemperismo, que foram, então, cominu- tubos de lava circundados por almofa- (Couto 2004; Couto & Carneiro, 2007); ídas, quarteadas, pulverizadas e armaze- das e auréolas de textura spinifex, pe- Morro das Almas (Quéméneur & Baraud nadas em pequenos pacotes lacrados de 1983; Barbosa et al., 1996). O Complexo 50 g. As análises litogeoquímicas foram quenos plugs circundados por junções Metamórfico Campo Belo configura-se realizadas pela ACME ANALYTICAL poliédricas, além de derrames maciços como um segmento de crosta siálica que LABORATORIES LTD. que, após, o pro- correlacionadas aos tipos petrográficos possui numerosas ocorrências de rochas cesso-padrão de abertura das amostras “b” e “c” de Arndt et al. (1977). O tipo ultramáficas contendo feições plutôni- com base em ataque ácido e fusão alcali- “b” apresenta peridotito maciço na base cas e regionalmente correlacionadas à na, realizou as análises litogeoquímicas com feição isotrópica, uma zona inter- Sequência Acamadada Ribeirão dos para elementos maiores via ICP-ES e tra- mediária delgada com textura spinifex e Motas. Esse complexo se diferencia do ços via ICP-MS (elementos maiores em uma zona de topo com textura vítrea, bre- Complexo Metamórfico Barbacena pela porcentagem em peso) e traços em par- chas de topo e enrugamentos. O tipo “c” presença de granitóides cisalhados, en- tes por milhão. Os limites de detecção apresenta uma espessa porção basal de claves anfibolíticos, enxames de diques são da ordem de 0,01% para óxidos e de peridotito maciço e uma delgada zona de 0,1 ppm para elementos-traço e 0,01 para máficos e plútons máficos não acamada- topo com textura vítrea, brechas de topo REE. No tratamento dos dados litogeo- dos (Machado Filho et al., 1983). Por ou- e enrugamentos. tro lado, o Complexo Metamórfico Bar- químicos, utilizou-se o software bacena apresenta metatexitos com pale- MINPET 2.0, a partir de tabelas gera- Originalmente, Pinheiro (1998) en- ossomas de xistos básicos e ultrabási- das em Microsoft EXCEL. globou esses litotipos na suíte metako- cos e neossomas granodioríticos de ida- matiítica. Todavia, introduz-se, agora, de arqueana, porém retrabalhados parci- uma nova suíte, caracterizada petrogra- almente pelo ciclo transamazônico. Além 3. Resultados ficamente por augita-xistos e clorita-xis- disso, charnockitos, anfibolitos, magne- Constatou-se que, nos domínios da tos. Os augita-xistos se diferenciam dos tititos e gnaisses facoidais possuem SMRM, afloram, principalmente, meta- clorita-xistos por sua granulação gros- ocorrência restrita nesse complexo. As- vulcanitos formados por tipos texturais seira e ripas de piroxênio com clivagem

REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, 62(4): 423-430, out. dez. 2009 425 A suíte metatholeiítica da seqüência metavulcanossedimentar Rio Manso, Quadrilátero Ferrífero (MG) basal em seção delgada. Ambos possuem teor de MgO ligeiramente inferior a 10%, 4. Discussão revelando uma gênese compatível com a série tholeiítica. Em diagramas ternários 4.1 Aspectos petrográficos e AFM, as rochas dessa suíte revelam uma composição química compatível com a minerográficos gerais da Série Tholeiítica (Andreatta e Silva 2008), tratando-se, portanto, de Mg-metatholei- SMRM ítos e, doravante, esses litotipos serão englobados na suíte metatholeiítica. Quimi- camente, essa suíte é caracterizada por um conteúdo de MgO menor que 12%, com A inexistência de lavas almofada- TiO menor que 2,4% e baixas razões FeO/MgO (Andreatta e Silva, 2008). Utilizando- das na suíte metatholeiítica da SMRM 2 implica, necessariamente, condições de se do padrão terras raras (Figura 3, Tabela 1), é possível distinguir, com clareza, as terras emersas pela ascensão vertical da suítes metakomatiítica e metatholeiítica da SMRM. Essas suítes mostram padrões de pilha vulcânica. Outra possibilidade im- fracionamento similar, mas a série metatholeiítica tem um padrão mais enriquecido. plicaria recuo do nível do mar, no qual a Essas características também estão expressas em outros diagramas geoquímicos quebra de relevo, entre a plataforma con-

