Geometria e Cinemática de Alojamento do Maciço Granítico Arrozal, Sudoeste do Estado do Rio de Janeiro

• Main Author: Alexis Rosa Nummer
• Other Authors: Romulo Machado
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2001
• Subjects: Geologia Estrutural; Mapeamento Geológico; Petrografia; Not available.
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44134/tde-01122014-144217/

A área estudada na compreende uma região limitada pelos municípios de Rio Claro (SW) e Vassouras (NE), enquadrada entre os meridianos 41°20\'30\'\'S e paralelos 24°30\'20\'\'W, no Vale do Rio Paraíba do Sul, constituída por litologias relacionadas ao Domínio Paraíba do Sul com estruturas tectônicas do tipo Zonas de Cisalhamento Dúctil (ZCD) em regime transpressional, e granitóides tarde a pós-tectônicos associados. O Maciço Granítico Arrozal (MGA) faz parte do magmatismo granítico Neoproterozóico da parte central do cinturão do Paraíba do Sul, com idade no intervalo de 600 a 490 Ma, que tem sido dividido em quatro grupos principais de granitos: (i) pré colisionais; (ii) colisionais; (iii) tardi colisionais e, (iv) pós colisionais. O MGA corresponde aos granitos classificados como tardi colisionais (sin - a tardi-F3 das classificações tectônicas disponíveis). A associação entre os maciços graníticos Arrozal, Getulândia e Fortaleza apresentam a mesma identidade estrutural e composicional, que são integradas na Suíte Intrusiva Arrozal. O MGA, com expressão areal menor, ao redor de 101,3 \'KM IND.2\', possui eixo maior orientado na direção N70°E, e encontra-se alojado entre as zonas de cisalhamento dúcteis de alto ângulo de Além Paraíba (a noroeste) e Mendes (a sudeste), sendo secionado à norte pela zona de cisalhamento de alto ângulo de Arrozal. Foram individualizadas, com base em critérios composicionais e deformacionais, três faciologias principais: porfirítica situada na parte central do maciço, foliada, disposta marginalmente ao corpo, e leucogranítica, na sua extremidade noroeste. A composição dominante é granodiorítica e monzogranítica subordinada. Localmente ocorrem bolsões hololeucocráticos de composição quartzo monzonítica. Os Maciços Getulândia (MGG) e Fortaleza (MGF), de maior expressão areal na região, apresentam formas mais alongadas e eixos maiores e coincidentes com o MGA e apresentam composições monzo a sieno-graníticas predominantes. A área estudada foi dividida em três domínios estruturais homogêneos: Domínio NW (Domínio Quirino), Domínio Central (Domínio Arrozal) e Domínio SE (Domínio Serra das Araras). O primeiro domínio possui orientação geral N75°E, com mergulhos variáveis para NW e SE; o segundo, com orientação dominante na direção N45°E, tendo mergulhos mais suaves para a foliação magmática e mais acentuados para foliação tectônica; o terceiro, com orientação estrutural semelhante ao primeiro (N69°E), porém com mergulhos mais elevados para NW. Os dados geoquímicos possibilitaram caracterizar o MGA como magmatismo cálcio-alcalino alto K a shoshonítico, meta aluminoso (A/CNK, \'DA ORDEM DE\' 0,9, fácies leucogranítica) a marginalmente peraluminoso (A/CNK, entre 1,1 a 1,2 na fácies porfirítica e foliada), apresentando durante a diferenciação magmática o empobrecimento em Ca, Sr, Ba, Zr e na soma de FMMT (\'FE IND.2\'\'O IND.3\'+ MgO + MnO + \'TiO IND.2\'), refletido na cristalização dos feldspatos, zircão, apatita, biotita, ilmenita e magnetita, e enriquecimento \'K IND.2\'O, Rb representado principalmente pela cristalização de feldspato potássico. O comportamento dos elementos maiores (Ca, \'K IND.2\'O, \'K IND.2\'O/\'Na IND.2\'O e a soma dos FMMT) e traços (Ba, Sr, Zr e Rb) é semelhante durante a diferenciação entre as fácies porfirítica e foliada do MGA, mostrando que o processo deformacional (no estado sub sólido) não foi suficientemente intenso para promover alterações significativas no comportamento químico desses elementos. A comparação com as amostras do MGG evidencia o caráter mais evoluído deste último, com os teores mais elevados em SiO2 (70,8 a 75,3%, contra 63,2 a 69,3%), K2O (4,2 a 4,6%, contra 3,1 a 4,6%), (Na20/K20 > 1,8%, contra 0,9 e 1,7%) e Rb (252 e 327 ppm, contra 136 a 220 ppm). A química mineral permitiu caracterizar nesses maciços a existência de dois grupos principais de plagioclásio: um de composição albita e oligoclásio - MGG, fácies leucogranítica, MGA e Unidade Quirino, e outro de composição andesina - fácies porfirítica e foliada do MGA, enclave quartzo diorítico do MGA e dique de diorito que corta o MGA. O feldspato alcalino destes maciços é essencialmente ortoclásio, com valores de An sempre inferiores a 20%. Foram distinguidos dois grupos de biotitas: um grupo de biotitas encontrado nos MGA e MGG, caracterizado por uma biotita muito férrica (annita), e outro grupo encontrado na fácies foliada do MGA, classificada como biotita magnesiana (siderofilita). O modelamento gravimétrica apresenta uma boa correlação com dados estruturais obtidos e permitiu deduzir a geometria em 3D do corpo, indicando uma anomalia gravimétrica negativa com disposição coincidente com a Zona de Cisalhamento de Mendes (ZCM). O perfil gravimétrico obtido sugere uma profundidade ao redor de 7,5 Km para o limite inferior do corpo. Estes dados, em conjunto com os dados estruturais, permitem inferir, em perfil, uma geometria tipo estrutura em flor (hemi-flor) positiva associada às zonas de cisalhamento Além Paraíba e Mendes, as quais podem coalescer em profundidade. O ambiente tectônico de alojamento do MGA é vinculado à zonas de cisalhamento dúcteis direcionais desenvolvidas em regime transpressivo, ao longo de um sítio extensional (ZCA) num modelo tectônico do tipo releasing bend. Este sítio associa-se regionalmente à inflexão da Zona de Cisalhamento Além Paraíba, que muda de direção geral N45°E para direção N70°E. O modelo de alojamento de magma granítico mais adequado ao MGA é do tipo diques múltiplos (estágio inicial de ascenção) associado a diápiro (estágio final e de acumulação). === The study area is limited by coordinates 41° 20\' 30\'\' S and 24° 30\' 20\'\' W and includes the Rio Claro city to the southwest and Vassouras to the northeast in the Paraíba do Sul river valley. lt comprises transpressional, ductile shear zones with lithologies associated with the so-called Paraíba do Sul Domain as well as late- and post-tectonic granitoids. The Arrozal Granitic Massif (AGM) is related to the Neoproterozoic (c.a. 600-490Ma) granitic magmatism within the central part of the Paraíba do Sul Thrust Belt. This granitic magmatism includes four main granite types as such: (i) pre-collisional, (ii) collisional, (iii) late-collisional and (iv) post-collisional. Late-collisional (or sin- late-\'D IND.3\') granites occur in the AGM. An association among the Arrozal, Getulândia and Fortaleza granitic massifs is made on the basis of structural and compositional similarities, all being included in the Arrozal lntrusive Suite. The relatively smaller AGM covers an area of 101,3 Km². It has a N70°E-oriented major axis and is emplaced between the Além Paraíba (to the NW) and Mendes (to the SE) high-angle, ductile shear zones, being cut to the north by the Arrozal high-angle shear zone. Three main granitic facies can be distinghished on the basis of compositional and structural criteria: porphyritic, in the central part of the massif; foliated at the pluton edges and leucogranitic, to the NW. It is mainly granodioritic and less often monzogranitic in composition with local hololeucocratic quartzmonzonitic pods. The Getulândia (GGM) and Fortaleza (FGM) granitic massifs are bigger than the AGM. They lie subparallel to but are more enlongated than the AGM, being monzo-and sieno-granitic in composition. The study area was divided in three main homogeneous structural domains: the NW Domain (Quirino Domain), the central Domain (Arrozal Domain) and the SE Domain (Serra das Araras Domain). The Quirino Domain displays a general N75°E orientation with variable dips to the NW and SE. The Arrozal Domain displays a general N45°E orientation with less steep magmatic foliation and more steep tectonic foliation. The Serra das Araras Domain is subparallel to the Quirino Domain (N69°E) but with steeper dips to the NW. The mineral lineations are usually to the NE and less often to the SW. The geochemical data showed that the AGM represents a high-K to shoshonitic, calc-alkaline, metaluminous suite (A/CNK ~ 1.1-1.2 in the porphyritic and foliated facies). It shows Ca, Sr, Ba, Zr and FMMT (\'Fe IND. 2\'\'O IND.3\' + MgO + MnO + \'TiO IND.2\') depletion possibly as a consequence of feldspar, zircon, apatite, biotite, ilmenite and magnetite crystallisation. The feldspar crystallisation was also responsible for the \'K IND.2 O\' and Rb enrichment in the suite. Major (Ca, \'K IND.2 O\', \'K IND.2 O\'/\'Na IND.2 O\' and FMMT) and trace (Ba, Sr, Zr and Rb) element variations are similar for the porphyritic and foliated facies showing that the subsolidus deformation had no control on the differentiation process. The geochemical data also showed that the GGM represents a more differentiated suite as shown by its higher \'SIO IND.2\' (70.8-75.3 wt.%), \'K IND.2 O\' (4.2-4.6 wt.%), \'Na IND.2 O\'/\'K IND. 2 O\' (1.8) and Rb (252-327 ppm) contents when compared with the AGM and the FGM (SiO2=63.2-69.3 wt.%) \'K IND.2 O\' (3.1-4.6 wt.%), \'Na IND.2 O\'/\'K IND.2 O\' (9-1.7) and Rb=136-220 ppm). Mineral chemistry data pointed to two main plagioclase groups, as such: albite-oligoclase (GGM leucogranite facies; AGM and quirino Domain) and andesine (AGM porphyritic and foliated facies; AGM quartzdioritic enclave and diorite dyke that cuts the AGM). The potassium feldspar of those massifs is essentially orthoclase, with An < 20%. Two biotite groups can be distinguished; a annite group in the AGM and GGM and a siderophilite group found in the AGM foliated facies. The 3D geometry of the AGM suite was obtained by gravimetric modelling which correlated well with the field structural data. The modelling points to a negative gravimetric anomaly parallel to the Além Paraíba Shear Zone (APSZ). The gravimetric profile indicates a value of maximum depth of ~ 7.5 Km. The geophysicar data point to a positive hemi-flower strcucture that can be associated with the Além Paraíba Shear Zone and that may coalesce at greater depth. The tectonic setting prevailing during the AGM intrusion can be related to transpressive ductile shear zones developed in an releasing bend type of extensional field. This field can be associated in a regional scale with the APSZ inflection from N45°E to N70°E. The best emplacement model for the AGM is that of multiple dykes (at the initial emplacement stage) associated with diapirism (towards the final stages).