(e.g. SiO2 x MgO, Zr x TiO2; Andreatta e Silva, 2008). Localmente, os metatholeiítos tinental e o sopé do talude continental, basais apresentam até 2% em sulfetos, que, estudados sob luz refletida (Andreatta causaria um entulhamento de sedimen- e Silva, 2008), revelaram a ocorrência de três fases de cristalização seqüenciais. A tos grosseiros gerados em alta energia. Nesse caso, rochas conglomeráticas se- fase 1 apresenta magnetita envolvida por pirrotita. Na fase 2, a pirita envolve a riam preservadas na SMRM, fato, po- pirrotita e, na fase 3, a calcopirita envolve a pirita. rém, não observado. Por outro lado, os

Figura 2 - Algumas feições macroscópicas e microscópicas da SMRM. A) Metaultramafito exibindo textura spinifex; B) Metaultramafito com textura spinifex, calcificado, exibindo transformações para serpentina, opacos e anfibólios; C) Afloramento exibindo truncamento de derrame em regime de extravasamento contínuo; D) Metaultramafito com textura jack-straw formando polígonos fechados devido ao metamorfismo seletivo com a formação de trilhas de antofilita entre serpentina e opacos.

426 REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, 62(4): 423-430, out. dez. 2009 Gorki Pomar Andreatta e Silva et al. litotipos estudados da SMRM exibem texturas cumuláticas atribuídas a extra- vasamento contínuo contendo trunca- mentos, que revelam a ocorrência de di- versos canais alimentadores. Esses ca- nais transicionam para derrames maci- ços com extravasamento contínuo de derrames magnesianos com textura spinifex, típicos dos derrames basais de greenstone belts. Analisando em sepa- rado a base da pilha vulcânica metatholei- ítica com cerca de 65 derrames e 50 me- tros de espessura, encontram-se litoti- pos de textura fanerítica além de certa planaridade no acamamento como efei- to de um aumento da viscosidade (McBirney & Hunter, 1995), que poderia indicar um certo potencial metalogenéti- co para a formação de sulfetos em rede. Contudo a SMRM não possui sedimen- Figura 3 - Padrão de REE (normalizado pelo manto primitivo de McDonough et al., 1992) tos sulfurosos interderrames e, além dis- das Suítes Metakomatiítica e Metatholeiítica da SMRM, exibindo o fracionamento so, a porcentagem de minerais sulfeta- magmático e o aspecto cogenético das suas rochas. dos é pequena (2%), indicando que a seqüência pode ser insaturada em enxo- leiítos possuem uma gênese comum e or, destaca-se também a ocorrência da fre. Se fosse assim, não teria ocorrido a distribuição areal associada, ou seja, o textura pega-varetas (ou jack-straw), segregação de fases sulfetadas signifi- fracionamento e a assimilação crustal do cujos ramos formam polígonos fechados cativas (Lesher et al., 2001), ou, ainda, magma komatiítico primordial geraram os (Figura 2D). Os pseudomorfos de olivi- tais fases poderiam ter migrado, geran- basaltos tholeiíticos de greenstone, per- na poliédrica são caracterizados por cris- do um minério disseminado e/ou trapea- mitindo, assim, caracterizar um ciclo vul- tais eqüidimensionais e tabulares, idio- do no decorrer dos eventos durante e/ cânico intermediário, na SMRM, como blásticos, sem embainhamento. Em ter- ou após a formação da SMRM. produto de intensa assimilação crustal. mos geoquímicos, se comparada com (Tabela 1). outras ocorrências mundiais, a SMRM se assemelha à seqüência de Barbeton, 4.2 Aspectos litogeoquímicos ou seja, seria fracionada regionalmente da SMRM 5. Conclusões pela existência de uma superpluma e en- caixada em uma crosta siálica primitiva. De acordo com Arndt & Nisbet Apesar de Pinheiro (1998) ter con- Essa seria a única explicação plausível (1982), uma suíte tholeiítica é caracteri- siderado dois grupos de rochas na suíte para a suíte metatholeiítica da SMRM, zada, invariavelmente, por conteúdos de metakomatiítica (com e sem textura fato que muito se diferencia de ciclos MgO inferiores a 7%. Somente os cumu- spinifex), constatou-se que a grande mai- vulcânicos completos, comuns em latos piroxeníticos de Munro Township, oria dos metaultramafitos estudados não referentes ao clã dos basaltos komatiíti- apresenta tais texturas. Quando presen- greenstones superiores encaixados em cos, possuem MgO acima de 15,5% tes, as texturas spinifex reliquiares crostas siálicas empobrecidas, como é o (Arndt et al., 1977). Por outro lado, (Figura 2B) são representadas por pla- caso do greenstone belt Rio das Velhas. Munro Township se caracteriza por um cas de olivina serpentinizada contendo Assim, a ocorrência da suíte metatho- substrato formado por basaltos tholeií- trilhas de opacos. É notável a diferença leiítica na SMRM, que, microscopica- ticos com uma porcentagem de MgO li- entre as texturas spinifex em amostra de mente, não possui plagioclásio, reforça geiramente inferior a 10% MgO (Arndt mão e em lâmina. Isso se deve à presen- a correlação com as séries tholeiíticas da et al., 1977). Esses basaltos tholeiíticos, ça de trilhas de ortoanfibólio e serpenti- região das montanhas de Barberton, mais no entanto, contêm plagioclásio, mine- na. No caso específico da olivina ser- precisamente com o Cinturão Pietersburg ral que, por sua vez, está ausente nas pentinizada, foram encontrados pseudo- (Grobler, 1972; Hart & Brooks, 1977; rochas da SMRM. Assim, de acordo com morfos de olivinas placosas e poliédri- Jensen & Pyke, 1982). Por outro lado, se Andreatta e Silva (2008), o comportamen- cas na SMRM. Nas amostras onde ocor- a SMRM tivesse correlação com ocor- to geoquímico da SMRM permite con- rem os pseudomorfos de olivina placo- rências greenstones mais recentes ha- cluir que os metakomatiítos e metatho- sa, com trilhas de opacos em seu interi- veria a repetição de ciclos vulcânicos

REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, 62(4): 423-430, out. dez. 2009 427 A suíte metatholeiítica da seqüência metavulcanossedimentar Rio Manso, Quadrilátero Ferrífero (MG) Tabela 1 - Composição química em termos de REE de rochas das Suítes Metakomatiítica e Metatholeiítica da SMRM.

completos e até mesmo conglomerados ção ao potencial econômico mineral, Belo Setentrional, MG. Ouro Preto: de topo, feições ausentes em greenstones essa ocorrência seria, aparentemente, Departamento de Geologia, Universidade intermediários. Conseqüentemente, de- estéril em sulfetos maciços vulcanogê- Federal de Ouro Preto, 2008. 89p. vido ao posicionamento do Supergrupo nicos, devido à existência de dissemina- (Dissertação de Mestrado). ARNDT, N. T., NALDRETT, A. J., PYKE, Rio das Velhas como seqüência greenstone ção basal na pilha tholeiítica. Todavia, D. R. Komatiitic and iron-rich tholeiitic superior do Neoarqueano, a presença da ocorrendo ou não níveis sulfetados em lavas of Munro Township, Northeast SMRM no âmbito do Quadrilátero Ferrí- rede ou maciços na SMRM, são neces- Ontario. Journal of Petrology, v. 18, fero remete à continuidade geológica do sários estudos mais detalhados sobre p. 319-69, 1977. Complexo Metamórfico Campo Belo até esse assunto. ARNDT, N. T., NISBET, E. G. Komatiites. essa região, sob a forma de um terreno London: George Allen & Unwin, 1982. granito-greenstone do Mesoarqueano 526p. como argumentado por vários autores 6. Referências BARBOSA, M. I. M., PIRES, F. R. M., (e.g. Barbosa et al., 1996; Carvalho Jr., NILSON, A. A. Geologia do Complexo bibliográficas Ultramáfico Morro das Almas, Região de 2001, Couto, 2004; Fernandes, 2001; ANDREATTA E SILVA, G. P. A seqüência Bom Sucesso e , MG. In: Oliveira, 1999; Oliveira, 2004; Quéméneur metavulcanossedimentar arqueana Rio CONGR. BRAS. GEOL., 39. Anais... & Baraud, 1983). Finalmente, com rela- Manso, Complexo metamórfico Campo Natal: SBG, 1996. p. 209-211.

428 REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, 62(4): 423-430, out. dez. 2009 Gorki Pomar Andreatta e Silva et al. CARNEIRO, M. A. O complexo FERNANDES, R. A. Etapas de formação de MACHADO FILHO, L., RIBEIRO, M. W., metamórfico Bonfim Setentrional - crosta continental do mesoarqueano ao GONZALEZ, S. R., SCHENINI, C. A., Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais: mesoproterozóico no Cráton São SANTOS NETO, A., PALMEIRA, R. litoestratigrafia e evolução geológica de Francisco Meridional. Ouro Preto: C. B., PIRES, J. L., TEIXEIRA, W., um segmento de continental do Departamento de Geologia, Universidade CASTRO, H. E. F. Projeto arqueano. São Paulo: Instituto de Federal de Ouro Preto, 2001. 127p. RADAMBRASIL Folha SF.23/24, Geociências, Universidade de São Paulo, (Dissertação de Mestrado). 1983. Rio de Janeiro/Vitória. 278p. 1992. 233p. (Tese de Doutorado). GAIR, J. E. Geology and ore deposits of the (Boletim. 32). CARNEIRO, M. A., TEIXEIRA, W., Nova lima and Quadrangles, MACHADO, N., CARNEIRO, M. A. 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